Wyk ł ad 2

Wykład 2

Siły

Statyka.

Warunki równowagi.

Działa wiele sił

Nie działają siły.Żadne?

Siły rzeczywiste

i pozorne.

W układach przyspieszających pojawiają się siły pozorne

I zasada dynamiki Newtona

Postulat istnienia układu inercjalnego.

„Ciało, na które nie działają żadne siły, lub działają siły zrównoważone,

pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym”

W układach przyspieszających pojawiają się siły pozorne

Siły rzeczywiste i pozorne.

Dla obserwatora w spoczynku (poza samolotem) piłeczka pozostaje w miejscu lub porusza się ruchem jednostajnym

Rodzaje sił typy oddziaływań• grawitacyjne• elektromagnetyczne• silne• słabe

Rodzaje sił:• grawitacyjne• tarcia• siła nośna skrzydła• siła nacisku (dotyku)• siła sprężysta• wiele innych

Większość problemów staramy się rozpatrywać w układzie inercjalnym

• unikamy rozpatrywania sił pozornych (bezwładności, inercji);• warunek równowagi sił:

0i

iw FF

Suma sił działających na dane ciało jest zero (siły składowe kompensują się)

Traktor ciągnie wóz

• Ważne, która siła działa na które ciało!

Siły wzajemne są sobie równe i przeciwnie skierowane(akcja równa reakcji).

III zasada dynamiki Newtona

Siła wypadkowa - suma sił

Siła nacisku

Siła tarcia

Siła tarcia – zależy od nacisku

Siła sprężystości

kxFPrawo Hooka

Siły sprężystościpochodzą od sił międzyatomowych

Siły międzyatomowesą siłami elektrycznymi (siły Coulomba)

Wypadkowa sił powoduje przyspieszenie sań

aF m

Druga zasada dynamiki Newtona

aF m• najważniejsza zasada fizyki.• siła powoduje przyspieszenie, nie prędkość;• masa jest własnością ciała, określana przez stosunek siły do przyspieszenia,• masa jest wielkością addytywną (suma mas wielu ciał jest masą całkowitą),• masa ciężka równa masie bezwładnej!

Rozpad cząstek elementarnych w komorze pęcherzykowej

Tor cząstki zakrzywia się w polu magnetycznym działa siła poprzeczna

Doświadczenie Galileusza

aF bm

siła grawitacji proporcjonalna do masy ciała, g natężenie pola grawitacyjnego

masa ciężka równa masie bezwładnej!

natężęnie pola grawitacyjnego lub przyspieszenie ziemskie

W próżni (jeśli pominąć opory powietrza) wszystkie ciała spadają z tym samym przyspieszeniem.

gF gg m

ag

Newton jednostką siły

2s

ma

maF

2s

mkgN

Siła grawitacjipole grawitacyjnePrawo Newtona

2

2

r

MGg

r

MmGFg

r

Fg

Fg

siła ciężkości

siła nacisku

Paczka zsuwa się po równi ruchem przyspieszonym

Rozkład siły na składowe

P=mg

N=mg cosF=mg sin

mghh

mglFW

sin

sin

i

iw FF

Siła grawitacji, ciężar.

Siła naprężenia liny:• działa wzdłuż liny• jednakowa wzdłuż liny.

Siła naprężenia liny.

Pomiar siły naprężenia liny.

Jednakowe naprężenia odcinków 1 i 2

Typowe problemy.

Maszyny proste (I) – zmniejszają siłę, ale wydłużają drogę praca stała!

• równia pochyła, klin;• bloki (naciąg liny stały)

– stały,– ruchomy,– wielokrążki– blok różnicowy.

P=5T

T

• osobny warunek równowagi dla każdego węzła, • jeśli znamy siły wyporu każdego balonika, to

• naprężenia odcinków Ti

zbiorem niewiadomych.

Warunek równowagi sił:

1) suma sił działających na ciało (wypadkowa sił) znika,

i

iw FF

Wektor A jest pokazany na wykresie poniżej. Składowe x, y wynoszą odpowiednio: y

x

A

A) (A sin α, A cos α) lub (A sin θ, A cos θ)B) (A sin α, A cos α) lub (A cos θ , A sin θ)C) (A sin α, A sin α ) lub (A sin θ, A cos θ)D) (A cos α, A cos α ) lub (A sin θ, A cos θ )E) (A cos α , A cos α ) lub (A cos θ, A cos θ)

Wektor A jest pokazany na wykresie poniżej. Składowe x, y wynoszą odpowiednio: y

x

A

A) (A sin α, A cos α) lub (A sin θ, A cos θ)B) (A sin α, A cos α) lub (A cos θ , A sin θ)C) (A sin α, A sin α ) lub (A sin θ, A cos θ)D) (A cos α, A cos α ) lub (A sin θ, A cos θ )E) (A cos α , A cos α ) lub (A cos θ, A cos θ)

A) (a) D) (d)

B) (b) E) (e)

C) (c)

Masa m jest umieszczona na szorstkim nachyleniu pod kątem θ do poziomu. Siła F jest przyłożona w górę nachylenie tak, że masa ślizga się w górę równi. Używając róży kompasowej, kierunek siły tarcia jest wzdłuż:

Fa

b

cd

e

m

A) (a) D) (d)

B) (b) E) (e)

C) (c)

Masa m jest umieszczona na szorstkim nachyleniu pod kątem θ do poziomu. Siła F jest przyłożona w górę nachylenie tak, że masa ślizga się w górę równi. Używając róży kompasowej, kierunek siły tarcia jest wzdłuż:

Fa

b

cd

e

m