Zákon síly. Hmonos jako míra servačnosi. Vyvození hybnosi a impulsu síly. Závislos zrychlení a hmonosi Cvičení k zavedeným pojmům Jméno auora: Mgr. Zdeněk Chalupský Daum vyvoření: 11. 11. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_10_FY_B Ročník: I. Fyzika Vzdělávací oblas: Přírodovědné vzdělávání Vzdělávací obor: Fyzika Temaický okruh: Mechanika Téma: Druhý Newonův pohybový zákon Meodický lis/anoace:
Druhý Newonův pohybový zákon Zákon síly Hybnos a impuls síly Řešený příklad Závislos zrychlení a hmonosi Cvičení Obr. 1
Zákon síly Pro pořeby 2. Newona zákona je zapořebí k pojmu síla F[N] připoji další pojem, a o hmonos m[kg]. Druhý Newonův pohybový zákon zákon síly Jesliže na ěleso působí síla, pak se ěleso pohybuje se zrychlením, keré je přímo úměrné působící síle a nepřímo úměrné hmonosi ělesa. a zrychlení ělesa získané působením síly [m s 2 ] a = F m F síla vyvolávající zrychlení ělesa [N] věší síla vyvolává věší zrychlení m hmonos [kg] hmonos ovlivňuje účinek síly na ěleso při sejné síle ěleso s věší hmonosi získá menší zrychlení a naopak (vlak a sřela z pušky) pohybující se ěleso s věší hmonosí má věší servačnos, může působi věší servačnou silou Určení vzahu mezi jednokou 1 N a jednokami sousavy SI: a = F m F = m a F = m a = m v = m s = kg m s s = kg m s 2 = kg m s 2 = N 1 newon je síla, kerá uděluje ělesu o hmonosi 1 kg zrychlení 1 ms -2
Hybnos a impuls síly Změna hybnosi ělesa v závislosi na čase je rovna vnější síle, kerá ji vyvolala a má shodný směr jako ao síla. p = m v p hybnos [kg m s 1 ] m hmonos [kg] v rychlos [m s 1 ] Zákon zachování hybnosi hybnos izolované sousavy ěles se zachovává Hybnos charakerizuje pohybový sav ělesa v dané vzažné sousavě. Směr vekoru hybnosi je shodný se směrem vekoru okamžié rychlosi. F = m a = m v = p p = F N s impuls síly impuls síly a hybnos F = m v časový účinek síly p = F [N s] p = m v [kg m s 1 ] N s = kg m s 2 s = kg m s 1
Řešený příklad m = 1 = 1000kg v = 108 km/h = 30m/s v 0 = 18 km/h = 5m/s = 20s a =? m/s F =? N Auomobil o hmonosi 1 zvýšil svou rychlos z 18 km/h na 108 km/h během 20 s. Jak velkou silou působil moor aua a jaké bylo jeho zrychlení, jesliže auomobil zrychloval rovnoměrně? v a = v v 0 a = v a = v v 0 F = m a = m v v 0 F = 1000 30 5 20 N F = 50 25N F = 1250N a = 30 5 20 m/s2 a = 25 20 m/s2 a = 1,25m/s 2 Auomobil se pohybuje se zrychlením a = 1,25m/s 2, moor působil silou F = 1250N.
Závislos zrychlení a hmonosi Na dvě ělesa o různých hmonosech m 1 a m 2 působí za sejných podmínek sejně velká síla F. Síla udělí ělesům různá zrychlení. V jakém poměru je hmonos ěles k jejich zrychlení? F 1 = F 2 = F F = m 1 a 1 = m 2 a 2 m 1 m 2 = a 2 a 1 Úpravou rovnic dosáváme vzah nepřímá úměra m 1 : m 2 = a 2 : a 1 Hmonos ěles je v opačném poměru k zrychlení ěles. Jesliže se hmonos ělesa dvakrá zvěší, bude dosažené zrychlení, při sejné síle, dvakrá menší. Hmonos m zde vysupuje jako míra servačných vlasnosí. K pochopení nám pomůže podobnos s hydraulickým zařízením, zde však plaí přímá úměra. p 1 = p 2 = p Obr. 2 F 1 S 1 = F 2 S 2 F 1 F 2 = S 1 S 2 F 1 : F 2 = S 1 : S 2 Síly působící na písy jsou ve sejném poměru jako velikosi písů. Plaí zde přímá úměra. Kolikrá se zvěší plocha druhého písu, olikrá i vzrose síla, kerou na něj bude kapalina působi.
Cvičení Při pokusu se rozjížděl vozíček se zrychlením 20 cm s 2. Jaké bude jeho zrychlení, jesliže se na dvojnásobek zvěší: 1. působící ažná síla 2. hmonos vozíčku a = F m 1. 2. 2 F m = 2 F m = 2 a = a 1 F 2 m = 1 2 F m = 1 2 a = a 2 a 1 = 2 a = 40 cm s 2 a 2 = 1 2 a = 10 cm s 2 vyslove závěr vyslove závěr
Ciace Obr. 1 NEMO. Modrá, Symbol, Lidé, Člověk, Osoba - Volně dosupný obrázek - 30555 [online]. [ci. 11.11.2012]. Dosupný na WWW: hp://pixabay.com/cs/modr%c3%a1-symbol-lid%c3%a9- %C4%8Dlov%C4%9Bk-osoba-30555/ Obr. 2 PAJS. Soubor:Hydraulicky lis.svg Wikipedie [online]. [ci. 11.11.2012]. Dosupný na WWW: hp://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:hydraulicky_lis.svg Lieraura KOLEKTIV KATEDRY FYZIKY VŠZ V PRAZE. Fyzika. Praha: Sání pedagogické nakladaelsví n. p., 1964, 521 s. Učební exy vysokých škol: Fakula mechanizace, 1043-3551. REICHL, Jaroslav a Marin VŠETIČKA. Encyklopedie fyziky [online]. 2006-2012 [ci. 11.11.2012]. Dosupné z: hp://fyzika.jreichl.com/ Wikipedia: he free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundaion, 2001-2012 [ci. 11.11.2012 6]. Dosupné z: hp://en.wikipedia.org/wiki/main_page