1.3.2 Rovnoměrný pohyb po kružnici I

Podobné dokumenty
1.3.6 Rovnoměrný pohyb po kružnici I

KINEMATIKA. 17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. Frekvence, perioda. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0217

KINEMATIKA. 18. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI III. Úhlová rychlost. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0218

Rovnoměrný pohyb po kružnici

FYZIKA. Kapitola 3.: Kinematika. Mgr. Lenka Hejduková Ph.D.

KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

Mechanika teorie srozumitelně

1.3.8 Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici I

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

4.2.3 Oblouková míra. π r2. π π. Předpoklady: Obloukovou míru známe z geometrie nebo z fyziky (kruhový pohyb) rychlé zopakování.

1.3.4 Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici

FYZIKA I. Rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a nerovnoměrně zrychlený rotační pohyb

Základní pojmy Rovnoměrný přímočarý pohyb Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb Rovnoměrný pohyb po kružnici

4.3.1 Goniometrické rovnice I

2. Kinematika bodu a tělesa

7.1.3 Vzdálenost bodů

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

ŠROUBOVICE. 1) Šroubový pohyb. 2) Základní pojmy a konstrukce

Měření tíhového zrychlení reverzním kyvadlem

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Pavel Ševeček stud. skup.: F/F1X/11 dne:

4.6.6 Složený sériový RLC obvod střídavého proudu

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

3.1.2 Harmonický pohyb

Laboratorní úloha č. 3 Spřažená kyvadla. Max Šauer

Fyzika 1 - rámcové příklady Kinematika a dynamika hmotného bodu, gravitační pole

3.2.2 Rovnice postupného vlnění

4.2.4 Orientovaný úhel I

ÚLOHA 1 Ladi = 100 Hz = 340 m/s Úkoly: lnovou d él é ku k periodu T frekvenci f =? vlnovou délku =?

4.2.9 Vlastnosti funkcí sinus a cosinus

Derivace goniometrických. Jakub Michálek,

Jednoduché stroje. Mgr. Dagmar Panošová, Ph.D. KFY FP TUL

Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

ω=2π/t, ω=2πf (rad/s) y=y m sin ωt okamžitá výchylka vliv má počáteční fáze ϕ 0

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

Mechanika II.A Třetí domácí úkol

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů. 05_2_Kinematika hmotného bodu. Ing. Jakub Ulmann

ÚLOHA Závaží pružin kmitá harmonicky amplituda = 2 cm, doba kmitu = 0,5 s. = 0 s rovnovážnou polohou vzh ru. Úkoly l :

1.8. Mechanické vlnění

3.2.2 Rovnice postupného vlnění

4.7.1 Třífázová soustava střídavého napětí

4.2.3 Orientovaný úhel

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P03 MECHANIKA TUHÝCH TĚLES

4.3.4 Základní goniometrické vzorce I

Přehled veličin elektrických obvodů

4.3.2 Goniometrické nerovnice

( r ) 2. Měření mechanické hysterezní smyčky a modulu pružnosti ve smyku

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Derivace goniometrických funkcí

Nepřímá úměrnost I

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

B. MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,2 m. Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,3 m

Elektrický signál - základní elektrické veličiny

17. Střela hmotnosti 20 g zasáhne rychlostí 400 ms -1 strom. Do jaké hloubky pronikne, je-li průměrný odpor dřeva R = 10 4 N?

4.3.3 Goniometrické nerovnice

Rotace zeměkoule. pohyb po kružnici


Závislost odporu kovového vodiče na teplotě

Laboratorní úloha č. 4 - Kmity II

Šroubový pohyb rovnoměrný pohyb složený z posunutí a rotace. Šroubovice dráha hmotného bodu při šroubovém pohybu

Vektory II. Předpoklady: Umíme už vektory sčítat, teď zkusíme opačnou operací rozklad vektoru na složky.

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Součtové vzorce. π π π π. π π π. Předpoklady: není možné jen tak roznásobit ani rozdělit:

MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění

4.3.7 Součtové vzorce. π π π π. π π π. Předpoklady: 4306

Měření momentu setrvačnosti

Pythagorova věta

Řešení příkladů na rovnoměrně zrychlený pohyb I

Pedagogická poznámka: Celý obsah se za hodinu stihnout nedá. z ] leží na kulové ploše, právě když platí = r. Dosadíme vzorec pro vzdálenost:

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

Příklady kmitavých pohybů. Mechanické kmitání (oscilace)

Obsah. 2 Moment síly Dvojice sil Rozklad sil 4. 6 Rovnováha 5. 7 Kinetická energie tuhého tělesa 6. 8 Jednoduché stroje 8

trubku o délce l. Prut (nebo trubka) bude namáhán kroutícím momentem M K [Nm]. Obrázek 1: Prut namáhaný kroutícím momentem.

2. Mechanika - kinematika

KRUHOVÁ ŠROUBOVICE A JEJÍ VLASTNOSTI

MOMENT SETRVAČNOSTI 2009 Tomáš BOROVIČKA B.11

Výpočet excentrického klikového mechanismu v systému MAPLE 11 Tomáš Svoboda Technická fakulta Česká Zemědělská Univerzita

urychlit sedimentaci pevných částic v hustota, viskozita

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Příklady - Bodový odhad

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Funkce tangens. cotgα = = Předpoklady: B a. A Tangens a cotangens jsou definovány v pravoúhlém trojúhelníku: a protilehlá b přilehlá

3.1.2 Polorovina, úhel

Rezistory, reostat

1.1. Metoda kyvů. Tato metoda spočívá v tom, že na obvod kola do vzdálenosti l od osy

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

Řešení. Označme po řadě F (z) Odtud plyne, že

Lineární funkce IV

Hledání úhlů se známou hodnotou goniometrické funkce

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

Obsah. Kmitavý pohyb. 2 Kinematika kmitavého pohybu 2. 4 Dynamika kmitavého pohybu 7. 5 Přeměny energie v mechanickém oscilátoru 9

Kinematika tuhého tělesa. Pohyb tělesa v rovině a v prostoru, posuvný a rotační pohyb

3.2.8 Oblouková míra. Předpoklady:

Digitální učební materiál

Transkript:

..2 Rovnoměrný pohyb po kružnici I Předpoklady: 0, 0 Pedagogická poznámka: Na začátku jsem předpokládal, že rovnoměrný pohyb po kružnici je možné probrat za jednu hodinu (díky analogii s běžným rovnoměrným pohybem). Ukázalo se, že množství nových písmenek a vzorečků (z nichž většina nových není, ale studenti to takto neberou) je v této rychlosti pro studenty nestravitelné. Opakování z minulé hodiny: Pohyb po kružnici měříme pomocí úhlu otočení ϕ, který měříme v radiánech. Pro dráhu pohybu pak platí jednoduchý vztah s = ϕ r. Př. : Navrhni způsoby, jak ověřit zda je otáčení předmětu rovnoměrné. Změříme, jak dlouho tvá jedna otáčka. Pokud pokaždé vyjde stejné číslo, je otáčení rovnoměrné. Změříme počet otáček, za nějakou dopředu určenou dobu. Pokud za stejnou dobu předmět vykoná vždy stejný počet otáček, je otáčení rovnoměrné. Předchozí úvahy nejsou zcela přesné, ale použijeme je k zavedení dvou nových veličin, které popisují rovnoměrný pohyb po kružnici: perioda T: doba potřebná k vykonání jedné otáčky (otočení o 2π rad = ), udává se v sekundách. frekvence f: počet otáček, které předmět vykoná za sekundu, udává se v hertzích [ Hz ]. Př. 2: Urči periodu a frekvenci: a) kolotoče, který vykoná jednu otáčku za 4 s, b) kotoučové pily, která vykoná za sekundu 20 otáček. a) kolotoče, který vykoná jednu otáčku za 4 s Doba jedné otáčky 4 s T = 4s. Za jednu sekundu stihneme pouze 4 otáčky f = 0,25Hz. b) kotoučové pily, která vykoná za sekundu 20 otáček Za sekundu 20 otáček f = 20 Hz. Na jednu otáčku připadne pouze s 20 T = s = 0,05s. 20 Pedagogická poznámka: Předchozí příklad se zdá být zbytečně lehký, ale ukázalo se, že bez něj je pro většinu studentů následující příklad téměř neřešitelný. Př. : Urči periody a frekvence následujících pohybů:,

, c) otáčení gramofonové desky rychlostí ot/min. Země se otočí kolem osy za 24 hodin T = 24h = 86400s. frekvence = počet otáček za s otáčka 86400 s f otáček s f = Hz =,6 0 Hz f =,6 0 Hz 86400 7200 otáček s otáčka T T = s = 0,008s T = 0, 008s 7200 7200 otáček s f otáček s 7200 f = Hz = 20 Hz f = 20Hz c) otáčení gramofonové desky rychlostí otáčky s otáčka T T = s =,8s T =,8s, otáčky s f otáček s, f = Hz = 0, 5 Hz f = 0,56Hz ot/min Pedagogická poznámka: Samozřejmě není v žádném případě nutné, aby studenti řešili příklady pomocí přímé úměrnosti, důležité je, aby věděli, že k vyřešení příkladu v nejhorším případě stačí trojčlenka a významy termínů perioda a frekvence. Př. 4: Najdi s pomocí výpočtů předchozích příkladů vztah mezi periodou a frekvencí. Z příkladů je vidět, že platí T =. f Vztah odpovídá i spočteným hodnotám: větší hodnota periody znamená malou hodnotu frekvence a opačně. 2

Pro frekvenci a periodu platí vztah T =. Platí tedy f Hz = s. Kritéria pro rovnoměrnost pohybu po kružnici z úvodu hodiny nejsou zcela správná poučíme se z minulosti, kdy jsme studovali rovnoměrný pohyb (pohyb, jehož okamžitá rychlost se neměnila), pro který platilo v = = konstanta. Srovnáme si veličiny pro rovnoměrný pohyb a rovnoměrný pohyb po kružnici: rovnoměrný pohyb pojítko rovnoměrný pohyb po kružnici m s ϕ r ϕ rad dráha s [ ] = úhel [ ] Dráhu jsme nahradili úhlem, protože úhel otočení je stejný pro všechny body na kružnici nezávisle na jejich vzdálenosti od osy. s s 2 s Z obrázku (i životní zkušenosti) je zřejmé, že i rychlosti pohybu jednotlivých bodů se budou lišit (kvůli rozdílné vzdálenosti od osy se liší dráhy, které během stejné doby urazily). Zřejmě by se vyplatilo zavést rychlost, která popisuje změnu úhlu (u všech bodů se mění stejným způsobem) - úhlovou rychlost ω. Př. 5: Na základě analogie s nekruhovým pohybem zformuluj definici úhlové rychlosti. V jakých jednotkách se bude měřit? změna dráhy změna dráhy ϕ v = = ω = = změna času změna času t rad Jednotka: ω = ϕ = = rad/s s Rychlost otáčení se udává pomocí úhlové rychlosti: ω = ϕ. Jednotkou úhlové rychlosti t je rad/s.

Př. 6: Urči úhlovou rychlost otáčení: a) kolotoče, který vykoná jednu otáčku za 4 s b) kotoučové pily, která vykoná za sekundu 20 otáček Dosazujeme do vzorce ω = ϕ : t a) kolotoč, který vykoná jednu otáčku za 4 s ϕ = ot = 2π rad, t = 4s ω 2 = ϕ = π rad/s =,57 rad/s 4 b) kotoučové pily, která vykoná za sekundu 20 otáček ϕ = 20 ot = 20 2π rad = 40π rad, t = s ω 40 = ϕ = π rad/s = 26 rad/s Pedagogická poznámka: Stejně jako u periody a frekvence jsou předchozí příklady důležité pro větší úspěšnost při řešení následujícího příkladu. Občas se objevují i jiné postupy řešení (například u bodu a) v následujícím příkladu studenti počítají hodnoty pro hodinu), většinou se dají využít demonstraci toho, že všechny správné cesty vedou ke stejnému správnému cíli. Př. 7: Urči úhlovou rychlost: c) otáčení gramofonové desky rychlostí ot/min Dosazujeme do vzorce ω = ϕ. t ϕ = ot = 2π rad, t = 24 h = 24 0s = 86400s ϕ 2π ω = = rad/s = 7, 27 0 rad/s 86400 ϕ = 7200 ot = 4400π rad, t = min = s ω 4400 = ϕ = π rad/s = 754rad/s c) otáčení gramofonové desky rychlostí ot/min 00 00 200π ϕ = ot = ot = 2π rad = rad, t = min = s 200π ω = ϕ = rad/s =, 49 rad/s 4

Př. 8: Rozhodni, jaká veličina se udává v jednotce otáčky/min, a najdi její převodní vztah k základní jednotce této veličiny. otáčky/min : podíl úhlu (změny úhlu) a času základní jednotka rad/s. ot 2π rad π = = rad/s. min s 0 ϕ = ω - jde o úhlovou rychlost Př. 9: Najdi vztah mezi úhlovou rychlostí ω otáčení předmětu a velikostí okamžité rychlosti v bodu, který leží na tomto předmětu ve vzdálenosti r od osy otáčení. Hledáme pojítko mezi úhlovou a normální veličinou, jedno už máme s = ϕ r zkusíme jej využít: s2 s ϕ2r ϕr ( ϕ2 ϕ ) r ϕ v = = = = = r = ω r Shrnutí: Všechny body na otáčejícím se předmětu se pohybují se stejnou úhlovou rychlostí. Jejich obvodové rychlosti závisí na vzdálenosti od středu otáčení a proto se liší. 5