ZASADY DYNAMIKI NEWTONA I. Jeżeli na ciało nie działa żadna

ZASADY DYNAMIKI NEWTONA
I. Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły się równoważą to ciało
pozostaje w spoczynku lub porusza sie ruchem jednostajnym po linii prostej.
Ta zasada często nazywana jest zasadą bezwładności.
II. jeżeli na ciało działa niezrównoważona siła (lub zespół sił) to ciało porusza sie
ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym
do siły i odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.
III. jeżeli jedno ciało zadziała określoną siłą na drugie ciało, to drugie ciało
zadziała na pierwsze taką samą siła co do wartości, kierunku ale z przeciwnym
zwrotem.
zadanie 1.
Jaka siła wypadkowa powstanie po złożeniu poniższych sił składowych
Otrzymana siła wypadkowa ma kierunek skośny a zwrot na dół w prawo.
zadanie 2.
Ciało pod działaniem siły 8 N porusza się z przyspieszeniem 0,4 m/s2. Jakie
przyspieszenie będzie mieć to ciało gdy zadziała siła 12 N ?
Dane:
F1 = 8 N
F2 = 12 N
a1 = 0,4 m/s2
szukane:
a2 = ?
rozwiązanie:
Aby rozwiązać to zadanie korzystamy z drugiej zasady dynamiki , gdzie podana
jest zależność siły od masy ciała w ruchu przyspieszonym.
gdzie: a – przyspieszenie, F – działająca siła, m – masa ciała.
Bez względu na to, jaka działa siła masa ciała pozostaje niezmienna. Należy więc
obliczyć najpierw masę ciała, korzystając z przekształconego wzoru na
przyspieszenie, a następnie dopiero obliczać zmianę przyspieszenia w zależności
od siły F2.
Gdy mamy już obliczoną masę możemy przystąpić do obliczania przyspieszenia
a2.
odp. Wartość przyspieszenia, gdy zadziała siła F2 wyniesie 0,6 m/s2.
zadanie 3.
Ciało o masie 5 kg porusza się ze stałą prędkością 4 m/s. Jaką prędkość uzyska
to ciało jeżeli przez 1,5 minuty będzie na nie działać siła o wartości 4 N
powodując jej wzrost?
Dane:
m= 5 kg
Vp = 4 m/s
t= 1,5 min = 90 s
F=4N
szukane:
Vk= ?
rozwiązanie:
Prędkość początkowa jest już podana i ciało porusza się ruchem jednostajnym.
Oznacza to, że nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą. Jeżeli
przyłożymy dodatkową niezrównoważona siłę to ciało będzie poruszać się ruchem
przyspieszonym. Należy obliczyć przyrost prędkości i dodać ją do prędkości
początkowej. Aby to zrobić należy najpierw wyliczyć wartość przyspieszenia.
gdzie: a – przyspieszenie, F – działająca siła, m – masa ciała.
Gdy znamy już przyspieszenie obliczamy przyrost prędkości.
co po przekształceniu daje:
Prędkość końcowa jest to suma prędkości początkowej i zmiany prędkości.
Mamy więc:
Odp. Prędkość końcowa w tym ruchy wynosi 76 m/s.
zadanie 4.
Masa ciała wynosi 50kg. Oblicz ciężar tego ciała?
Rozwiązanie:
Masa i ciężar to dwie różne wielkości. Ciężar obliczamy w niutonach, a masę w kilogramach.
Korzystamy ze wzoru:
, a właściwie z przekształcenia tego wzoru:
W zadaniu mamy podaną masę m=50kg. Chcemy obliczyć ciężar ciała, czyli siłę z jaką Ziemia
przyciąga dane ciało.
Znamy wartość przyspieszenia ziemskiego g=9,81≈10N/kg.
Po podstawieniu otrzymujemy:
Odp. Ciężar ciała wynosi 500N.