- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiál2) Dynamika hmotného bodu
Dynamika je obor mechaniky, který se zabývá příčinami změn pohybového stavu těles.
Vzájemné působení těles
Tělesa na sebe vzájemně působí silami. K působení dojde buď přímým stykem nebo prostřednictvím silových polí. Přímým stykem působí síly nárazem nebo tlakem, při působení polí je působení gravitace, elektrického pole či magnetického pole. Gravitace se projevuje při pádu těles – tělesa se Země ani ničeho jiného nedotýkají, přesto jsou přitahovány. Působení síly může mít za následek deformaci tělesa (deformační účinek síly) nebo změnu pohybového stavu tělesa (pohybový účinek síly).
Síla F je vektorová fyzikální veličina. Účinek síly závisí na její velikosti, směru a poloze působiště. [F] = N (newton).
Působí-li na hmotný bod více sil, můžeme je vektorově sečíst, to znamená nahradit je jedinou silou – výslednicí sil – tak, aby měla stejný účinek jako je účinek všech působících sil. Vektorové sčítání sil se nazývá také skládání sil.
Newtonovy pohybové zákony
Izolované těleso je takové těleso, na které nepůsobí žádné síly.
Izolované těleso, které je v dané vztažné soustavě v klidu, setrvává v klidu.
Izolované těleso, které je v pohybu, má stále stejnou rychlost, pohybuje se rovnoměrným přímočarým pohybem.
V pozemských podmínkách však izolované těleso neexistuje, proto se zavádí model izolovaného tělesa. Model izolovaného tělesa je těleso, na které působí síly tak, že jejich výslednice je nulová.
Inerciální vztažné soustavy. Galileiho princip relativity
Inerciální vztažné soustavy jsou soustavy, ve kterých izolovaná tělesa zůstávají v klidu nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu. Používáme je pro běžné pohyby, probíhající na povrchu Země nebo v její blízkosti, vztažná soustava je spojena s povrchem Země. Platí zde Newtonovy zákony a mechanický neboli Galileiho princip relativity:
Zákony mechaniky jsou stejné ve všech inerciálních vztažných soustavách. Rovnice, které je vyjadřují, mají stejný tvar.
Př. Pokud jedeme vlakem, který se pohybuje rovnoměrným přímočarým pohybem a nemáme možnost vidět ven, nepoznáme, zda je daná soustava vzhledem k povrchu země v klidu nebo v pohybu.
Všechny inerciální vztažné soustavy jsou pro popis mechanických dějů rovnocenné.
1. Newtonův pohybový zákon - zákon setrvačnosti
Každé těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu, pokud není nuceno vnějšími silami tento stav změnit.
Důsledky zákona setrvačnosti:
Klid a rovnoměrný přímočarý pohyb jsou rovnocenné pohybové stavy s nulovým zrychlením. První pohybový zákon předpokládá existenci inerciální vztažné soustavy. Současně ukazuje na jednu ze základních vlastností těles – na setrvačnost.
V praxi se rovnoměrně přímočaře pohybují sondy v meziplanetárním prostoru, protože na ně nepůsobí síly dost velké na to, aby je znatelně zpomalily. Na Zemi se pohybu rovnoměrného přímočarého dosahuje tak, že výslednice všech sil působících na těleso je rovna nule.
2. Newtonův pohybový zákon - zákon síly
Začnou-li na těleso působit jiná tělesa silami, změní se jeho pohybový stav. Těleso se začne pohybovat se zrychlením.
Velikost zrychlení hmotného bodu je přímo úměrná velikosti výslednice sil působících na hmotný bod, a nepřímo úměrná hmotnosti hmotného bodu,
.
Směr zrychlení je shodný se směrem výslednice sil, vektorově je tedy
.
Nejčastěji používáme druhý pohybový zákon ve tvaru
F = m × a
Na základě tohoto vztahu definujeme jednotku síly. [F] = newton (N) = m × kg × s–2 . 1 newton můžeme definovat jako velikost síly, která tělesu o hmotnosti 1 kg uděluje zrychlení o velikosti 1 m × s–2.
Z druhého pohybového zákona vyplývám, že na těleso, které se pohybuje se stálým zrychlením, působí konstantní výsledná síla.
Tíhová síla a tíha
Tíhová síla Země FG je síla, kterou jsou všechna tělesa přitahována k Zemi v blízkosti jejího povrchu (v tíhovém poli země). Tíhová síla FG uděluje tělesům tíhové zrychlení g a má s ním stejný směr – vždy svisle dolů. Podle 2. pohybového zákona platí
FG = m × g.
V důsledku působení tíhové síly na těleso, působí těleso na podložku nebo závěs svojí tíhou.
Hybnost hmotného bodu
Hybnost p hmotného bodu je vektorová fyzikální veličina, charakterizující pohybový stav tělesa v dané vztažné soustavě hlediska. Při rovnoměrném přímočarém pohybu je hybnost konstantní.
Je definovaná jako součin hmotnosti a okamžité rychlosti hmotného bodu.
p = m × v
Vektory p a v mají stejný směr. Pro velikost hybnosti platí vztah:
p = m × v,
z čehož vyplívá jednotka hybnosti [p] = kg × m × s–1 (kilogram metr za sekundu). Je to hybnost hmotného bodu o hmotnosti 1 kg, který se pohybuje rychlostí o velikosti 1 m × s–1.
Změna hybnosti a impuls síly
Působí-li na těleso síla, pak podle zákona síly platí
F = m × a.
Podle definice zrychlení platí
.
Po dosazení
.
Změní-li se rychlost tělesa při konstantní hmotnosti, pak je změna hybnosti
.
Druhý pohybový zákon lze vyjádřit vztahem
.
Výsledná síla působící na hmotný bod je rovna podílu změny hybnosti hmotného bodu a doby, po kterou síla působila. Takto vyjádřený druhý pohybový zákon platí (za předpokladu, že doba Dt je velmi malá) i při proměnné hmotnosti tělesa.
Z tohoto vztahu lze vyjádřit
∆ p = F × ∆t.
Součin F × ∆ t síly a doby, kterou na těleso působila, je impuls síly. Je to vektorová fyzikální veličina s jednotkou N × s (newton sekunda). Impuls síly je rovný změně hybnosti hmotného bodu. Změna hybnosti má stejný směr a jednotku jako impuls síly [F × ∆ t] = kg × m × s–1 (kilogram metr za sekundu). Impuls síly vyjadřuje časový účinek síly.
3. Newtonův pohybový zákon - zákon akce a reakce
Dvě tělesa na sebe navzájem působí stejně velkými silami opačného směru. Tyto síly vznikají a zanikají současně.
Jednu z těchto sil nazýváme akce a druhou reakce. Akce a reakce působí každá na jiné těleso, proto se navzájem nezruší.
Dvě dívky jsou na kolečkových bruslích a drží opačné konce provazu. Jedna z nich zatáhne za provaz. Pohybovat se však nezačne jen druhá dívka, ale i ta, která za provaz zatáhla. Táhnoucí dívka vyvolala působením síly – akce, to že druhá síla – reakce bude působit na ni samotnou.
Zákon zachování hybnosti
Izolovanou soustavu těles tvoří tělesa, která na sebe navzájem působí silami, přitom na ně ale nepůsobí silami žádná jiná tělesa. Celková hybnost soustavy je dána vektorovým součtem hybností obou těles :
p = p1 + p2
Tělesa na sebe působí akcí a reakcí. F1 = – F2. Podle druhého pohybového zákona platí:
p1 – p01 = – (p2 – p02)
p01 + p02 = p1 + p2
Celková hybnost izolované soustavy těles se vzájemným silovým působením těles nemění.
V izolované soustavě platí vedle zákona zachování hybnosti ještě zákon zachování hmotnosti:
Celková hmotnost izolované soustav těles je konstantní.
Celkovou hmotností soustavy rozumíme součet hmotností všech těles, z nichž se soustava skládá.
Využití zákona zachování hybnosti
V moderním letectví a v kosmonautice se uplatňují reaktivní motory. Tryskami motoru unikají velkou rychlostí plyny vznikající při spalování pohonných látek. Podle zákona zachování hybnosti je raketa uvedena do pohybu opačným směrem. V elektrárnách se používají reaktivní turbíny. Zákon zachování hybnosti se také projevuje zpětným nárazem při střelbě ze střelných zbraní.
Smykové tření a valivý odpor
Při posouvání neboli smýkání tělesa po povrchu jiného tělesa vzniká na styčné ploše obou těles třecí síla Ft, která směřuje vždy proti směru pohybu tělesa. Existence této síly znemožňuje experimentální potvrzení zákona setrvačnosti. Její velikost nezávisí na obsahu styčných ploch a při malých rychlostech na rychlosti tělesa, je přímo úměrná velikosti kolmé tlakové síly Fn. Pro velikost třecí síly platí vztah
Ft = f × Fn
Kde f je součinitel smykového tření. [f] = 1
Součinitel smykového tření je fyzikální veličina s rozměrem 1. Závisí na jakosti stykových ploch, tj. na tom, z jakých látek jsou zhotovena tělesa a jak je opracován jejich povrch. Je-li těleso na podložce v klidu, pak na ně působí klidové tření.
Součinitel klidového t
Vloženo: 14.05.2012
Velikost: 120,00 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu F - Fyzika
Podobné materiály
- 3 - Fyzika - Dynamika
- 3 - Fyzika - Dynamika
- 3 - Fyzika - Dynamika-kompletní interaktivní výuka
- CH - Chemie - Chemická termodynamika, kinetika chemických reakcí, chemická rovnováha.doc
- F - Fyzika - Dynamika
- CH - Chemie - Termodynamika, termochemie, chemická rovnováha
- ZSV - Základy společenských věd - Dynamika osobnosti I.Kant - německá filosofie
- CH - Chemie - Termodynamika
- ZSV - Základy společenských věd - SOCIÁLNÍ DYNAMIKA
- F - Fyzika - Dynamika
- F - Fyzika - Dynamika tekutin
- F - Fyzika - Hydrodynamika a aerodynamika
- 3 - Fyzika - Hybnost hmotného bodu
- F - Fyzika - Kinematika hmotného bodu
- F - Fyzika - Energie hmotných bodů
- F - Fyzika - Energie hmotných bodů
Copyright 2024 unium.cz