mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Fizyka » Druga zasada Newtona
Інформація про новину
  • Переглядів: 164
  • Автор: admin
  • Дата: 29-03-2018, 03:23
29-03-2018, 03:23

Druga zasada Newtona

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Fizyka

W § 30. przypomniałeś sobie warunki, przy których ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. A przy jakich warunkach ciało porusza się ruchem jednostajnym przyspieszonym ? Od czego zależy przyspieszenie ruchu ciała? W swoim czasie na te pytania odpowiedział I. Newton, formułując drugi aksjomat ruchu. O drugiej zasadzie Newtona - podstawowej zasadzie dynamiki - dowiesz się w tym paragrafie.

Siła

Siła F - wektorowa wielkość fizyczna, która jest miarą oddziaływania jednego ciała na inne (miarą wzajemnego oddziaływania).

Jednostką siły w SI jest niuton:

Siła jest określona, jeżeli znamy jej wartość (wartość bezwzględną), kierunek i jest zaznaczony punkt przyłożenia siły.

Jeżeli na ciało działa kilka sił, to ich wspólne działanie można zamienić działaniem jednej siły - wypadkowej F. Wypadkowa równa się wektorowej sumie sił przyłożonych do ciała:

Masa

Masa m — wielkość fizyczna, która jest miarą bezwładności ciała. Jednostką masy w SI jest kilogram-.

[m\ = 1 kg-

Bezwładność — właściwość ciała, która polega na tym, że do zmiany prędkości ruchu ciała na skutek wzajemnego oddziaływania, jest potrzebny czas.

Formułujemy drugą zasadę Newtona

W życiu codziennym dobrze wiesz: ciało szybciej zmieni swoją prędkość (otrzyma większe przyspieszenie), jeżeli na niego działamy z większą siłą. Doświadczenia udowadniają: ile razy zwiększa. się siła, tyle razy zwiększa się przyspieszenie, które ciało uzyskuje w wyniku działania tej siły. Przyspieszenie ruchu ciała jest zatem wprost proporcjonalne do siły, przyłożonej do ciała:



Jeżeli z jednakową siłą działamy na ciała o różnej masie, to przyspieszenia ciał będą różne: im większą jest masa ciała, tym mniejsze będzie jego przyspieszenie. Na przykład, jeżeli do piłeczki pingpongowej i do kuli do kręgli przyłożymy jednakową siłę, to prędkość ruchu kuli zmieni się mniej (lub będziemy potrzebować więcej czasu, aby prędkość ruchu kuli zmienić). Czyli przyspieszenie uzyskane przez ciało na skutek działania siły jest odwrotnie proporcjonalne do masy tego ciała:

Związek między siłą działającą na ciało, masą ciała i przyspieszeniem, uzyskanym przez ciało na skutek działania tej siły, jest drugą zasadą Newtona:

Przyspieszenie uzyskane przez ciało na skutek działania siły jest wprost proporcjonalne do działającej siły i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała:

Zwykle na ciało równocześnie działa kilka sił. W tym przypadku siła F jest wypadkową wszystkich sił, przyłożonych do ciała: F = F1+ F2+... + F(rys. 31.1), a druga zasada Newtona zapisuje się w postaci:

Warto zaznaczyć, że druga zasada Newtona, zapisana w postaci

sprawdza się tylko w

inercjalnych układach odniesienia.


Dowiadujemy się o skutkach drugiej zasady Newtona

1. Dzięki drugiej zasadzie Newtona ustalono jednostkę siły w SI - niuton: 1 N - to taka siła, która ciału o masie m = 1 kg, nadaje przyspieszenia a = 1 m/s2:

2. Znając wartość bezwzględną i kierunek wypadkowej F sił, działających na ciało, zawsze można określić wartość bezwzględną i kierunek przyspieszenia a, które uzyskuje ciało na skutek tego działania:


Wykorzystując wiedzę matematyczną, wyjaśnij ostatnie twierdzenie.

3. Druga zasada Newtona pozwala wyjaśnić warunek ruchu jednostajnie przyspieszonego ciała: ciało porusza się ruchem prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym tylko w tym przypadku, gdy wypadkowa sił, przyłożonych do ciała, nie zmienia się z czasem.

4. Jeżeli wypadkowa sił równa się zeru (P = oj, to ciało nie zmienia prędkości ruchu [a — 0) (rys. 31.2). Więc prawo bezwładności formułujemy w następujący sposób: ciało spoczywa, lub porusza się ruchem prostoliniowym jednostajnym, jeżeli siły działające na ciało są wzajemnie zrównoważone.

Podsumowanie

Druga zasada Newtona jest główną zasadą dynamiki: przyspieszenie d, które uzyskuje ciało na skutek działania siły F, jest wprost proporcjonalne do tej siły

i odwrotnie proporcjonalne do masy rn ciała:

Jeżeli na ciało równocześnie działa kilka sił

drugą zasadę

Newtona zapisujemy w postaci:

lub

Ciało porusza się ruchem prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym tylko w tym przypadku, gdy wypadkowa sił, działających na ciało, nie zmienia się z czasem.

Pytania kontrolne

' 1. Od czego zależy przyspieszenie ruchu ciała? 2. Sformułuj drugą zasadę Newtona, zapisz jej wyrażenie matematyczne. 3. W jaki sposób zapisujemy drugą zasadę Newtona, jeżeli na ciało działa kilka sił? 4. Co można powiedzieć o kierunkach wypadkowej i przyspieszenia, którego wypadkowa nadaje ciału? 5. Jaki jest warunek ruchu jednostajnie przyspieszonego ciała?

Ćwiczenie nr 31

1. Pociąg o masie 5 t porusza się z przyspieszeniem 0,5 m/s2. Oblicz wartość bezwzględną wypadkowej sił działających na pociąg.

2. Samochód porusza się prostoliniowym odcinkiem drogi. Jak jest skierowana wypadkowa sił działających na samochód, jeżeli on przyspiesza swój ruch? spowalnia swój ruch?

3. Ciało o masie 2 kg, poruszające się na południe, zmienia prędkość swojego ruchu na skutek działania siły równej 10 N, skierowanej na wschód. Oblicz wartość bezwzględną i kierunek przyspieszenia ruchu ciała.

Na skutek działania siły 15 kN ciało porusza się prostoliniowo tak, że jego współrzędna zmienia się według prawa: x = -200 + 9f-3t2. Oblicz masę ciała.

5. Na ciało o masie 5 kg działają dwie wzajemnie prostopadłe siły: 12 i 9 N (rys. 1). oblicz przyspieszenie ruchu ciała.

6. Za pomocą dodatkowych źródeł informacji ułóż i rozwiąż zadanie na zastosowanie drugiej zasady Newtona dla ruchu dowolnego ciała.

7. Chłopczyk i dziewczynka ciągną za końce sznurka (rys. 2). Kto z nich zacznie poruszać się? Kto, twoim zdaniem, uzyska większą prędkość ruchu? Wyjaśnij swoją odpowiedź.

Doświadczenie

Za pomocą linijki i klocków o różnej masie udowodnij:

1) że wraz ze zwiększeniem siły zwiększa się i przyspieszenie, którego uzyskuje dowolny klocek podczas działania siły;

2) że jeżeli na różne klocki będzie działać ta sama siła, to klocek o większej masie uzyska mniejsze przyspieszenie;

3) że kierunek przyspieszenia jest zawsze zgodny z kierunkiem działania siły. Opisz swoje działania. Jak obliczałeś przyspieszenie ciał?

 

Źródło: Fizyka podręcznik dla klasy 9 Barjachtar

 






^