Newtonův zákon III

Transkript

1 Newonův záon III Předpolady: Pomůcy: ruličy, ousy oaleťáu Pedaoicá poznáma: Je nuné posupova a, aby se před oncem hodiny podařilo zada poslední přílad. Př. 1: Jaý byl nejdůležiější závěr minulé hodiny? Nesačí si pamaova 1. Newonův záon, ale je řeba ho používa, dyž se zamýšlíme nad nějaým problémem. Př. 2: Auo jede po vodorovné přímé silnici rovnoměrně rychlosí 90 m/h a působí na něj směrem dopředu síla o veliosi 250 N. Působí na auo další síla? Ja je velá? Auo se pohybuje rovnoměrně přímočaře výsledná působící síla musí bý nulová na auo musí působi romě síly mooru směrem dozadu sejně velá síla o veliosi 250 N (zřejmě celový odpor (vzduch a ření dohromady). Př. 3: Vysvěli princip beranidla. Jaé vlasnosi by mělo mí? Proč je snazší dveře vyrazi než vylači? Beranidlo - rozpohybujeme ho a vrazíme do dveří. Beranidlo se snaží si zachova svůj pohyb, zabrzdí ho až síla dveří (sejně velou silou působí beranidlo na dveře). Beranidlo musí bý ěžé, pohybova se velou rychlosí a musí bý vrdé. Na rychlé zasavení je řeba velá síla. Př. 4: Jaé síly působí na auo jedoucí sálou rychlosí po rovné silnici. Jaá je jejich výslednice? auo jede rovnoměrně dopředu auo rovnoměrně couvá 1

2 auo jede rovnoměrně dopředu směr pohybu aua F S auo rovnoměrně couvá F S Auo jede rovnoměrně výslednice působících sil musí bý nulová. Na auo působí: - raviační síla Země, s - síla silnice, - řecí síla a odpor vzduchu, - síla ol, erou se odsrují od silnice a udržují auo v rovnoměrném pohybu. Dvojice sil opačného směru mají sejnou velios a navzájem se odečou. Auo jede rovnoměrně výslednice působících sil musí bý nulová. Na auo působí: - raviační síla Země, s - síla silnice, - řecí síla a odpor vzduchu, - síla ol, erou se odsrují od silnice a udržují auo v rovnoměrném pohybu. Dvojice sil opačného směru mají sejnou velios a navzájem se odečou. Pedaoicá poznáma: Něeré žáy převapuje, že oba obrázy jsou éměř sejné. Podrobnější disusi o om, erá síla auo udržuje v pohybu necháváme na později. Př. 5: Když položíš vodorovně na pás v obchodě u poladny jao poslední limonádu, láhev zůsává na mísě, i dyž se pás rozjede. Proč? Co se naopa sane, dyž pás zasaví? Láhev se snaží si udrže svůj pohybový sav (lid) zůsává na mísě pás ji posupně rozáčí a ím uvádí do pohybu. Ve chvíli, dy se pás rychle zasaví, se láhev opě snaží udrže svůj pohyb a uálí se dál dopředu. Př. 6: Je nuné, aby osmicá sonda měla během cesy ze Země na Mars celou dobu zapnué moory? Proč? Nuné o není (ani se o a nedělá). Sonda je urychlena při saru ze Země, pa se věší čás raey oddělí a sonda dál leí servačnosí. Moory se zapínají zase až při zasavování nebo manévrech v cíly cesy. Př. 7: Díě si hraje na sluzavce. Jednou sedí uprosřed a nehýbe se, podruhé sejným mísem rovnoměrně projíždí. Porovnej velios řecí síly v obou případech. Rozebereme si posupně oba případy. 2

3 díě se nehýbe Na díě působí ři síly: - raviační síla Země, - síla louzačy (aby se díě nepropadlo dolů), - řecí síla, erá zabraňuje čási raviace sáhnou díě dolů. Podle 1. Newonova záona může díě zůsa v lidu pouze v případě, že výsledná působící síla bude nulová řecí síla musí vyrovna působení raviační síly a síly od louzačy. díě jede rovnoměrně Na díě působí ři síly: F - raviační síla Země, - síla louzačy (aby se díě nepropadlo dolů), - řecí síla, erá zabraňuje čási raviace sáhnou díě dolů. Podle 1. Newonova záona se může díě pohybova rovnoměrně přímočaře pouze v případě, že výsledná působící síla bude nulová řecí síla musí vyrovna působení raviační síly a síly od louzačy. Graviační síla i síla louzačy jsou v obou případech sejné řecí síla musí bý v obou případech sejná. Pedaoicá poznáma: Sudeni věšinou považují za věší sílu působící v lidu. Vychází o i z osobní suečnosi, proože nerozlišují sílu, erá musí zabrzdi louzající díě, od síly, erá sačí omu, aby se už sojící díě nepohybovalo. Př. 8: Ační hrdina musí vysoči z jedoucího vlau. V jaém směru má soči? Proč? Co musí při dopadu uděla? Problém: Poud jedeme vlaem, máme rychlos vlau, o erou nepřijedeme, dyž vysočíme při dopadu na zem se budeme pohybova ve směru jízdy vůči zemi podobnou rychlosi, erou jede vla. Doporučení: dopada ve směru pohybu vlau (pozadu jsou všechny reace daleo obížnější), zusi se odrazi směrem dozadu proi směru jízdy vlau a ím rychlos vůči zemi sníži, po dopadu uděla ooul, nebo poračova v běhu. Př. 9: Parašuisa vysočí z leadla. Nejdříve padá se zavřeným padáem. Zrychluje, ale po určié době se jeho rychlos usálí a padá rovnoměrně. Poé oevře padá, jeho pád se zpomaluje až do oamžiu, dy začne opě pada rovnoměrně. Porovnej velios odporu vzduchu, erý dohromady na parašuisu s padáem působí, a) dyž rovnoměrně padá se zavřeným padáem, b) dyž rovnoměrně padá s oevřeným padáem. Během pádu působí na parašuisu dvě síly: 3

4 - raviační síla Země (během pádu se nemění), v - odpor vzduchu. a) Parašuisa rovnoměrně padá se zavřeným padáem. Rovnoměrný pohyb na parašuisu působí nulová výsledná síla musí plai Fv b) Parašuisa rovnoměrně padá s oevřeným padáem. Rovnoměrný pohyb na parašuisu působí nulová výsledná síla musí plai Fv = F. = F. V obou případech se velios odporu vzduchu rovná veliosi raviační síly, erou na parašuisu působí Země v obou případech působí na parašuisu sejně velý odpor vzduchu. Př. 10: Vysvěli, ja je možné, že v obou bodech předchozího příladu, působí na parašuisu sejně velý odpor vzduchu, dyž při pádu s oevřeným padáem brzdí parašuisu daleo věší plocha oevřeného padáu. Odpor vzduchu závisí na: veliosi plochy, rychlosi pohybu. Parašuisa rovnoměrně padá se zavřeným padáem: malá plocha, ale velá rychlos pádu pořebná velios odporu vzduchu. Parašuisa rovnoměrně padá s oevřeným padáem: velá plocha, ale malá rychlos pádu pořebná velios odporu vzduchu. Smysl padáu: velá plocha padáu zaručí, že odpor vzduchu dosáhne pořebné veliosi už při malé rychlosi pádu a parašuisa přežije dopad na zem (dyž se padá neoevře, dopadne s velou pravděpodobnosí po nějaé době rovnoměrného pádu, ale příliš velou rychlosí a zabije se). Př. 11: V úzé rubici uvízl předmě (papíre). Navrhni způsob, ja ho dosa ven. Posup fyziálně zdůvodni. Je možné upravi posup a, aby papíre vylezl horním (dolním) oncem rubice. Můžeme využí servačnosi papíru v rubici. Poud uvedeme rubu rychle do pohybu (napřílad úderem), snaží se papír zůsa v lidu (doud ho ření o sěny neuvede do pohybu) poud lučeme do rubice seshora, papír se posupně přesunuje hornímu onci (zůsává v lidu, zaímco rubice se po úderu pohybuje dolů), poud lučeme do rubice zezdola, papír se posupně přesunuje dolnímu onci (zůsává v lidu, zaímco rubice se po úderu pohybuje nahoru). Poud pohybující se rubu rychle zasavíme (napřílad nárazem), snaží se papír zůsa v pohybu (doud ho ření o sěny nezasaví) poud zasavujeme rubici pohybující se shora dolů, papír se posupně přesunuje dolnímu onci (zůsává v pohybu, zaímco rubice se nárazu zasaví), poud zasavujeme rubici pohybující se zdola nahoru, papír se posupně přesunuje hornímu onci (zůsává v pohybu, zaímco rubice se nárazu zasaví). 4

5 Pedaoicá poznáma: Předchozí přílad si žáci zouší s ruličami od uchyňsých papírových uěre, prázdných rolí od láe. Něeří objeví zajímavé souvislosi s vyřepáváním ečupu z čásečně prázdného obalu. Zaím jsme zoumali, ja probíhá pohyb, dyž je působící síla nulová. Nyní je řeba prozouma pohyb v siuaci, dy výsledná síla nulová není. Pedaoicá poznáma: Doporučuji zada následující přílad jao dobrovolnou supinovou práci s odevzdáním do příšího ýdne s ím, že supina, erá si měření nejlépe rozmyslí ho poé v hodině provede. Provádění pousů současně ve více supinách omezuje poče siloměrů a prosor. Př. 12: Máš dispozici siloměr, olečové brusle, spolupracovníy. Připrav pousy na prozoumání vlivu nenulové výsledné síly působící ve směru pohybu na pohyb. Podle nejlepšího návrhu budeme v příší hodině posupova. Zohledni veličiny, eré budou sledovaný pohyb ovlivňova. Shrnuí: 5