Dynamika – maturitní otázka

fyzika

Otázka: Dynamika

Předmět: Fyzika

Přidal(a): Michaela H

Základní pojmy

Izolované těleso

Inerciální vztažná soustava (IVS)

Soustava, ve které izolované body zůstávají v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém. Každá vztažná soustava, která je vzhledem k dané inerciální soustavě v klidu nebo v pohybu rovnoměrně přímočarém, je rovněž inerciální. Ve skutečnosti IVS neexistuje.

Galileiho princip relativity

Zákony mechaniky jsou ve všech IVS stejné. Mechanickými pokusy nelze rozlišit IVS (nelze rozhodnout za je v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu)

Neinerciální vztažná soustava

Soustava, která se vhledem k IVS pohybuje jinak než rovnoměrně přímočaře. V NVS neplatí Newtonovy pohybové zákony

Síla (značka F, jednotka N = kg * m * s^-2)

Vektorová fyzikální veličina, která je určená velikostí, směrem a polohou svého působiště
Zprostředkovává vzájemné působení těles (přímým kontaktem nebo silovým polem)
Silové působení se projevuje deformací tělesa nebo změnou pohybového stavu tělesa (zrychlení)
Z 2. NPZ => (v klasické fyzice)
- →F = (Δ→p)/( Δt)
- →F = m * →a

Hybnost (značka p, jednotka kg * m * s^-1)

Zákon zachování hybnosti

Impuls síly (značka I, jednotka N * S )

Hmotnost (značka m, jednotka kg)

1.NPZ – Zákon setrvačnosti

každé těleso v IVS setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud není nuceno vnějšími silami tento svůj stav změnit
v = konst. nebo v = 0, a = 0

2.NPZ – Zákon síly

Velikost zrychlení a tělesa je přímo úměrná velikosti výslednice sil F působících na těleso a nepřímo úměrná hmotnosti tělesa m
Síla je určena poměrem hybnosti a času, za který tato změna proběhla.
→F = Δ(→p)/Δt = (m * Δ→v)/(Δt) = m * →a

3.NPZ – Zákon akce a reakce (vzájemného působení těles)

Každá síla F_A(akce), kterou jedno těleso působí na druhé, vyvolá sílu F_B(reakci) opačného směru, kterou druhé těleso působí na první.
Síly F_Aa F_B jsou stejně velké, opačného směru, současně vznikají a zanikají, a protože každá působí na jiné těleso, neruší se ve svých účincích.
Izolovaná soustava těles jsou tělesa, která na sebe navzájem působí silami a při tom na ně nepůsobí silami jiná tělesa. Na tělesa působí jen vnitřní síly této soustavy, ale ne vnější síly -> síly od jiných těles

Setrvačné síly

- Vnější pozorovatel (z IVS) – kulička se nepohybuje a vozík se pohybuje se zrychlením
- Pozorovatel uvnitř vozíku (v NVS) – kulička se pohybuje se zrychlením směrem k zadní straně vozíku => na kuličku působí setrvačné síly -> má opačný směr než zrychlení F_S= – ma

Dostředivá síla

Při pohybu HB po kružnici se mění směr vektoru rychlosti => Musí existovat síla udržující HB na kruhové dráze = dostředivá síla
Kolmá ke směru okamžité rychlosti => směřuje do středu kružnice
Existuje z pohledu pozorovatele v IVS
F_d= m * a_d = (m * v²)/r = m * ω² * r

Odstředivá síla

Působí na pozorovatele v otáčející se NVS (např. člověk na řetízkovém kolotoči), působí tedy jen v NVS
Má stejnou velikost jako dostředivá síla, ale má opačný směr
odstředivá síla = setrvačná síla v otáčející se VS
v praxi: auto, když projíždí zatáčkou, technická praxe – oddělování látek od sebe na základě různé hustoty (odstředivky)

Smykové tření a valivý odpor

Vznikají při pohybu těles v látkovém prostředí
Jsou způsobeny nerovnostmi a deformacemi povrchu – reálné podmínky
Působí proti směru pohybu
Nezávisí na obsahu styčných ploch
Za stejných podmínek je valivý odpor mnohem menší než třecí síla při smykovém tření
F_t= f * F_N
F_v= ξ * (F_N)/(R)
F_N… kolmá tlaková síla
f … součinitel smykového tření
ξ … rameno valivého odporu (řecké ksí)
R … poloměr valícího se tělesa