X. Ruch drgający – c.d. IV. Dynamika – zasady dynamiki i pęd. X

X. Ruch drgający – c.d.
Jeżeli ciało zawieszone na sprężynie drga, to
Przemiany energii w ruchu drgającym
zmienia się jego energia:
Aprędkość wynosi 0, więc Ek=0
wysokość jest max, więc Ep=max
AB – prędkość rośnie, więc Ek rośnie
– wysokość maleje, więc Ep maleje
Bprędkość jest max, więc Ep=max
BC – prędkość maleje, więc Ek maleje
– wysokość maleje, więc Ep maleje
Cprędkość = 0, więc Ek =0
A (Ep=max)
wysokość jest min, więc Ep=min
(Ek=0) CB – prędkość rośnie, więc E rośnie
k
B (Ek=max)
– wysokość rośnie, więc Ep rośnie
BA – prędkość maleje, więc Ek maleje
C Ep=min)
– wysokość rośnie, więc Ep rośnie
(Ek=0)
Przemiany energii w ruchu drgającym wahadła:
A – prędkość wynosi 0, więc Ek = 0
wysokość jest max, więc Ep = max
AB – prędkość rośnie, więc Ek też rośnie
wysokość maleje, więc Ep też maleje
B – prędkość jest max, więc Ek = max
wysokość wynosi 0, więc Ep =0
h = max Bc – prędkość maleje, więc E też maleje
k
wysokość
rośnie,
więc
Ep
też rośnie
h=0
A
C
C – prędkość wynosi 0, więc Ek = 0
B
Dźwięki:
wysokość jest max, więc Ep = max
- natężenie dźwięku (głośność) zależy od amplitudy drgań (im wyższa amplituda drgań, tym
większe natężenie dźwięku)
- wysokość dźwięku zależy od częstotliwości drgań (im wyższa częstotliwość drgań, tym
dźwięk jest wyższy
Ciężar ciała, jest to siła z jaką Ziemia przyciąga dane ciało. Obliczamy go mnożąc
masę ciała (m) przez przyspieszenie ziemskie (g).
m
m
F = mg lub Q = mg
g = 9,81 2 (g  10 2 )
s
s
Q
Jednostką ciężaru jest niuton.
Masa, to miara ilości substancji. Jej jednostką jest kilogram. Masa ciała jest stała i nie zmienia się, niezależnie od tego gdzie znajduje się ciało. Ciężar ciała może ulegać zmianie.
Ziemia jest nieco spłaszczona i z tego powodu ciała największy ciężar ciała mają biegunach,
a najmniejszy na równiku.
Ciężar ciała na planetach jest inny niż na Ziemi, gdyż mają one inną masę niż Ziemia.
Ciężar ciała na Księżycu jest ok. 6 razy mniejszy niż na Ziemi, gdyż
IV. Dynamika – zasady dynamiki i pęd.
Wielkości wektorowe to np. siła, ciśnienie,
prędkość, przyspieszenie, pęd.
Cechy wektorów:
- kierunek – prosta wzdłuż której wektor działa
(np. pionowy)
- zwrot – wskazuje w którą stronę wektor działa
(np. w prawo)
- wartość- wskazuje czy wielkość jest duża czy
mała (np. F = 20 N)
- punkt przyłożenia – początek wektora (np. środek ciała).
I zasada dynamiki – Jeżeli na ciało nie
działają żadne siły lub działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku
lub porusza Sie ruchem jednostajnym prostoliniowym.
F3
F1
F2
F4
siły te równoważą się
F1 = -F2
F3 = -F4
I zasada dynamiki nazywana jest zasadą
bezwładności – tylko niezrównoważona siła
może zmienić stan ciała (ruch, spoczynek).
Bezwładność ciał polega na dążeniu do zachowania stanu w jakim znajdują się one,
tzn. Ciała będące w ruchu dążą do pozostania w tym ruchu, a ciała będące w spoczynku dążą do pozostania w spoczynku. Miarą
bezwładności ciał jest ich masa. Im większą
masę ma ciało, tym większa jest jego bezwładność (trudniej jest wprawić je w ruch,
trudniej zatrzymać, …).
II zasada dynamiki – Jeżeli na ciało działa
stała siła to porusza się ono ruchem jednostajnie przyspieszonym lub jednostajnie
opóźnionym. Przyspieszenie (opóźnienie) w
tym ruchu jest wprost proporcjonalne do
działającej siły I odwrotnie proporcjonalne
do masy ciała.
a=
F
m
F = ma
(N =
kg m
)
s2
F3
F1
v
F2
F4
F1 > F2
siły te nie równoważą się
F3 = F4
Jednostką siły jest niuton (N).
1 N jest to siła, która ciału o masie 1 kg nam
daje przyspieszenie 1 2 .
s
III zasada dynamiki – Jeżeli ciało A działa
siłą na ciało B, to ciało B działa również siłą
na ciało A. Siły te mają taki sam kierunek i
wartość oraz przeciwne zwroty.
F1 = - F 2
Siły te nie równoważą się ponieważ przyłożone są do różnych ciał.
Pęd – posiadają wszystkie ciała będące w
ruchu. Liczbowo pęd równy jest iloczynowi
masy i prędkości ciała.
m
p = mv
Jednostką pędu jest: kg .
s
Jeżeli siła wypadkowa zwrócona jest zgodnie z przesunięciem, to ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym.
Fw
v
Jeżeli siła wypadkowa zwrócona jest przeciwnie do przesunięcia, to ciało porusza się
ruchem jednostajnie opóźnionym.
Fw
v