Klasa 7
4 maj
Lekcja 1
II zasada dynamiki Newtona - zadania
1. Siły działające na samochód
a) jadący ruchem jednostajnym
Które siły się równoważą?
w pionie: grawitacji i sprężystości
w poziomie: ciągu silnika i oporu ruchu
Zgodnie, z którą zasadą dynamiki Newtona stwierdzamy, że samochód porusza się ruchem jednostajnym?
Mówi o tym I zasada dynamiki Newtona.
b) pozostający w spoczynku
Które siły należy wyeliminować aby ten samochód był w spoczynku?
Należy pominąć siły poziome ciągu silnika i oporu ruchu. Podobnie jak wyżej zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona jeśli siły się równoważą samochód w naszym przykładzie jest w spoczynku.
c) jadący ruchem jednostajnie przyspieszonym
Kiedy samochód zaczyna przyspieszać Samochód przyspiesza jeśli zgodnie z II zasadą dynamiki Newtona siła ciągu silnika jest niezrównoważona to znaczy jest większa od sił oporu ruchu. Na samochód, który jedzie coraz szybciej działają coraz większe siły oporu ruchu. Dlatego w pewnym momencie nie możemy już jechać szybciej.
Zobacz na rysunek: siła ciągu silnika jest większa od sił oporu ruchu - mówimy, że jest niezrównoważona.
Przypomnijmy sobie wzory jakie znasz i musisz je kojarzyć właśnie z II zasadą dynamiki Newtona i ciałami, na które działają siły niezrównoważone.
Przypomnijmy sobie jeszcze co to jest jeden niuton
Dla uczniów mający czasami problemy w matematyce przypominam zasadę piramidy: w pionie dzielimy, w poziomie mnożymy.
2. Zadania z zastosowaniem II zasady dynamiki.
Pamiętaj.:
wypisz dane, szukane, wzory, następnie obliczenia i odpowiedź
sprawdź czy wielkości są wyrażone w podstawowej jednostce: metry, sekundy, kilogramy oraz inne jednostki czy nie mają przedrostków np.: kN - kiloniuton. Tylko kilogram może mieć taki przedrostek. Jeśli jest potrzeba zamień na podstawowe.
Staraj się zadania rozwiązywać samodzielnie. Następnie rozwiń i sprawdź rozwiązanie.
Ze względó redakcyjnych dzielenie będę zapisywał dwukropkiem lub ukośnikiem np: a = F : m m/s2
Zadanie 1.
Podręcznik strona 173 zadanie 3.
Dane :
m = 0,6 kg
z wykresu odczytujemy:
zmianę szybkości: Δv = 1,5 m/s - o tyle zmniejszyła się szybkość
przyrost czasu: Δ t = 12 s
Szukane:
F =?
Wzory:
F = a : m
Której wartości nie ma w danych? W danych nie ma przyspieszenia - w tym wypadku opóźnienia, bo piłka się zatrzymuje. Musimy go obliczyć ze wzoru:
a = Δv / Δt
Obliczenia:
najpierw obliczamy opóźnienie
a = 1,5m/s : 12s = 0,125 m/s2
teraz możemy obliczyć siłę oporu ruchu:
F = 0,125m/s2 · 0,6kg = 0,075N
Odpowiedź: SIła oporu ruchu miała wartość 0,075N
Zadanie 2.
Podręcznik strona 173 zadanie 4.
Należy przeanalizować wykres i z niego odczytać zmianę (delta) szybkości i czasu.
a)
Dane : Szukane: Wzór: Obliczenia:
m = 0,4 kg a =? a = F : m a = 240N : 0,4kg = 600 m/s2
F = 240 N
Odpowiedź: Piłka miała przyspieszenie 600 m/s2
b)
Dane : Szukane: Wzór: Obliczenia:
a = 600 m/s2 v =? v = a · Δ t v= 600 m/s2 · 0,05s = 30 m/s
Δ t = 0,05 s
Odpowiedź: Piłka na początku miała szybkość 30 m/s.
Lekcja 2
Swobodne spadanie ciał
Spadek swobodny
a) układ izolowany
Takim układem będziemy nazywać układ w którym nie działają żadne inne siły oprócz grawitacji. Na powierzchni Ziemi nie mamy takiego układu. Dlaczego? Co czujesz jak szybko biegniesz? Czujemy opór powywietrza i dlatego nie możemy w tym przypadku mówić o układzie izolowanym.
Gdyby pozbyć się powietrza z naczynia zamkniętego (praktycznie nie da się tego zrobić ) mówimy o próżni - przestrzeń. w której nic nie ma, to taki układ nazywałby się izolowanym.
b) droga w ruchu jednostajnie przyspieszonym
Na lekcji 6 kwietnia poznałeś ciekawą zależność o przyroście drogi w kolejnych sekundach ruchu - książka strona 144. Tą zależność wykorzystamy do wykazania, że spadające ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym. Obejrzyj film:
Zapisz wniosek:
Spadające ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym.
Przyczyną tego ruchu jest stałą siła ciężkości pochodząca od mas Ziemi i ciała, które się wzajemnie przyciągają.
Z II zasady dynamiki już wiesz jeśli na ciało działa niezrównoważona siła, to nadaje ona ciału przyspieszenie. W przypadku spadającego swobodnie ciała to przyspieszenie nazywamy grawitacyjnym i oznaczamy małą literką g i ma ono wartość około 9,81 m/s2
W zadaniach, dla uproszczenia obliczeń będziemy przyjmować wartość zaokrągloną 10 m/s2
Zapamiętaj :
2. Czas swobodnego spadania
Przeprowadź doświadczenie 43 i 44 ze strony 176 .
Napisz w zeszycie krótkie opisy i wniosek: Czas swobodnego spadania nie zależy od jego masy.
W próżni wszystkie ciała spadają tak samo. Obejrzyj
Zadanie domowe.
Uzupełnij formularz obecności - FORMULARZ
Powtórzyć sobie teorię o I zasadzie dynamiki Newtona i wejśdź na tą stronę w środę o godzinie 9.00. Obecność obowiązkowa!!!! Podam tutaj instrukcję jak sprawdzę "na żywo" wasze wiadomości.
Zadanie 3.
Podręcznik strona 173 zadanie 5.
Analiza zadania:
Poniewąz mamy dwa przypadki dla tej samej motoróki będę w indeksie dolnym dopisywał literki A, B oznaczające, któr przypadek rozpatrujemy.
Jakie wielkości są dane w tym zadaniu?
Dane jest przyspieszenie aA =2 m/s2
oraz na rysunku widzimy, że na motorówkę działają dwie siły, które się nie równoważą.. Musimy obliczyć wartość siły wypadkowej.
Na rysunku A
FwA= 1000 N - 200 N = 800N
Jeśli mamy wartość przyspieszenia i siły to w jakim wzorze występują obie te wartości? Wysterują we wzorze na przyspieszenie wynikającym z II zasady dynamiki Newtona a = F : m gdzie literka F ma wartość naszej siły wypadkowej.
Z tego wzoru wyliczymy masę m = FwA : a W indeksie dolnym dołożyłem literkę A - aby w dalszej części zadania nie było dwóch takich samych symboli, które będą miały różne wartości.
m = 800N : 2 m/s2 = 400kg
Teraz patrzymy na rysunek B. Obliczamy wartość siły wypadkowej (niezrównoważonej)
FwB= 1200 N - 600 N = 600N
Ponownie korzystamy ze wzoru aB = FwB : m i obliczamy przyspieszenie :
aB = 600N : 400kg = 1,5 m/s2
Odpowiedź: Motorówka na rysunku B ma przyspieszenie 1,5 m/s2