TEMAT 9: Zasady dynamiki Newtona. Dynamika to dział fizyki

TEMAT 9: Zasady dynamiki Newtona.
Dynamika to dział fizyki opisujący relacje zachodzące pomiędzy ruchem ciała, a
siłami działającymi na niego. Trzy prawa sformułowane przez Newtona w latach 70-tych
XVII wieku stały się fundamentem mechaniki klasycznej (newtonowkiej).
Efektem działania niezerowej siły na ciało może być zmiana ruchu ciała (skutki dynamiczne)
lub jego odkształcenie (skutki statyczne).
I Zasada Dynamiki:
Jeżeli na ciało lub układ ciał nie działają żadne siły zewnętrzne lub działające siły się
równoważą (ich wypadkowa jest równa zero) to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się
ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Pierwsza zasada dynamiki nazywana jest zasadą bezwładności. Bezwładność (inercja) to
cecha ciał obdarzonych masą, sprawiająca, że dążą one do zachowania swojego stanu ruchu,
tzn. kierunku, zwrotu i wartości prędkości. Aby zmienić stan ruchu ciała należy działać siłą.
II Zasada Dynamiki:
Jeżeli na ciało lub układ ciał działa niezrónoważona siła wypadkowa Fw, to ciało to porusza
się ruchem przyśpieszonym. Przyśpieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do wartości
działającej siły wypadkowej i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała. Jeżeli siła ma wartość
stałą to ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym.
gdzie:
a - przyspieszenie ciała
Fw - działająca siła wypadkowa, jednostka siły to 1[N] = [kg m/s2] (czyt. niuton)
m - masa ciała (ilość substancji nagromadzonej w danym ciele)
Z drugiego zasady dynamiki można wyprowadzić wzór na siłę:
F=ma
Siła jest równa iloczynowi masy ciała i przyspieszenia nadanego tej masie.
III Zasada Dynamiki:
Jeśli ciało A działa na ciało B pewną siłą Fa, to ciało B działa na ciało A siłą Fb o takiej samej
wartości oraz kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Siły Fa i Fb są nazywane siłami akcji i
reakcji.
ZADANIA:
1. Które z przysłów polskich kojarzy ci się z III Zasadą Dynamiki Newtona?
2. Z jakim przyspieszeniem poruszało się ciało o masie 50 kg, jeżeli działała na nie stała siła
250 N?
3. Jaka siła musiałaby działać na samochód o masie 1,5 tony, jadący z szybkością 20 m/s, aby
zatrzymać go w ciągu 2 s?
4. Samochód porusza się ze stała szybkością 80 km/h. Jaka jest wartość siły wypadkowej
działającej na ten samochód?