bykst / Pixabay

2. Newtonov zákon I

Pomôcky: kolieskové korčule, silomery
V minulých hodinách sme vyriešili, ako sa pohybujú predmety, keď na ne pôsobia nulová výsledná sila. Teraz sa budeme zaoberať tým, aká je situácia, ak na predmet výsledná sila pôsobí.
Pr. 1: Na obrázkoch sú dve rakety. Ktorá z nich letia rýchlejšie?
1
Nemôže povedať nič o tom, ako letí rakety rýchlo. Každá si udržiava svoju rýchlosť a preto záleží na tom, ako dlho boli motory zapnuté pred nakreslením obrázku (napríklad raketa a) teraz
začala zrýchľovať, zatiaľ čo raketa b) zrýchľovanie pred chvíľou ukončila).
Pr. 2: Nakresli obrázok upuštěného kameňa. Do obrázku vyznač pôsobiace sily, ich výslednicu aj smer jeho pohybu. Akým spôsobom sa pohybuje?
Na kameň pôsobí:
• gravitácie F
g
smerom nadol,
• odpor vzduchu Fv
proti smeru pohybu (na začiatku je ale veľmi malý, s rýchlosťou sa
zväčšuje),
2
Výsledná sila pôsobí smerom nadol (a s rýchlosťou pádu sa zmenšuje). Kameň sa pohybuje dole a zrýchľuje.
3
Pr. 3: Nakresli obrázok tehličky kĺžuceho po stole. Aké na neho pôsobia sily? aká je ich výslednica? Ako sa tehlička pohybuje?
Na tehlička pôsobí počas kĺzanie po stole tri sily:
2
• gravitácie Fg smerom nadol,
• sila podložky Fp smerom nahor,
• trecia sila Ft proti smeru pohybu.
4Gravitačná sila a sila podložky sa navzájom vyrušia ⇒ výsledná sila sa zhoduje s trecou silou, pôsobí proti smeru pohybu. Krabička spomaľuje.
5Pr. 4: Nakresli obrázok Zeme a Mesiaca. Do obrázku vyznač sily, ktoré pôsobia na Mesiac a smer jeho pohybu okolo Zeme. Akým spôsobom sa pohybuje?
Na Mesiac pôsobí počas pohybu okolo Zeme len gravitačná sila Zeme.
6
Gravitačná sila Zeme pôsobí kolmo na smer jej pohybu a udržiava ju na kruhovej dráhe okolo Zeme.
Pr. 5: Prejdi riešenie predchádzajúcich príkladov a rozhodni, ako v rôznych situáciách ovplyvňuje výsledná sila pohyb.
Tri varianty pôsobenia výslednej sily:
• výsledná sila pôsobí v smere pohybu ⇒ rýchlosť pohybu sa zväčšuje, predmet zrýchľuje,
• výsledná sila pôsobí proti smeru pohybu ⇒ rýchlosť pohybu sa zmenšuje, predmet spomaľuje,
• výsledná sila pôsobí kolmo na smer pohybu ⇒ rýchlosť pohybu sa nemení, ale mení sa smer pohybu, predmet zatáča.
Žiadna ďalšia varianta sa skúmať nemusí, pretože každú výslednú silu pôsobiacu na predmet môžeme rozložiť na zložku, ktorá pôsobí:
• v smere pohybu a spôsobuje zrýchľovania alebo spomaľovania,
• kolmo na smer pohybu a spôsobuje zmenu smeru.
Všetky deje, pri ktorých sa mení rýchlosť, fyzici označujú ako zrýchľovanie ⇒ vplyv výsledné sily na pohyb môžeme zhrnúť do úderného fyzikálneho hesla (pozdravu): kde sila, tam zrýchlenie.
Kde sila, tam zrýchlenie.
Pr. 6: Zmeraj trenie, ktoré pôsobia na korčuliara proti pohybu pri jazde na kolieskových korčuliach. Rovnomerne potiahneme korčuliarov a meriame silu, ktorou ho musíme ťahať (Trecie sila sa
rovnako veľká, ako sila, ktorou ho ťaháme). Na korčuliarov pôsobí trecia sila 6 N.
Pr. 7: Ťahaj silomerom korčuliarov silou, ktorá väčšia ako trenie brzdiaci jeho pohyb. akým spôsobom sa korčuliar pohybuje?
Ak ťaháme silou 8 N, korčuliar neustále zrýchľuje.
Pr. 8: Zväčši veľkosť sily, ktorú ťaháš experimentátora. Ako sa zmení jeho pohyb? Ak ťaháme silou 10 N, korčuliar zrýchľuje viac ako pri ťahaní silou 8 N. Ak ťaháme silou 7 N, korčuliar zrýchľuje menej ako pri ťahaní silou 8 N.
Pr. 9: Zaveste na korčuliarov ďalšieho člena skupiny. Zmení sa tretí, ktoré pôsobia proti jeho pohybu pri jazde na korčuliach? Zmeraj toto trenie Trenie sa zmení (na korčule pôsobí väčšie tlaková sila) ⇒ musíme trecie silu opäť zmerať. Nová hodnota trecie sily 10 N.
Pr. 10: Ťahaj korčuliarov záťažou silomerom tak, aby na neho pôsobila rovnaká výsledná sila ako v príklade 4. Ako sa pohybuje?
Vo šetkých prípadoch musíme ťahať silou o 4 N väčší ako bola pôvodná sila (teda silami 12 N, 14 N a 11 N).
Opäť platí, že väčšia sila znamená väčšie zrýchlenie. Všetky zrýchlenia sa záťažou sú však menšie než zrýchlenie s rovnakou výslednou silou bez záťaže.
Pr. 11: Na čom závisí veľkosť zrýchlenia, ktoré spôsobuje výsledná sila?
Zhrnutie: Kde sila tam zrýchlenie.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *