dynamika
dynamika
dynamika
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Dynamika<br />
Dynamika - to dział fizyki, w którym bada się związki<br />
pomiędzy czynnikami wywołującymi ruch, a właściwościami<br />
tego ruchu.<br />
Zamiana stanu ruchu ciała<br />
jest następstwem sił<br />
działających na to ciało.
Relacje: siła - ruch<br />
1. Co dzieje się, gdy wypadkowa sił działających na ciało równa jest zeru<br />
2. …a co, gdy działa niezrównoważona siła<br />
3. …a gdy wazon spadnie
Zasady dynamiki Newtona<br />
Izaak Newton, (1642 - 1727)<br />
"Philosophiae naturalis principia mathematica"<br />
Foto: Isaac Newton w gabinecie figur woskowych Mme Tussaud w Londynie<br />
(WiŻ, 5/1977,s.28)<br />
1. Pierwsza zasada dynamiki:<br />
Jeżeli na ciało nie są wywierane siły lub działające siły się równoważą,<br />
to stan ruchu ciała nie ulega zmianie (ciało pozostaje w spoczynku lub porusza<br />
się ruchem jednostajnym prostoliniowym).<br />
2. Druga zasada dynamiki:<br />
Zmiana pędu ciała jest proporcjonalna do siły działającej na to ciało i<br />
zachodzi wzdłuż kierunku jej działania.<br />
3. Trzecia zasada dynamiki:<br />
Oddziaływania wzajemne dwóch ciał są zawsze równe co do wartości<br />
ale przeciwnie skierowane.
Pierwsza zasada dynamiki<br />
Jeżeli na ciało nie są wywierane siły lub działające siły<br />
się równoważą, to ciało nie zmienia stanu swego ruchu;<br />
pozostaje w stanie spoczynku lub w ruchu jednostajnym,<br />
prostoliniowym.<br />
układ inercjalny
Druga zasada dynamiki<br />
<br />
<br />
a<br />
F<br />
m<br />
<br />
F<br />
<br />
m<br />
<br />
<br />
a
Druga zasada dynamiki<br />
Masa – miara bezwładności ciała<br />
Pęd<br />
<br />
F<br />
<br />
m<br />
<br />
m p<br />
<br />
<br />
a<br />
<br />
F<br />
<br />
<br />
dv<br />
m<br />
mv<br />
<br />
dt dt<br />
<br />
<br />
<br />
dp<br />
dt<br />
d<br />
<br />
<br />
<br />
dp<br />
dt
Trzecia zasada dynamiki<br />
<br />
<br />
F F BA AB<br />
Jeśli ciało A działa na ciało B daną siłą, to ciało B działa na ciało A taką<br />
sama siłą, ale przeciwnie skierowaną.<br />
Alternatywne sformułowanie:<br />
Każdej akcji towarzyszy<br />
równa co do wartości<br />
lecz przeciwnie skierowana -<br />
reakcja.
Masa i ciężar ciała<br />
<br />
F ma<br />
<br />
P m<br />
g<br />
m<br />
Masa ciała jest własnością ciała<br />
jako miara jego bezwładności.<br />
P <br />
Ciężar ciała to siła działającą na ciało<br />
o masie m wskutek przyciągania<br />
grawitacyjnego.<br />
g <br />
z<br />
9.81<br />
m<br />
s<br />
m<br />
2<br />
- przyspieszenie ziemskie<br />
gk<br />
1.62<br />
2 - przyspieszenie księżycowe<br />
s
Masa<br />
Masa – miara bezwładności ciała
Rola sił bezwładności<br />
Kasia pociągnie szybko...<br />
...a teraz wolno...<br />
Zasada przyczynowości
Równania Newtona<br />
Układ równań dla składowych x, y, z:
Tarcie<br />
F F<br />
t n
Tarcie
Siły sprężystości<br />
Podstawową cechą sił sprężystości jest proporcjonalność siły<br />
do odkształcenia.<br />
Ciało nazywamy doskonale sprężystym jeśli po<br />
ustąpieniu sił deformujących wraca całkowicie do postaci<br />
pierwotnej.<br />
Naprężenie:<br />
Prawo Hooke’a:<br />
K - moduł sprężystości
Siły sprężystości<br />
Jeśli odkształcenie jest liniowe (rozciąganie lub ściskanie):<br />
Prawo Hooke’a:<br />
E - moduł Younga<br />
animacja
Siły sprężystości<br />
Granica<br />
sprężystości<br />
„Płynięcie” materiału<br />
Granica wytrzymałości<br />
Zakres stosowalności<br />
prawa Hooke'a
Praca<br />
Jednostka pracy – 1J = 1N·1m
Praca
Praca<br />
Praca kilku sił jest algebraiczną sumą prac<br />
wykonanych przez każdą z sił oddzielnie.
Moc<br />
Jednostka mocy – 1W = 1J/1s
Siły zachowawcze<br />
<br />
= 90 - (180 - ) = - 90<br />
sin = -sin(90 - ) = - cos <br />
h<br />
W12 mg S12<br />
cos<br />
mg cos<br />
sin<br />
h<br />
W mg mgh<br />
cos cos<br />
12
Siły zachowawcze<br />
Praca siły grawitacji po torze zamkniętym jest równa zeru<br />
– siła zachowawcza<br />
Jeśli praca siły po drodze zamkniętej nie równa się zero,<br />
to siła ta jest dyssypatywna (rozpraszająca)
Energia potencjalna<br />
Energia potencjalna ciała w danym punkcie, względem<br />
określonego punktu odniesienia, równa jest pracy jaką<br />
wykonują siły zachowawcze przy przemieszczeniu ciała z<br />
danego punktu do punktu odniesienia.
Energia kinetyczna<br />
E k<br />
W<br />
F s<br />
<br />
ma<br />
at<br />
2<br />
2<br />
<br />
<br />
m at<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
mv<br />
2<br />
2<br />
Praca wykonana przez siłę działającą na ciało równa jest<br />
zmianie jego energii kinetycznej.
Prawo zachowania energii<br />
Całkowita energia mechaniczna ciała, na które działają<br />
tylko siły zachowawcze, jest stała.
Prawo zachowania energii<br />
KE – energia kinetyczna<br />
PE – energia potencjalna<br />
m = 50 kg