Fizyka. Zakres podstawowy
Podręcznik, dzięki któremu pokażesz uczniom wykorzystanie fizyki w życiu codziennym, co pomoże prowadzić lekcje w interesujący dla uczniów sposób, a uczniom ułatwi zrozumienie fizyki.
Podręcznik, dzięki któremu pokażesz uczniom wykorzystanie fizyki w życiu codziennym, co pomoże prowadzić lekcje w interesujący dla uczniów sposób, a uczniom ułatwi zrozumienie fizyki.
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
2019<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
<br />
13
LICEUM I TECHNIKUM ZAKRES PODSTAWOWY<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
ZAKRES PODSTAWOWY<br />
ZAKRES ROZSZERZONY<br />
<br />
<br />
<br />
2019/2020<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Egzemplarz testowy<br />
2019<br />
2019<br />
Reforma 2019<br />
NA DOBRY START<br />
PORADNIK<br />
NAUCZYCIELA<br />
FIZYKA<br />
1<br />
FIZYKA<br />
13<br />
FIZYKA<br />
13<br />
FIZYKA<br />
1<br />
MULTIBOOK<br />
LICEUM I TECHNIKUM<br />
Poradnik nauczyciela<br />
NA DOBRY START <br />
Egzemplarz testowy<br />
podręcznika <br />
Podręcznik dopuszczony<br />
do użytku szkolnego <br />
Multibook – wersja<br />
demonstracyjna <br />
Ponadto do Twojej dyspozycji:<br />
Spotkania<br />
z ekspertami <br />
E-konferencje<br />
przedmiotowe <br />
Bieżące wsparcie<br />
Twojego konsultanta<br />
edukacyjnego <br />
Dołącz do programu<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Skontaktuj się z konsultantem edukacyjnym WSiP i dowiedz się więcej!
Drodzy Nauczyciele<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SPIS TREŚCI<br />
.........................<br />
............................................3<br />
<br />
.................................................4<br />
<br />
........................................... <br />
<br />
<strong>Fizyka</strong>. <strong>Zakres</strong> <strong>podstawowy</strong> ....................... <br />
...... <br />
........... <br />
........... <br />
..................... <br />
.............................
Sytuacja<br />
<br />
od roku<br />
2019/2020<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
CO TO OZNACZA W PRAKTYCE?<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
PRZEPROWADZIMY CIĘ PRZEZ WSZYSTKIE LATA REFORMY!<br />
3-letnie liceum<br />
4-letnie technikum<br />
4-letnie liceum<br />
5-letnie technikum<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
3 4<br />
<br />
<br />
4<br />
<br />
<br />
<br />
Harmonogram wprowadzenia nowego ustroju szkolnego na podstawie ustawy z dnia 14 grudnia 2016 r. (Dz. U. z 2017 r., poz. 59,<br />
949 i 2203).
Pewność<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Jakość<br />
Bezpieczeństwo<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Profesjonalizm<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Bieżące wsparcie<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
* nowa podstawa programowa
Analiza nowej podstawy programowej<br />
ANALIZA PORÓWNAWCZA PODSTAW PROGRAMOWYCH<br />
ORAZ ORGANIZACJI NAUCZANIA FIZYKI<br />
W LICEUM I TECHNIKUM:<br />
A. Według podstawy programowej obowiązującej do czerwca 2022 roku w trzyletnim liceum<br />
ogólnokształcącym i czteroletnim technikum, zwanej dalej „obecnie obowiązującą”, „obecną”,<br />
„obowiązującą” lub „dotychczasową”;<br />
B. Według podstawy programowej, która zacznie obowiązywać w czteroletnim liceum<br />
i pięcioletnim technikum we wrześniu 2019 roku, zwanej dalej „nową”.<br />
A. Organizacja nauczania fizyki według obecnie obowiązującej podstawy programowej<br />
POZIOMIE PODSTAWOWYM:<br />
Nazwa podstawy<br />
programowej<br />
Klasa 1 Klasa 2 Klasa 3<br />
PODSTAWA PROGRAMOWA<br />
PRZEDMIOTU FIZYKA<br />
IV etap edukacyjny<br />
– zakres <strong>podstawowy</strong><br />
– –<br />
Liczba lekcji w tygodniu 1 – –<br />
POZIOMIE ROZSZERZONYM:<br />
Klasa 1 Klasa 2 Klasa 3<br />
Nazwa podstawy<br />
programowej<br />
PODSTAWA PROGRAMOWA<br />
PRZEDMIOTU FIZYKA<br />
IV etap edukacyjny<br />
– zakres <strong>podstawowy</strong><br />
Liczba lekcji w tygodniu 1<br />
PODSTAWA PROGRAMOWA PRZEDMIOTU FIZYKA<br />
IV etap edukacyjny – zakres rozszerzony<br />
N1<br />
N1 N2 8<br />
N2<br />
B. Organizacja nauczania fizyki według nowej podstawy programowej<br />
Uczniowie POZIOMIE PODSTAWOWYM:<br />
Nazwa podstawy<br />
programowej<br />
Liczba lekcji<br />
w tygodniu<br />
Klasa 1 Klasa 2 Klasa 3 Klasa 4<br />
PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO<br />
DLA CZTEROLETNIEGO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO I PIĘCIOLETNIEGO TECHNIKUM<br />
FIZYKA<br />
ZAKRES PODSTAWOWY<br />
1 1 2 –<br />
<br />
<br />
4<br />
AUTOR: Dobromiła Szczepaniak
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Uczniowie <br />
Klasa 1 Klasa 2 Klasa 3 Klasa 4<br />
Podstawa programowa<br />
Liczba lekcji<br />
w tygodniu<br />
PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO<br />
DLA CZTEROLETNIEGO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO I PIĘCIOLETNIEGO TECHNIKUM<br />
FIZYKA<br />
ZAKRES ROZSZERZONY<br />
1 N1 1 N2 2 N3 N4<br />
4 N1 N2 N3 N410<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
Porównanie nowej i obowiązującej podstawy programowej w ZAKRESIE PODSTAWOWYM<br />
<br />
-<br />
za-<br />
<br />
<br />
Cele kształcenia – wymagania ogólne<br />
Obowiązująca podstawa programowa<br />
I. Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk<br />
lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych<br />
II. Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków<br />
z otrzymanych wyników<br />
III. Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk<br />
opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych<br />
IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy<br />
przeczytanych tekstów (w tym popularnonaukowych)<br />
Nowa podstawa programowa<br />
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz<br />
wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości<br />
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności<br />
fizycznych<br />
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń<br />
i wnioskowanie na podstawie ich wyników<br />
IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy<br />
materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych<br />
5
Analiza nowej podstawy programowej<br />
<br />
-<br />
<br />
Cele kształcenia – wymagania szczegółowe<br />
Obowiązująca podstawa programowa<br />
1. Grawitacja i elementy astronomii<br />
2. <strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
3. <strong>Fizyka</strong> jądrowa<br />
Nowa podstawa programowa<br />
I. Wymagania przekrojowe<br />
II. Mechanika<br />
III. Grawitacja i elementy astronomii<br />
IV. Drgania<br />
V. Termodynamika<br />
VI. Elektrostatyka<br />
VII. Prąd elektryczny<br />
VIII. Magnetyzm<br />
IX. Fale i optyka<br />
X. <strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
XI. <strong>Fizyka</strong> jądrowa<br />
<br />
<br />
-<br />
oraz fale i<br />
<br />
<br />
<br />
Analiza poszczególnych punktów nowej podstawy programowej<br />
obecnie<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
• -<br />
<br />
• <br />
<br />
<br />
• -<br />
<br />
• <br />
<br />
• <br />
oraz<br />
• <br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
fale -<br />
<br />
-<br />
<br />
6
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Tytuł działu Co nowego Co wykreślono<br />
Grawitacja<br />
i elementy<br />
astronomii<br />
• Opis stanu przeciążenia (dodany do opisu stanu nieważkości)<br />
• Zamiast opisu miejsca Układu Słonecznego w Galaktyce<br />
– opis budowy Układu Słonecznego<br />
• Pojęcie satelity geostacjonarnego – ale pozostał<br />
ogólny zapis o opisie ruchu satelitów wokół Ziemi<br />
• Wyznaczanie zależności okresu ruchu satelity od promienia<br />
orbity (III prawo Keplera dla orbit kołowych)<br />
– ale pozostały wskazanie siły grawitacji jako siły dośrodkowej<br />
oraz obliczanie prędkości satelitów<br />
• Wyjaśnianie, dlaczego planety widziane z Ziemi przesuwają<br />
się na tle gwiazd<br />
• Wyjaśnianie przyczyny występowania faz i zaćmień<br />
Księżyca<br />
• Opis zasady pomiaru odległości za pomocą zjawiska<br />
paralaksy<br />
• Opis zasady określania wieku Układu Słonecznego<br />
<strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
<strong>Fizyka</strong> jądrowa<br />
• Analiza promieniowania termicznego (na wybranych<br />
przykładach)<br />
• Opis dualizmu korpuskularno-falowego światła<br />
• Obok zjawiska fotoelektrycznego pojawił się opis zjawiska<br />
jonizacji oraz fotochemicznego jako wywoływanych<br />
przez promieniowanie o częstotliwości<br />
większej od granicznej<br />
• Opis elementów ewolucji gwiazd, omawianie supernowych<br />
i czarnych dziur<br />
• Zapis o rozróżnianiu widm liniowych rozrzedzonych<br />
gazów jednoatomowych zastąpiono wymaganiem<br />
jakościowego opisu widm emisyjnych i absorpcyjnych<br />
gazów. Atom wodoru nie jest wymieniony w zapisach<br />
podstawy<br />
• Zrezygnowano ze szczegółowego opisu zjawiska fotoelektrycznego:<br />
nie pojawia się zapis o wykorzystywaniu<br />
zasady zachowania energii do wyznaczenia<br />
energii i prędkości fotoelektronów<br />
• Pojęcie energii spoczynkowej<br />
• Zrezygnowano z uszczegółowienia zapisu dotyczącego<br />
prawa rozpadu, wykreślono rysowanie wykresu zależności<br />
liczby jąder, które uległy rozpadowi, od czasu<br />
i wyjaśnianie zasady datowania substancji na podstawie<br />
składu izotopowego, np. datowanie węglem 14 C<br />
• Opisywanie wybranego sposobu wykrywania promieniowania<br />
jonizującego<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
7
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Porównanie nowej i obowiązującej podstawy programowej w ZAKRESIE ROZSZERZONYM<br />
Cele kształcenia – wymagania ogólne<br />
Obowiązująca podstawa programowa<br />
I. Znajomość i umiejętność wykorzystania pojęć i praw fizyki do<br />
wyjaśniania procesów i zjawisk w przyrodzie<br />
II. Analiza tekstów popularnonaukowych i ocena ich treści<br />
III. Wykorzystanie i przetwarzanie informacji zapisanych<br />
w postaci tekstu, tabel, wykresów, schematów i rysunków<br />
IV. Budowa prostych modeli fizycznych i matematycznych do<br />
opisu zjawisk<br />
V. Planowanie i wykonywanie prostych doświadczeń i analiza ich<br />
wyników<br />
Nowa podstawa programowa<br />
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk<br />
oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości<br />
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw<br />
i zależności fizycznych<br />
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń<br />
i wnioskowanie na podstawie ich wyników<br />
IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy<br />
materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych<br />
V. Budowanie modeli fizycznych i matematycznych do opisu<br />
zjawisk oraz ilustracji praw i zależności fizycznych<br />
nowej<br />
<br />
<br />
Cele kształcenia – wymagania szczegółowe<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
Obowiązująca podstawa programowa<br />
W klasie 1 – poziom <strong>podstawowy</strong><br />
1. Grawitacja i elementy astronomii<br />
2. <strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
3. <strong>Fizyka</strong> jądrowa<br />
W klasach 2 i 3 – poziom rozszerzony<br />
1. Ruch punktu materialnego<br />
2. Mechanika bryły sztywnej<br />
3. Energia mechaniczna<br />
4. Grawitacja<br />
5. Termodynamika<br />
6. Ruch harmoniczny i fale mechaniczne<br />
7. Pole elektryczne<br />
8. Prąd stały<br />
9. Magnetyzm, indukcja magnetyczna<br />
10. Fale elektromagnetyczne i optyka<br />
11. <strong>Fizyka</strong> atomowa i kwanty promieniowania<br />
elektromagnetycznego<br />
12. Wymagania przekrojowe<br />
13. Wymagania doświadczalne<br />
Nowa podstawa programowa<br />
I. Wymagania przekrojowe<br />
II. Mechanika<br />
III. Mechanika bryły sztywnej<br />
IV. Grawitacja i elementy astronomii<br />
V. Drgania<br />
VI. Termodynamika<br />
VII. Elektrostatyka<br />
VIII. Prąd elektryczny<br />
IX. Magnetyzm<br />
X. Fale i optyka<br />
XI. <strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa<br />
8
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Analiza poszczególnych punktów nowej podstawy programowej<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
Punkt w nowej podstawie<br />
i odpowiadający mu punkt<br />
w podstawie obecnie obowiązującej<br />
I. Wymagania<br />
przekrojowe<br />
II. Mechanika<br />
12. Wymagania<br />
przekrojowe<br />
1. Ruch punktu<br />
materialnego<br />
3. Energia mechaniczna<br />
i niektóre punkty<br />
z ZP. 1. Grawitacja<br />
i elementy astronomii<br />
Co nowego<br />
Uczeń<br />
• posługuje się materiałami pomocniczymi, w tym<br />
tablicami fizycznymi i chemicznymi oraz kartą wybranych<br />
wzorów i stałych fizykochemicznych<br />
• rozpoznaje zależność rosnącą bądź malejącą na<br />
podstawie danych z tabeli lub wykresu, rozpoznaje<br />
proporcjonalność prostą na podstawie wykresu<br />
(obecnie wymaganie gimnazjalne)<br />
• przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary<br />
i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje<br />
i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę<br />
i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji<br />
• opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia<br />
kluczowe kroki i sposób postępowania oraz<br />
wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia<br />
ich rozdzielczość<br />
• przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania<br />
pomiarów i doświadczeń<br />
• wyznacza średnią z kilku pomiarów jako końcowy<br />
wynik pomiaru powtarzanego<br />
• posługuje się pojęciem niepewności pomiaru<br />
wielkości prostych i złożonych; zapisuje wynik pomiaru<br />
wraz z jego jednostką oraz uwzględnieniem<br />
informacji o niepewności<br />
• przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie<br />
z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby<br />
cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru<br />
lub z danych<br />
• przedstawia wybrane informacje z historii odkryć<br />
kluczowych dla rozwoju fizyki<br />
• wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz<br />
wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego<br />
przebiegu (obecnie wymaganie gimnazjalne)<br />
• rozróżnia pojęcia położenie, tor, droga<br />
• opisuje ruchy postępowe, posługując się wielkościami<br />
wektorowymi: przemieszczeniem, prędkością<br />
i przyspieszeniem wraz z ich jednostkami<br />
• interpretuje II zasadę dynamiki jako związek między<br />
zmianą pędu i popędem siły<br />
Co wykreślono<br />
Uczeń<br />
• interpoluje, ocenia orientacyjnie<br />
wartość pośrednią (interpolowaną)<br />
między danymi<br />
w tabeli, także za pomocą<br />
wykresu<br />
9
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Punkt w nowej podstawie<br />
i odpowiadający mu punkt<br />
w podstawie obecnie obowiązującej<br />
III. Mechanika bryły<br />
sztywnej<br />
IV. Grawitacja i elementy<br />
astronomii<br />
2. Mechanika bryły<br />
sztywnej<br />
ZP. 1. Grawitacja<br />
i elementy astronomii<br />
4. Grawitacja<br />
V. Drgania 6. Ruch harmoniczny<br />
i fale mechaniczne<br />
(częściowo)<br />
Co nowego<br />
Uczeń<br />
• rozróżnia współczynniki tarcia kinetycznego oraz<br />
statycznego<br />
• stosuje zasadę względności Galileusza<br />
• interpretuje pole pod wykresem zależności siły<br />
od drogi i pole pod wykresem zależności mocy od<br />
czasu jako wykonaną pracę<br />
• opisuje ruch ciał na równi pochyłej<br />
• posługuje się pojęciem ciśnienia hydrostatycznego<br />
i stosuje je do obliczeń; analizuje równowagę<br />
cieczy w naczyniach połączonych<br />
• stosuje do obliczeń prawo Archimedesa i objaśnia<br />
warunki pływania ciał<br />
• doświadczalnie demonstruje działanie siły bezwładności<br />
• doświadczalnie bada zderzenia ciał<br />
• doświadczalnie bada związek między siłą dośrodkową<br />
a masą, prędkością liniową i promieniem<br />
w ruchu jednostajnym po okręgu<br />
• doświadczalnie wyznacza wartość współczynnika<br />
tarcia na podstawie analizy ruchu ciała na równi<br />
• doświadczalnie demonstruje zasadę zachowania<br />
momentu pędu<br />
• doświadczalnie bada ruch ciał o różnych momentach<br />
bezwładności<br />
• analizuje jakościowo wpływ siły grawitacji Słońca<br />
na niejednostajny ruch planet po orbitach<br />
eliptycznych<br />
• interpretuje II prawo Keplera jako konsekwencję<br />
zasady zachowania momentu pędu<br />
• opisuje proporcjonalność siły sprężystości do wydłużenia;<br />
posługuje się pojęciem współczynnika<br />
sprężystości i jego jednostką<br />
• opisuje ruch harmoniczny, posługując się pojęciami<br />
wychylenia, amplitudy, częstości kołowej<br />
i przesunięcia fazowego, rozróżnia drgania o fazach<br />
zgodnych lub przeciwnych<br />
• opisuje drgania słabo tłumione<br />
• doświadczalnie demonstruje niezależność okresu<br />
drgań wahadła od amplitudy<br />
• doświadczalnie bada zależność okresu drgań od<br />
długości wahadła<br />
• doświadczalnie bada zależność okresu drgań ciężarka<br />
od jego masy i od współczynnika sprężystości<br />
sprężyny<br />
• doświadczalnie demonstruje zjawisko rezonansu<br />
mechanicznego<br />
Co wykreślono<br />
Uczeń<br />
• rysuje linie pola grawitacyjnego,<br />
rozróżnia pole jednorodne<br />
od pola centralnego<br />
10
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Punkt w nowej podstawie<br />
i odpowiadający mu punkt<br />
w podstawie obecnie obowiązującej<br />
Co nowego<br />
Uczeń<br />
VI. Termodynamika 5. Termodynamika • opisuje zjawisko rozszerzalności cieplnej<br />
• opisuje przykłady współistnienia substancji w różnych<br />
fazach w stanie równowagi termodynamicznej<br />
• opisuje skokową zmianę energii wewnętrznej<br />
w przemianach fazowych<br />
• posługuje się pojęciem wartości energetycznej<br />
paliw i żywności<br />
• wymienia szczególne własności wody i ich konsekwencje<br />
dla życia na Ziemi<br />
• rozróżnia przemiany […] i adiabatyczną gazów<br />
• analizuje przepływ energii […] w pompach cieplnych<br />
• opisuje zjawisko dyfuzji; posługuje się pojęciem<br />
fluktuacji, opisuje ruchy Browna<br />
• doświadczalnie ilustruje rozszerzalność cieplną<br />
ciał stałych<br />
• doświadczalnie demonstruje stałość temperatury<br />
podczas przemiany fazowej<br />
VII. Elektrostatyka 7. Pole elektryczne • posługuje się zasadą zachowania ładunku<br />
• analizuje natężenie pola wytwarzanego przez<br />
układ ładunków punktowych i oblicza jego wartość<br />
(dotychczas tylko analiza jakościowa)<br />
• analizuje pracę jako zmianę energii potencjalnej<br />
podczas przemieszczania ładunku w polu elektrycznym;<br />
posługuje się pojęciem potencjału pola<br />
i jego jednostką<br />
• oblicza zmianę energii ładunku w polu centralnym<br />
i jednorodnym<br />
• opisuje polaryzację dielektryków w polu zewnętrznym<br />
i ich wpływ na pojemność kondensatora<br />
• doświadczalnie demonstruje przekaz energii podczas<br />
rozładowania kondensatora (np. lampa błyskowa,<br />
przeskok iskry)<br />
VIII. Prąd elektryczny 8. Prąd stały • opisuje przewodnictwo w metalach, elektrolitach<br />
i gazach; wyjaśnia procesy jonizacji w gazach,<br />
wskazuje rolę promieniowania, wysokiej temperatury<br />
i dużego natężenia pola<br />
• wykorzystuje dane znamionowe urządzeń elektrycznych<br />
do obliczeń<br />
• opisuje sieć domową jako przykład obwodu rozgałęzionego;<br />
wyjaśnia funkcję bezpieczników różnicowych<br />
i przewodu uziemiającego<br />
• opisuje funkcję diody półprzewodnikowej jako<br />
elementu przewodzącego w jednym kierunku;<br />
przedstawia jej zastosowanie w prostownikach<br />
oraz jako źródła światła<br />
Co wykreślono<br />
Uczeń<br />
• odróżnia wrzenie od parowania<br />
powierzchniowego;<br />
analizuje wpływ ciśnienia na<br />
temperaturę wrzenia cieczy<br />
11
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Punkt w nowej podstawie<br />
i odpowiadający mu punkt<br />
w podstawie obecnie obowiązującej<br />
IX. Magnetyzm<br />
9. Magnetyzm, indukcja<br />
magnetyczna<br />
X. Fale i optyka 6. Ruch harmoniczny<br />
i fale mechaniczne<br />
(częściowo)<br />
10. Fale<br />
elektromagnetyczne<br />
i optyka<br />
Co nowego<br />
Uczeń<br />
• opisuje tranzystor jako trójelektrodowy, półprzewodnikowy<br />
element wzmacniający sygnały elektryczne<br />
• doświadczalnie demonstruje I prawo Kirchhoffa<br />
• doświadczalnie bada dodawanie napięć w układzie<br />
ogniw połączonych szeregowo<br />
• doświadczalnie demonstruje rolę diody jako elementu<br />
składowego prostowników i źródła światła<br />
• opisuje rolę pola magnetycznego Ziemi jako osłony<br />
przed wiatrem słonecznym<br />
• analizuje siłę oddziaływania dwóch długich przewodników<br />
prostoliniowych, posługuje się definicją<br />
ampera<br />
• opisuje jakościowo współzależność zmian pola<br />
elektrycznego i magnetycznego oraz rozchodzenie<br />
się fal elektromagnetycznych<br />
• doświadczalnie demonstruje zjawisko indukcji<br />
elektromagnetycznej<br />
• analizuje rozchodzenie się fal na powierzchni<br />
wody i dźwięku w powietrzu na podstawie obrazu<br />
powierzchni falowych<br />
• posługuje się pojęciem natężenia fali wraz z jej<br />
jednostką oraz proporcjonalnością do kwadratu<br />
amplitudy<br />
• opisuje zależność natężenia i amplitudy fali kulistej<br />
od odległości od punktowego źródła<br />
• opisuje światło laserowe jako skolimowaną wiązkę<br />
światła monochromatycznego o zgodnej fazie<br />
• opisuje działanie światłowodu<br />
• opisuje jakościowo związek między dyfrakcją na<br />
szczelinie a szerokością szczeliny i długością fali<br />
• analizuje zdolność rozdzielczą przyrządów<br />
optycznych w kontekście zjawiska dyfrakcji<br />
• analizuje jakościowo zjawisko interferencji wiązek<br />
światła odbitych od dwóch powierzchni cienkiej<br />
warstwy<br />
• analizuje efekt Dopplera w przypadku, gdy obserwator<br />
porusza się znacznie wolniej niż fala (dotychczas<br />
– tylko ruch źródła)<br />
• rozróżnia fale poprzeczne i podłużne<br />
• opisuje jakościowo zależność ogniskowej soczewki<br />
od jej krzywizny oraz współczynnika załamania;<br />
stosuje do obliczeń pojęcie zdolności skupiającej<br />
wraz z jej jednostką<br />
• opisuje przykłady zjawisk optycznych w przyrodzie:<br />
miraże, czerwony kolor zachodzącego Słońca,<br />
zjawisko Tyndalla<br />
• doświadczalnie obserwuje zmiany natężenia światła<br />
po przejściu przez dwa polaryzatory<br />
• doświadczalnie obserwuje zjawisko interferencji<br />
fal<br />
• doświadczalnie demonstruje rozpraszanie światła<br />
w ośrodku<br />
Co wykreślono<br />
Uczeń<br />
• opisuje wpływ materiałów na<br />
pole magnetyczne (zostały<br />
zastosowania i właściwości<br />
ferromagnetyków)<br />
• analizuje napięcie uzyskiwane<br />
na końcach przewodnika<br />
podczas jego ruchu w polu<br />
magnetycznym<br />
• stosuje w obliczeniach związek<br />
między parametrami fali:<br />
długością, częstotliwością,<br />
okresem, prędkością<br />
• wyjaśnia zjawisko ugięcia fali<br />
w oparciu o zasadę Huygensa<br />
• opisuje fale stojące i ich<br />
związek z falami biegnącymi<br />
przeciwbieżnie<br />
12
Analiza nowej podstawy programowej<br />
Punkt w nowej podstawie<br />
i odpowiadający mu punkt<br />
w podstawie obecnie obowiązującej<br />
XI. <strong>Fizyka</strong> atomowa ZP. 2. <strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
11. <strong>Fizyka</strong> atomowa<br />
i kwanty<br />
promieniowania<br />
elektromagnetycznego<br />
XII. Elementy fizyki<br />
relatywistycznej i fizyka<br />
jądrowa<br />
ZP. 3. <strong>Fizyka</strong> jądrowa<br />
Co nowego<br />
Uczeń<br />
• analizuje promieniowanie termiczne (na wybranych<br />
przykładach)<br />
• opisuje dualizm korpuskularno-falowy światła<br />
• posługuje się wzorem Rydberga<br />
• posługuje się pojęciem pędu fotonu; stosuje zasadę<br />
zachowania energii i zasadę zachowania pędu<br />
do opisu emisji i absorpcji przez swobodne atomy;<br />
opisuje odrzut atomu emitującego kwant światła<br />
• opisuje zjawiska jonizacji oraz fotochemiczne<br />
(obok fotoelektrycznego) jako wywoływane przez<br />
promieniowanie o częstotliwości większej od granicznej<br />
• opisuje jakościowo obraz dyfrakcji promieniowania<br />
rentgenowskiego na kryształach<br />
• doświadczalnie obserwuje widma atomowe za<br />
pomocą siatki dyfrakcyjnej<br />
• wskazuje niezależność prędkości światła w próżni<br />
od prędkości źródła i prędkości obserwatora; opisuje<br />
względność równoczesności<br />
• posługuje się związkiem między energią całkowitą,<br />
masą cząstki i jej prędkością<br />
• opisuje równoważność masy i energii spoczynkowej<br />
• wskazuje prędkość światła w próżni jako maksymalną<br />
prędkość przekazu energii i informacji<br />
• opisuje elementy ewolucji gwiazd, omawia supernowe<br />
i czarne dziury<br />
• opisuje kreację lub anihilację par cząstka-antycząstka;<br />
stosuje zasady zachowania energii i pędu<br />
oraz zasadę zachowania ładunku do analizy kreacji<br />
lub anihilacji pary elektron-pozyton<br />
Co wykreślono<br />
Uczeń<br />
• wykorzystuje zasadę zachowania<br />
energii do wyznaczenia<br />
energii i prędkości fotoelektronów<br />
(brak szczegółowego<br />
opisu zjawiska fotoelektrycznego)<br />
• opisuje wybrany sposób<br />
wykrywania promieniowania<br />
jonizującego<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
obecnie obo-<br />
<br />
<br />
<br />
13
ZMIANA<br />
W PRAKTYCE<br />
WSPARCIE WSiP<br />
Obszerniejsza<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Opracowanie<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
ZMIANA<br />
<br />
na wymagania<br />
<br />
<br />
<br />
W PRAKTYCE<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
WSPARCIE WSiP<br />
ZMIANA<br />
W PRAKTYCE<br />
WSPARCIE WSiP<br />
Brak korelacji<br />
<br />
<br />
matematycznymi uczniów<br />
<br />
<br />
a wymaganiami z NPP<br />
<br />
<br />
<br />
ograniczenia aparatu<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
zaawansowanego aparatu
2019<br />
Nowa<br />
podstawa<br />
programowa<br />
od 2019 / 2020<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
13<br />
W SERII RÓWNIEŻ<br />
2019<br />
19<br />
2019<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
23<br />
3
2019<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
13<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Księżyc okrąża Ziemię, a Ziemia okrąża Słońce. Ruch po okręgu jest w Kosmosie bardzo<br />
powszechny. Także wokół nas widać wiele jego przykładów. Osoby wirujące na karuzeli<br />
czy też pasażerowie autobusu wjeżdżającego na rondo poruszają się – przynajmniej przez<br />
pewien czas – po okręgu.<br />
<br />
Rozpatrzymy tzw. jednostajny ruch po okręgu, w którym wartość prędkości się nie<br />
zmienia. Gdy autobus takim ruchem jedzie po rondzie, prędkościomierz w autobusie<br />
wciąż pokazuje tyle samo kilometrów na godzinę. Jeszcze lepszym przykładem może<br />
być ruch muchy, która zasnęła na końcu dużej wskazówki wielkiego zegara. Pozostając<br />
w błogiej nieświadomości, porusza się ona właśnie ruchem jednostajnym po okręgu.<br />
Czas jednego pełnego okrążenia nazywamy okresem i oznaczamy literą T. Na przykład<br />
okres obiegu dużej (minutowej) wskazówki zegara powinien wynosić godzinę. Okres<br />
sekundnika to minuta, a okres małej (godzinowej) wskazówki to dwanaście godzin. Okres<br />
naszego obiegu wokół osi ziemskiej to doba, a okres obiegu Ziemi dookoła Słońca to rok.<br />
Do opisu ruchu po okręgu służy również częstotliwość, czyli liczba pełnych obiegów<br />
w jednostce czasu. Wobec tego częstotliwość jest odwrotnością okresu:<br />
Jednostką częstotliwości jest herc:<br />
f = 1 T<br />
1Hz= 1 s<br />
Jeśli do wzoru na prędkość w ruchu jednostajnym:<br />
υ = s t<br />
podstawimy drogę przebytą w czasie jednego okresu ruchu T , czyli obwód okręgu równy<br />
2πr, otrzymamy wzór na prędkość w ruchu jednostajnym po okręgu:<br />
υ = 2πr<br />
T<br />
(1)<br />
(2)<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
f = 1000<br />
60 s ≈ 16,7 1 s<br />
<br />
<br />
T = 1 1<br />
=<br />
f 16,7 1 ≈ 0,06 s<br />
s<br />
<br />
υ = 2πr 2 · 3,14 · 0,2 m<br />
= ≈ 21 m T 0,06 s s<br />
<br />
<br />
Czy do tego, by ciało poruszało się po okręgu, potrzebna jest jakaś siła?<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Jak wynika z I zasady dynamiki, bez działania jakiejkolwiek siły ciało może tylko spoczywać<br />
lub poruszać się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Prostoliniowym, a nie<br />
po okręgu. Wobec tego, aby ciało poruszało się po okręgu, musimy działać na nie pewną<br />
siłą. Jaką? Dość łatwo można domyślić się jej kierunku. Wystarczy wprawić ręką w ruch<br />
obrotowy jakiś niewielki przedmiot przywiązany do końca sznurka. Ręka ciągnie sznurek,<br />
a zatem działa na niego pewną siłą. Naprężony sznurek z kolei działa siłą na przedmiot,<br />
dzięki czemu może on poruszać się po okręgu. Jeśli siła przestanie działać, bo na przykład<br />
puścimy sznurek, to ruch po okręgu natychmiast się skończy. Sznurek może działać siłą<br />
tylko w tym kierunku, w którym jest ciągnięty, zatem siła powodująca ruch po okręgu<br />
musi być skierowana do środka tego okręgu.<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
6 7<br />
Doskonale<br />
przygotowane tematy<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
na temat praw fizyki
Przypomnij sobie <br />
Sekcja <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
l 2 = h 2 + h 2<br />
<br />
l = h √ 2<br />
<br />
<br />
a =<br />
h<br />
√<br />
h √ 2 · g = 2<br />
2 g<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
a ≈ 0,707 · 9,81 m s 2 ≈ 6,94 m s 2<br />
7 m s 2 <br />
K <br />
<br />
<br />
<br />
D <br />
i przedstawione w prosty<br />
<br />
<br />
w zakresie <strong>podstawowy</strong>m.<br />
PODSUMOWANIE<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
.<br />
F d = m υ2<br />
r<br />
<br />
<br />
a d = υ2<br />
r
2019<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
13<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-
→<br />
υ<br />
<br />
<br />
<br />
→<br />
F K<br />
<br />
<br />
<br />
Ryc. 10.2. <br />
<br />
<br />
R <br />
<br />
<br />
otoczeniu.<br />
Z <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
F<br />
h<br />
H<br />
<br />
s<br />
<br />
L<br />
N<br />
M<br />
h <br />
s <br />
H <br />
N <br />
F <br />
L <br />
<br />
M
2019<br />
FIZYKA<br />
<br />
<br />
13<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
O wzajemnym oddziaływaniu dwóch ciał mówi III zasada dynamiki. Rozważmy siły<br />
działające na samochód i ciągniętą przez niego przyczepę (ryc. 12.2). Oba obiekty wzajemnie<br />
na siebie oddziałują: samochód działa na przyczepę siłą F → skierowaną do przodu,<br />
przyczepa działa na samochód siłą − F<br />
→ skierowaną do tyłu i utrudnia jego poruszanie się.<br />
Te dwie siły mają takie same wartości bez względu na to, jaki jest ruch układu. Nawet gdy<br />
samochód z przyczepą rusza z miejsca i rozpędza się, to obie siły mają tę samą wartość.<br />
No to jak to się dzieje, że przyczepa jedzie za samochodem, a nie odwrotnie?<br />
→<br />
F<br />
− → F<br />
<br />
<br />
-<br />
-<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
F → −F → <br />
<br />
Układ składający się z samochodu i przyczepy stanowi całość i jako całość się porusza.<br />
Siły działające między poszczególnymi częściami układu ciał, które zapewniają zachowanie<br />
układu w całości, nazywamy siłami wewnętrznymi. Tego typu siły nie mogą zmienić<br />
położenia ani prędkości środka masy układu. Zmiana może nastąpić dopiero wtedy, gdy<br />
na układ zadziała siła zewnętrzna ze strony innego ciała. W naszym przypadku to siły<br />
wzajemnego oddziaływania układu samochód–przyczepa z podłożem są siłami zewnętrznymi,<br />
które decydują o ruchu (ryc. 12.3). Żeby samochód z przyczepą się rozpędził, jego<br />
koła muszą działać na podłoże siłą Fs.<br />
→<br />
Zgodnie z III zasadą dynamiki podłoże oddziałuje na koła, a zatem i na cały układ siłą<br />
o tej samej wartości, lecz przeciwnie skierowaną. Siła ta jest większa od siły oporów ruchu<br />
→<br />
Fp. Wypadkowa sił jest zatem skierowana w kierunku ruchu układu, więc ruch jest<br />
przyspieszony.<br />
Ciało na pochyłej powierzchni<br />
Powierzchnię nachyloną pod pewnym kątem do poziomu fizycy nazywają równią pochyłą.<br />
Nietrudno znaleźć przykłady równi pochyłej w otoczeniu: ulice w terenie górzystym,<br />
stoki narciarskie, deska oparta jednym końcem o schody itp. W przyrodzie często<br />
pochylenie powierzchni nie jest jednakowe na całej długości. Wtedy patrzymy na mały<br />
fragment, na którym akurat znajduje się interesujące nas ciało, i dla którego możemy<br />
dobrze określić kąt nachylenia. Z codziennego doświadczenia wiemy, że gdy tarcie jest<br />
małe, przedmioty zsuwają się z pochyłości i poruszają się coraz szybciej.<br />
Wyobraźmy sobie samochód stojący na pochyłym podjeździe przed garażem (ryc. 12.4).<br />
Przyjmijmy, że podjazd ma długość l, a jego górna krawędź jest na wysokości h. Po zwolnieniu<br />
hamulca samochód zacznie się staczać ruchem przyspieszonym. Wnioskujemy,<br />
że wypadkowa siła → F działająca na auto jest skierowana równolegle do równi (ryc. 12.5).<br />
→<br />
Fp<br />
→<br />
F<br />
− → Fs<br />
− → F<br />
h<br />
l<br />
→<br />
F<br />
→<br />
Fs<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
14 15<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Ciekawostki
PYTANIA I ZADANIA<br />
1. <br />
<br />
a) <br />
b) <br />
<br />
2. <br />
<br />
3. <br />
<br />
<br />
Z <br />
pytania i zadania<br />
<br />
<br />
na utrwalenie wiedzy.<br />
<br />
P <br />
<br />
<br />
<br />
przypomnienie<br />
<br />
<br />
z wykorzystaniem<br />
<br />
ilustracji.<br />
DYNAMIKA<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
a = Fw Fnap − Fop<br />
=<br />
m m<br />
F nap > F op<br />
D <br />
<br />
do przeprowadzenia<br />
z wykorzystaniem<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
→<br />
F op<br />
υ<br />
→ →<br />
a<br />
→<br />
F nap<br />
<br />
Czy do tego, by ciało poruszało się po okręgu, potrzebna jest jakaś siła?
LICEUM I TECHNIKUM ZAKRES PODSTAWOWY<br />
ZAKRES PODSTAWOWY<br />
ZAKRES ROZSZERZONY<br />
<br />
<br />
<br />
NA DOBRY START<br />
PORADNIK<br />
NAUCZYCIELA<br />
FIZYKA<br />
1<br />
<br />
NA DOBRY START<br />
z plusem<br />
DIAGNOZA<br />
<br />
<br />
FIZYKA<br />
<br />
1<br />
MULTIBOOK<br />
LICEUM I TECHNIKUM<br />
Praktyczna pomoc<br />
<br />
<br />
dokumentacja, m.in.:<br />
<br />
<br />
do podstawy programowej<br />
i plan wynikowy w wersji<br />
<br />
<br />
metodyczne.<br />
<br />
<br />
nauczania.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Opracowane zgodnie<br />
ze standardami tworzenia<br />
<br />
edukacyjnych.<br />
<br />
matury z WSiP wraz<br />
z odpowiedziami.<br />
<br />
<br />
<br />
na przeprowadzenie<br />
ciekawych lekcji.<br />
Elektroniczna wersja<br />
<br />
dodatkowymi. Prosty<br />
do zaprezentowania w klasie<br />
<br />
i projektora multimedialnego<br />
<br />
<br />
<br />
zrozumienie omawianych<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
wykorzystania podczas lekcji<br />
i pomocne w organizacji pracy.<br />
Programy nauczania – napisane<br />
<br />
<br />
w codziennej pracy, zawsze<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
i drukowania.<br />
<br />
<br />
do klasy 1 z odniesieniami<br />
do podstawy programowej.<br />
Plan wynikowy do klasy 1.<br />
Przedmiotowy system oceniania<br />
do klasy 1.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
o dowolnym stopniu
FIZYKA<br />
<br />
LICEUM I TECHNIKUM ZAKRES PODSTAWOWY
3 POWODY,<br />
<br />
1. <br />
<br />
2. <br />
<br />
3.
szkoła<br />
pełna<br />
perspektyw
LICEUM I TECHNIKUM ZAKRES ROZSZERZONY<br />
<br />
<br />
<br />
<strong>Fizyka</strong>. <strong>Zakres</strong> rozszerzony<br />
2019<br />
FIZYKA<br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Podręcznik dopuszczony<br />
do użytku szkolnego <br />
Egzemplarz testowy<br />
Reforma 2019<br />
NA DOBRY START<br />
PORADNIK<br />
NAUCZYCIELA<br />
FIZYKA<br />
1<br />
FIZYKA<br />
1<br />
Poradnik nauczyciela<br />
NA DOBRY START <br />
Egzemplarz testowy<br />
podręcznika <br />
Multibook <br />
FIZYKA<br />
<br />
LICEUM I TECHNIKUM ZAKRES ROZSZERZONY<br />
z plusem<br />
DIAGNOZA<br />
1<br />
26<br />
Zbiór zadań. Klasa 1 Plansze interaktywne <br />
Pomoce online
Nowatorskie lekcje<br />
z planszami interaktywnymi WSiP!<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Skontaktuj się z konsultantem edukacyjnym WSiP i dowiedz się więcej!<br />
27
RAMOWY ROZKŁAD MATERIAŁU NAUCZANIA Z FIZYKI<br />
W KLASACH 1–3. ZAKRES PODSTAWOWY<br />
Klasa 1 (1 godz./tydz.)<br />
Dział<br />
Liczba godzin<br />
lekcyjnych<br />
Kinematyka 6<br />
Dynamika 9<br />
Energia mechaniczna 7<br />
Grawitacja i astronomia 8<br />
razem 30<br />
Klasa 2 (1 godz./tydz.)<br />
Dział<br />
Liczba godzin<br />
lekcyjnych<br />
Drgania 8<br />
Fale i optyka 13<br />
Termodynamika 9<br />
razem 30<br />
Klasa 3 (2 godz./tydz.)<br />
Dział<br />
Liczba godzin<br />
lekcyjnych<br />
Elektrostatyka 11<br />
Prąd elektryczny 15<br />
Magnetyzm 11<br />
<strong>Fizyka</strong> atomowa 8<br />
<strong>Fizyka</strong> jądrowa 15<br />
razem 60<br />
28
FIZYKA<br />
<br />
1
Źródła ilustracji i fotografii: s. 33 (siatkarze) Foto Arena LTDA/Alamy Stock Photo/BE&W; s. 34 (diabelski młyn) mashurov/Shutterstock.com;<br />
s. 35 (pralka) Zovteva/Shutterstock.com; s. 37 (postać) jenjira/Shutterstock.com, (piłka) Supertrooper/Shutterstock.com;<br />
s. 38 (samochód) Vladimiroquai/Shutterstock.com; s. 40 (kolarze) Shahjehan/Shutterstock.com;<br />
s. 41 (siatkarze) Foto Arena LTDA/Alamy Stock Photo/BE&W, (szafa) Dima Moroz/Shutterstock.com, (człowiek) studioloco/<br />
Shutterstock.com; s. 42 (samochód z przyczepą) Skalapendra/Shutterstock.com; s. 43 (mięsień i ścięgno) Sebastian Kaulitzki/Science<br />
Photo Library/Getty Images, (samochód na podjeździe przed domem) WDG Photo/Shutterstock.com, (samochód<br />
na równi) Maksim Toome/Shutterstock.com; s. 44 (samochód na równi) Maksim Toome/Shutterstock.com; s. 45<br />
(samochodzik na wadze) Grzegorz F. Wojewoda; s. 46 (Tatry) matkovci/Shutterstock.com; s. 47 (skoczek) RobertKuehne/<br />
Shutterstock.com; s. 48–49 (Boeing 747 w locie) Fasttailwind/Shutterstock.com, (samolot – skrzydło i silniki) Nieuwland<br />
Photography/Shutterstock.com, (startujący samolot) StudioPortoSabbia/Shutterstock.com, (spojler na skrzydle) Josh<br />
Cornish/Shutterstock.com, (skręcający samolot) Katarzyna Wojewoda; s. 51 (samochód) Marek Lambert/Shutterstock.com<br />
Pozostałe ilustracje: Stefan Drewiczewski
.......................................................................................................................... 32<br />
• Kinematyka ................................................................................................................................................ _--_<br />
1. ................................................................................_--_<br />
2. .............................................................................................................................................._--_<br />
3. ......................................................................................................................................._--_<br />
4. ..................................................................................................................................._--_<br />
....................................................................................................................................._--_<br />
• Dynamika .................................................................................................................................................... _--_<br />
5. ..............................................................._--_<br />
6. ..........................................................................................._--_<br />
7. .............................................................................................................................._--_<br />
8. ..........................................................................................................................................._--_<br />
9. ........................................................................................................................................._--_<br />
10. .................................................................................................................................... 34<br />
11. ..............................................................................................................................._--_<br />
12. ........................................................................................................ 41<br />
..................................................................................................................................... 50<br />
• ........................................................................................................................... _--_<br />
13. ............................................................................................................_--_<br />
14. ............................................................................................................................................._--_<br />
15. ..........................................................._--_<br />
16. .............................................................................._--_<br />
17. .........................................................................................................................._--_<br />
18. ..................................................................................................._--_<br />
....................................................................................................................................._--_<br />
• ..................................................................................................................... _--_<br />
19. .................................................................................................................................._--_<br />
20. .................................................................................................................................._--_<br />
21. ............................................................................................................................._--_<br />
22. ..............................................................................................._--_<br />
23. ..............................................................................................................._--_<br />
24. ....................................................................................................................._--_<br />
25. ..................................................................................................................._--_<br />
....................................................................................................................................._--_<br />
• ................................................................................................................... 53<br />
• ............................................................................................... 55<br />
................................................................................................................_--_<br />
.........................................................................................................._--_
DYNAMIKA<br />
<br />
<br />
<br />
.<br />
h<br />
l<br />
F<br />
<br />
<br />
<br />
zasadnicza część wykładu<br />
F d = m υ2<br />
r<br />
ważne wnioski, prawa oraz definicje sformułowane<br />
słownie lub za pomocą wzorów<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
koszulka?<br />
<br />
<br />
1000 1<br />
wzorcowo rozwiązane zadania<br />
PYTANIA I ZADANIA<br />
1. -<br />
<br />
<br />
a) <br />
b) <br />
<br />
pytania i zadania na zakończenie rozdziału<br />
<br />
<br />
DYNAMIKA<br />
DYNAMIKA<br />
<br />
<br />
<br />
powtórzenie wiadomości – teoria<br />
r<br />
<br />
PYTANIA I ZADANIA<br />
1. <br />
<br />
<br />
2. <br />
<br />
ćwiczenie umiejętności – pytania i zadania<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
scenariusze doświadczeń<br />
32<br />
ODPOWIEDZI I WSKAZÓWKI <br />
<br />
a) υ 0 m/s<br />
b) υ ≈ 1675 km h<br />
Koniec wskazówki minutowej ma 24 <br />
<br />
a d ≈ 6,3 m s 2<br />
odpowiedzi i wskazówki do zadań
DYNAMIKA
DYNAMIKA<br />
10. <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Księżyc okrąża Ziemię, a Ziemia okrąża Słońce. Ruch po okręgu jest w Kosmosie bardzo<br />
powszechny. Także wokół nas widać wiele jego przykładów. Osoby wirujące na karuzeli<br />
czy też pasażerowie autobusu wjeżdżającego na rondo poruszają się – przynajmniej przez<br />
pewien czas – po okręgu.<br />
<br />
Rozpatrzymy tzw. jednostajny ruch po okręgu, w którym wartość prędkości się nie<br />
zmienia. Gdy autobus takim ruchem jedzie po rondzie, prędkościomierz w autobusie<br />
wciąż pokazuje tyle samo kilometrów na godzinę. Jeszcze lepszym przykładem może<br />
być ruch muchy, która zasnęła na końcu dużej wskazówki wielkiego zegara. Pozostając<br />
w błogiej nieświadomości, porusza się ona właśnie ruchem jednostajnym po okręgu.<br />
Czas jednego pełnego okrążenia nazywamy okresem i oznaczamy literą T. Na przykład<br />
okres obiegu dużej (minutowej) wskazówki zegara powinien wynosić godzinę. Okres<br />
sekundnika to minuta, a okres małej (godzinowej) wskazówki to dwanaście godzin. Okres<br />
naszego obiegu wokół osi ziemskiej to doba, a okres obiegu Ziemi dookoła Słońca to rok.<br />
Do opisu ruchu po okręgu służy również częstotliwość, czyli liczba pełnych obiegów<br />
w jednostce czasu. Wobec tego częstotliwość jest odwrotnością okresu:<br />
f = 1 T<br />
(1)<br />
Jednostką częstotliwości jest herc:<br />
1Hz= 1 s<br />
Jeśli do wzoru na prędkość w ruchu jednostajnym:<br />
υ = s t<br />
podstawimy drogę przebytą w czasie jednego okresu ruchu T , czyli obwód okręgu równy<br />
2πr, otrzymamy wzór na prędkość w ruchu jednostajnym po okręgu:<br />
υ = 2πr<br />
(2)<br />
T<br />
34
-<br />
<br />
<br />
f = 1000<br />
60 s ≈ 16,7 1 s<br />
<br />
<br />
T = 1 1<br />
=<br />
f 16,7 1 ≈ 0,06 s<br />
s<br />
<br />
υ = 2πr<br />
T<br />
2 · 3,14 · 0,2 m<br />
= ≈ 21 m 0,06 s s<br />
<br />
<br />
Czy do tego, by ciało poruszało się po okręgu, potrzebna jest jakaś siła?<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Jak wynika z I zasady dynamiki, bez działania jakiejkolwiek siły ciało może tylko spoczywać<br />
lub poruszać się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Prostoliniowym, a nie<br />
po okręgu. Wobec tego, aby ciało poruszało się po okręgu, musimy działać na nie pewną<br />
siłą. Jaką? Dość łatwo można domyślić się jej kierunku. Wystarczy wprawić ręką w ruch<br />
obrotowy jakiś niewielki przedmiot przywiązany do końca sznurka. Ręka ciągnie sznurek,<br />
a zatem działa na niego pewną siłą. Naprężony sznurek z kolei działa siłą na przedmiot,<br />
dzięki czemu może on poruszać się po okręgu. Jeśli siła przestanie działać, bo na przykład<br />
puścimy sznurek, to ruch po okręgu natychmiast się skończy. Sznurek może działać siłą<br />
tylko w tym kierunku, w którym jest ciągnięty, zatem siła powodująca ruch po okręgu<br />
musi być skierowana do środka tego okręgu.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
35
DYNAMIKA<br />
Za duża siła spowoduje zbliżanie się przedmiotu do ręki, a za mała – oddalanie się.<br />
Siła musi mieć ściśle określoną wartość. Można ją obliczyć ze wzoru:<br />
F d = m υ2<br />
r (3)<br />
gdzie:<br />
F d – siła powodująca ruch po okręgu, zwana dośrodkową,<br />
m – masa ciała,<br />
υ – prędkość ciała,<br />
r – promień okręgu, po którym ciało się porusza.<br />
υ<br />
F d<br />
F d<br />
υ<br />
r<br />
υ<br />
F d<br />
<br />
Możemy teraz sformułować warunek ruchu po okręgu: żeby ciało mogło poruszać się<br />
ruchem jednostajnym po okręgu, musi stale działać na nie siła skierowana do środka<br />
tego okręgu, o wartości określonej wzorem (3). Tę siłę nazywa się siłą dośrodkową.<br />
Trzeba podkreślić, że nie jest to nowy rodzaj siły. Siła dośrodkowa to po prostu umowna<br />
nazwa każdej siły powodującej ruch ciała po okręgu. Rolę siły dośrodkowej może odgrywać<br />
np. siła tarcia, nacisku lub grawitacji. To jakby rola filmowa do odegrania. Musi<br />
ją zagrać jakiś aktor, ale tę samą rolę mogą grać różni aktorzy.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
( )<br />
F d = mυ2<br />
= 0,3 kg · 21 m 2<br />
s<br />
≈ 660 N<br />
r 0,2 m<br />
<br />
Q = mg =0,3kg· 9,8 m s 2 ≈ 2,9 N<br />
<br />
<br />
<br />
36
A jak to jest w naszych przykładach? Jaka siła powoduje krążenie śpiącej muchy? Jeśli<br />
tarcza zegara leży poziomo – może to być tylko siła tarcia, bo tylko ona działa poziomo.<br />
A co z obiektami wewnątrz autobusu jadącego po rondzie? Ten przypadek rozważymy<br />
trochę dokładniej.<br />
Wyobraźmy sobie, że wewnątrz autobusu jadącego po rondzie siedzi Krzysiek ze swoją<br />
piłką. Dla uproszczenia załóżmy, że piłka może się toczyć po podłodze bez oporów ruchu.<br />
Gdy autobus zaczyna skręcać, piłka – zgodnie z I zasadą dynamiki – porusza się nadal<br />
po linii prostej względem ulicy (przerywana niebieska linia na ryc. 10.2). Ale Krzysiek<br />
chce, żeby piłka spoczywała na podłodze. Musi więc pochylić się i trzymać piłkę ręką.<br />
υ<br />
<br />
<br />
<br />
F K<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Siła → F K , z jaką Krzysiek działa na piłkę, jest siłą dośrodkową powodującą ruch piłki dookoła<br />
ronda. A jaka siła powoduje skręcanie samego autobusu? Na poziomej nawierzchni<br />
tylko siła tarcia może spowodować jego ruch po okręgu, czyli umożliwić bezpieczne<br />
pokonanie zakrętu.<br />
Poprawność wzoru (3) można zweryfikować samodzielnie (scenariusz doświadczenia 1,<br />
s. 53). Wzór ten powinni znać wszyscy kierowcy. Spójrz na rycinę 10.3. Kierowca chce<br />
pokonać zakręt. Promień łuku (zakładamy, że to część okręgu) występuje we wzorze<br />
(3) w mianowniku. To znaczy, że im bardziej ostry zakręt, tym większa siła tarcia jest<br />
konieczna do jego bezpiecznego pokonania.<br />
37
DYNAMIKA<br />
Popatrzmy teraz na licznik wzoru (3) – prędkość jest w drugiej potędze. To oznacza,<br />
że siła dośrodkowa znacznie rośnie wraz ze wzrostem prędkości. Dwukrotnie większa<br />
prędkość wymaga czterokrotnie większej siły dośrodkowej! Wniosek: przed zakrętem<br />
lepiej zwolnić. Zwłaszcza jeśli jest ślisko, czyli jest małe tarcie.<br />
r<br />
r<br />
υ<br />
<br />
Jeśli na obiekt działa kilka sił, rolę siły dośrodkowej zawsze odgrywa siła wypadkowa.<br />
Na muchę, piłkę i autobus – omówione w naszych przykładach – działa również siła<br />
ciężkości. Jest ona jednak równoważona przez nacisk pochodzący odzą<br />
cy od podłoża i dlatego<br />
mogliśmy rozpatrywać tylko siłę tarcia lub siłę, z jaką działał Krzysiek. Te siły nie były<br />
niczym zrównoważone.<br />
Podsumujmy: warunkiem koniecznym, aby ciało poruszało się po okręgu, jest to, by<br />
siła wypadkowa działająca na ciało była skierowana zawsze do środka tego okręgu, a jej<br />
wartość była zgodna ze wzorem (3).<br />
<br />
Czy ciało poruszające się po okręgu ma przyspieszenie? Przyspieszenie to stosunek zmiany<br />
prędkości do czasu, w którym ta zmiana nastąpiła. Podczas ruchu jednostajnego po<br />
okręgu prędkość ma stałą wartość, lecz ciągle zmienia się jej kierunek i zwrot (ryc. 10.1).<br />
Zatem wektor prędkości zmienia się, a to oznacza, że ciało ma przyspieszenie.<br />
Przypomnijmy II zasadę dynamiki: przyspieszenie ciała jest wektorem skierowanym tak<br />
jak siła wypadkowa, a jego wartość obliczamy ze wzoru:<br />
38<br />
a = F w<br />
m<br />
Wynika stąd, że przyspieszenie ciała poruszającego się po okręgu jest skierowane tak jak<br />
siła dośrodkowa, czyli do środka okręgu. Wartość tego przyspieszenia można otrzymać<br />
po podstawieniu do powyższego wzoru wartości siły dośrodkowej ze wzoru (3).
Otrzymamy wówczas:<br />
gdzie:<br />
a d – przyspieszenie dośrodkowe,<br />
– prędkość ciała,<br />
r – promień okręgu, po którym ciało się porusza.<br />
a d = υ2<br />
r (4)<br />
Przyspieszenie prostopadłe do prędkości oznacza zmianę kierunku prędkości (czyli<br />
skręcanie), bez zmiany jej wartości.<br />
υ<br />
a d<br />
a d<br />
υ<br />
r<br />
υ<br />
a d<br />
<br />
<br />
PODSUMOWANIE<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
.<br />
F d = m υ2<br />
r<br />
<br />
<br />
a d = υ2<br />
r<br />
39
DYNAMIKA<br />
PYTANIA I ZADANIA<br />
1. <br />
<br />
a) <br />
b) <br />
<br />
2. <br />
<br />
3. <br />
<br />
<br />
4. -<br />
<br />
<br />
<br />
5. <br />
<br />
40
12. Zasady dynamiki<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Zasady dynamiki Newtona należą do <strong>podstawowy</strong>ch praw przyrody. Dzięki nim potrafimy<br />
wyjaśnić zachowanie się ciał pod działaniem sił oraz przewidzieć zachowanie się<br />
układu ciał w przyszłości. Prawa mechaniki zostały odkryte ponad trzysta lat temu, ale<br />
do dziś są podstawą projektowania rakiet, samolotów, samochodów i wszystkich skomplikowanych<br />
maszyn ułatwiających nam życie.<br />
<br />
Ruch jednostajny po linii prostej nie wymaga działania sił. Siła jest potrzebna tylko<br />
do wprawienia w ruch, ale nie do jego podtrzymania. Jednak gdy mamy do czynienia<br />
z tarciem, trzeba działać dodatkową siłą skierowaną w kierunku ruchu, aby zrównoważyć<br />
siłę tarcia. Wiemy z doświadczenia, że najtrudniej jest ruszyć z miejsca ciężki mebel, ale<br />
gdy go już ruszymy, to dalej jest łatwiej. Wprawienie w ruch np. szafy wymaga zadziałania<br />
na nią siłą → F większą od siły tarcia → F t , aby wypadkowa tych sił była skierowana w kierunku<br />
ruchu. Wtedy dopiero szafa zacznie poruszać się ruchem przyspieszonym, czyli<br />
ruszy z miejsca. Zwykle ten etap trwa ułamek sekundy. Gdy szafa już się porusza ruchem<br />
jednostajnym po linii prostej, wypadkowa sił wynosi zero. Siła → F jest zatem mniejsza niż<br />
podczas ruszania, bo potrzebna jest tylko do zrównoważenia siły tarcia → F t (ryc. 12.1).<br />
Gdy wypadkowa sił jest równa zero, mówimy, że siły się równoważą i wtedy ruch odbywa<br />
się po linii prostej bez zmiany prędkości.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
F t<br />
F<br />
41
DYNAMIKA<br />
<br />
O wzajemnym oddziaływaniu dwóch ciał mówi III zasada dynamiki. Rozważmy siły<br />
działające na samochód i ciągniętą przez niego przyczepę (ryc. 12.2). Oba obiekty wzajemnie<br />
na siebie oddziałują: samochód działa na przyczepę siłą → F skierowaną do przodu,<br />
przyczepa działa na samochód siłą − → F skierowaną do tyłu i utrudnia jego poruszanie się.<br />
Te dwie siły mają takie same wartości bez względu na to, jaki jest ruch układu. Nawet gdy<br />
samochód z przyczepą rusza z miejsca i rozpędza się, to obie siły mają tę samą wartość.<br />
No to jak to się dzieje, że przyczepa jedzie za samochodem, a nie odwrotnie?<br />
F<br />
−F<br />
→ F− → F<br />
<br />
Układ składający się z samochodu i przyczepy stanowi całość i jako całość się porusza.<br />
Siły działające między poszczególnymi częściami układu ciał, które zapewniają zachowanie<br />
układu w całości, nazywamy siłami wewnętrznymi. Tego typu siły nie mogą zmienić<br />
położenia ani prędkości środka masy układu. Zmiana może nastąpić dopiero wtedy, gdy<br />
na układ zadziała siła zewnętrzna ze strony innego ciała. W naszym przypadku to siły<br />
wzajemnego oddziaływania układu samochód–przyczepa z podłożem są siłami zewnętrznymi,<br />
które decydują o ruchu (ryc. 12.3). Żeby samochód z przyczepą się rozpędził, jego<br />
koła muszą działać na podłoże siłą → F s .<br />
Zgodnie z III zasadą dynamiki podłoże oddziałuje na koła, a zatem i na cały układ siłą<br />
o tej samej wartości, lecz przeciwnie skierowaną. Siła ta jest większa od siły oporów ruchu<br />
→ F p . Wypadkowa sił jest zatem skierowana w kierunku ruchu układu, więc ruch jest<br />
przyspieszony.<br />
F p<br />
−F s<br />
F<br />
F s<br />
−F<br />
<br />
<br />
42
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Ciało na pochyłej powierzchni<br />
Powierzchnię nachyloną pod pewnym kątem do poziomu fizycy nazywają równią pochyłą.<br />
Nietrudno znaleźć przykłady równi pochyłej w otoczeniu: ulice w terenie górzystym,<br />
stoki narciarskie, deska oparta jednym końcem o schody itp. W przyrodzie często<br />
pochylenie powierzchni nie jest jednakowe na całej długości. Wtedy patrzymy na mały<br />
fragment, na którym akurat znajduje się interesujące nas ciało, i dla którego możemy<br />
dobrze określić kąt nachylenia. Z codziennego doświadczenia wiemy, że gdy tarcie jest<br />
małe, przedmioty zsuwają się z pochyłości i poruszają się coraz szybciej.<br />
Wyobraźmy sobie samochód stojący na pochyłym podjeździe przed garażem (ryc. 12.4).<br />
Przyjmijmy, że podjazd ma długość l, a jego górna krawędź jest na wysokości h. Po zwolnieniu<br />
hamulca samochód zacznie się staczać ruchem przyspieszonym. Wnioskujemy,<br />
że wypadkowa siła → F działająca na auto jest skierowana równolegle do równi (ryc. 12.5).<br />
h<br />
l<br />
F<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
43
DYNAMIKA<br />
Przypadek 1. Brak siły tarcia<br />
Przeanalizujemy ruch samochodu przy założeniu, że tarcie można pominąć. Na auto<br />
działa siła ciężkości → F g skierowana pionowo w dół i siła nacisku podłoża → F n skierowana<br />
prostopadle do podłoża. Te dwie siły są ze sobą powiązane: im cięższe ciało, tym<br />
większy nacisk, ale na pochyłości siły te nie równoważą się, bo mają inny kierunek. To<br />
właśnie wypadkowa → F w tych sił skierowana równolegle do powierzchni jest przyczyną<br />
ruchu przyspieszonego. Spróbujmy znaleźć związek między tymi siłami. Wektory sił<br />
działających na samochód pokazuje ryc. 12.6a. Długości tych wektorów wyznaczymy<br />
graficznie, gdyż wiemy, że wypadkowa siły ciężkości i siły nacisku musi być skierowana<br />
równolegle do równi. Zgodnie z regułą dodawania sił (rozdział 6.) wektory sił → F g , → F n<br />
i → F w muszą tworzyć trójkąt przedstawiony na ryc. 12.6b.<br />
a) b)<br />
F n<br />
l<br />
A<br />
l<br />
K<br />
F w<br />
L<br />
h<br />
F g<br />
h<br />
F n<br />
F g<br />
M<br />
B<br />
a)<br />
b)F → w F → g F → n .<br />
C<br />
Gdy spojrzymy teraz na ryc. 12.6b okiem matematyka, znajdziemy na nim trójkąty podobne:<br />
ΔABC ∼ ΔKLM (oba trójkąty mają takie same kąty, z których jeden to kąt prosty).<br />
Dzięki temu możemy wyznaczyć związek między siłami:<br />
stąd:<br />
gdzie F g = mg.<br />
F w<br />
F g<br />
= h l<br />
F w = h l F g<br />
Z II zasady dynamiki obliczymy przyspieszenie:<br />
a = F w<br />
m = h l g<br />
Wynika z tego, że ciało ma tym większe przyspieszenie, im bardziej stroma jest równia.<br />
Wynik nie jest zaskakujący, gdyż potwierdza to, co widzimy na co dzień.<br />
44
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
l 2 = h 2 + h 2<br />
l = h √ 2<br />
<br />
<br />
a =<br />
h<br />
√<br />
h √ 2 · g = 2<br />
2 g<br />
<br />
h<br />
h<br />
l<br />
45°<br />
a ≈ 0,707 · 9,81 m s 2 ≈ 6,94 m s 2<br />
7 m s 2 .<br />
Przypadek 2. Ruch z tarciem<br />
Sytuacja się komplikuje, gdy siły tarcia nie możemy pominąć. Wartość siły tarcia zależy<br />
od rodzaju podłoża i jest proporcjonalna do wartości siły nacisku → F n . Na pochyłej powierzchni<br />
siła nacisku → F n działająca między ciałem a podłożem zależy od kąta nachylenia:<br />
im bardziej jest stromo, tym nacisk jest mniejszy (ryc. 12.7). Z tego powodu zachowanie<br />
się ciała na pochyłości będzie zależało od kąta nachylenia.<br />
<br />
g.<br />
Przy małym kącie nachylenia, kiedy siła nacisku jest niemal równa ciężarowi, ciało początkowo<br />
nieruchome pozostanie w spoczynku, a pchnięte w dół równi – będzie się zsuwać<br />
ruchem opóźnionym. Przy pewnym kącie nachylenia, zależnym od rodzaju podłoża,<br />
45
DYNAMIKA<br />
wypadkowa wszystkich sił – ciężkości, nacisku i tarcia – będzie równa zero. Wtedy ciało<br />
będzie w spoczynku albo będzie się zsuwać ruchem jednostajnym (ryc. 12.8a). Na stromej<br />
powierzchni, gdy siła tarcia będzie mniejsza od wektorowej sumy sił → F g i → F n , ruch będzie<br />
przyspieszony (ryc. 12.8b).<br />
a) b)<br />
F n<br />
F n<br />
F n<br />
F t<br />
F t<br />
F g<br />
F t F g F n<br />
F t<br />
F w =0<br />
F g F g<br />
F w<br />
<br />
Warto zwrócić uwagę, że gdy jest bardzo stromo, to siła tarcia jest mała bez względu<br />
na rodzaj powierzchni, gdyż siła nacisku jest mała (ryc. 12.8b) i ciało zawsze będzie się<br />
zsuwać. Właśnie z tego powodu strome zbocza gór to lite skały, na których nic się nie<br />
może utrzymać.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
46
PODSUMOWANIE<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
PYTANIA I ZADANIA<br />
1. <br />
<br />
2. <br />
<br />
3. <br />
<br />
<br />
h<br />
H<br />
<br />
s<br />
F<br />
<br />
L<br />
N<br />
M<br />
h = 13,80 m<br />
s = 0,70 m<br />
H = 6,35 m<br />
N = 13,60 m<br />
F = 37,0 m<br />
L = 15,0 m<br />
M = 5,0 m<br />
= 35°<br />
4. -<br />
<br />
-<br />
<br />
5. -<br />
<br />
<br />
47
-<br />
<br />
<br />
Lot poziomy<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
-<br />
<br />
<br />
-
Start<br />
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
49
DYNAMIKA<br />
<br />
<br />
<br />
III zasada dynamiki<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
F g = mg.<br />
-<br />
-<br />
<br />
→ F w .<br />
F 2<br />
F 1<br />
F 1<br />
F w<br />
F 2<br />
I zasada dynamiki<br />
<br />
<br />
<br />
II zasada dynamiki<br />
-<br />
-<br />
-<br />
<br />
a = F w<br />
m<br />
<br />
50
a = F w<br />
m = F nap − F op<br />
m<br />
F nap > F op<br />
F op<br />
υ<br />
a<br />
F nap<br />
<br />
Okres T<br />
f <br />
-<br />
-<br />
→ F d <br />
F d = m υ2<br />
r<br />
<br />
m<br />
<br />
r<br />
PYTANIA I ZADANIA<br />
1. <br />
<br />
2. <br />
<br />
<br />
a) b)<br />
m =5kg<br />
F 1 =3N<br />
F 2 =9N<br />
F 2 =10N<br />
m =2kg<br />
F 1 =6N<br />
51
DYNAMIKA<br />
3. <br />
4. <br />
<br />
5. <br />
<br />
6. <br />
<br />
<br />
7. <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
A. <br />
1.<br />
<br />
<br />
B. 2.<br />
C. 3.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
8. -<br />
<br />
<br />
<br />
P F<br />
<br />
<br />
<br />
P<br />
F<br />
9. <br />
<br />
<br />
<br />
A. <br />
B. <br />
C. <br />
D. <br />
52
Uwaga! <br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
F d = mυ2<br />
r <br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
53
DYNAMIKA<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
1. <br />
<br />
<br />
<br />
2. <br />
3. s<br />
4. <br />
<br />
<br />
5. s.<br />
6. <br />
7. <br />
s t (s) υ = s ( ) m<br />
t s<br />
1<br />
2<br />
…<br />
8<br />
υ 2 ( m<br />
2<br />
s 2 )<br />
( )<br />
a m<br />
s 2<br />
<br />
1. υυ 2 <br />
2. <br />
υ 2 <br />
<br />
3. <br />
<br />
<br />
1. <br />
2. <br />
3. <br />
54
ODPOWIEDZI I WSKAZÓWKI <br />
<br />
1. a) υ <br />
b) υ ≈ 1675 km h<br />
2. 24 <br />
<br />
3. a d ≈ 6,3 m s 2<br />
F d ≈ 380 N<br />
4. υ ≈ 11 m s<br />
5. <br />
<br />
<br />
3. υ ≈ 16,4 m s<br />
h 13,<br />
4. a =0,8 m , s =160m, h ≈ 13 m<br />
2<br />
s<br />
5. h ≈ 0,78 m<br />
<br />
2. a) a =3 m s 2<br />
b) a ≈ 2,3 m s 2<br />
5. F w ≈ 1230 N<br />
7. C 2<br />
8. 1 F, 2 P<br />
9. B<br />
55