Strona główna na telefon

280. Ruch pod wpływem siły. Ruch ze stałym przyspieszeniem.

Ruch pod wpływem siły


Zadanie
Ciało o stałej masie m spoczywające do chwili t0=0s w punkcie x0 zaczęło poruszać się po linii prostej pod wpływem stałej siły F. W ciągu działania siły (w czasie t) ciało przemieściło się do punktu x.

Przyjąć, że dane są:

F – wartość siły;

t - czas ruchu ciała;

x – przemieszczenie ciała.

Obliczyć:

1) prędkość końcową ciała;

2) prędkość średnią ciała;

3) przyspieszenie ciała;

4) masę ciała;

5) końcowy pęd ciała.

Obliczenia numeryczne wykonać dla wybranych wartości wielkości.

Ważne pojęcia dynamiki



Dynamika - dział mechaniki w którym opisywane są przyczyny zmian ruchu.

Zasady dynamiki - prawa przyrody wiążące ruch z konkretnymi przyczynami zmian ruchu.

Ruch prostoliniowy - ruch, którego torem jest linia prosta.

Ruch ze stałym przyspieszeniem - ruch, w którym przyspieszenie jest stałe.

Droga w ruchu prostoliniowym ze stałym przyspieszeniem.

Prędkość chwilowa w ruchu prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym - przyrost prędkości jest proporcjonalny do czasu ruchu.

Prędkość średnia w ruchu prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym.

Zadanie


Ciało o stałej masie m spoczywające do chwili t0=0s w punkcie x0 zaczęło poruszać się po linii prostej pod wpływem stałej siły F. W ciągu działania siły (w czasie t) ciało przemieściło się do punktu x.

Przyjąć, że dane są:

F – wartość siły;

t - czas ruchu ciała;

x – przemieszczenie ciała.

Obliczyć:

1) prędkość końcową ciała;

2) prędkość średnią ciała;

3) przyspieszenie ciała;

4) masę ciała;

5) końcowy pęd ciała.

Obliczenia numeryczne wykonać dla wybranych wartości wielkości.

Rozwiązanie


Rozwiązywanie zadania zaczniemy od obliczenia prędkości średniej. Obliczymy ją jako iloraz przemieszczenia x przez czas ruchu t.

Stała siła działająca na ciało o stałej masie daje stałe przyspieszenie. W ruchu ze stałym przyspieszeniem prędkość średnią możemy obliczyć jako połowę sumy prędkości początkowej i końcowej.

Prędkość początkowa jest równa zero, a więc prędkość średnia równa jest połowie prędkości końcowej.

Pozwoli to na obliczenie przyspieszenia ponieważ prędkość końcowa jest równa iloczynowi przyspieszenia i czasu (prędkość początkowa jest równa zero).

Przyspieszenie zależy od przyłożonej do ciała siły. Współczynnikiem proporcjonalności w tej zależności jest odwrotność masy. Znając siłę i przyspieszenie możemy więc obliczyć masę ciała.

Końcowy pęd ciała obliczymy jako iloczyn masy i końcowej prędkości ciała.

Końcowy pęd ciała (początkowy jest równy zero) możemy obliczyć jako iloczyn siły i czasu działania tej siły.

Dynamika. Zasady dynamiki. Ruch pod wpływem siły. Ruch prostoliniowy. Ruch ze stałym przyspieszeniem.

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?