372. Przykład zastosowania drugiej zasady dynamiki.
Zadanie
Ciało o masie m porusza się po poziomym torze wzdłuż linii prostej. Na ciało to działa zewnętrzna siła wzdłuż kierunku ruchy oraz siła tarcia. Współczynnik tarcia między ciałem a podłożem jest stały i równy f.
Obliczyć:
a) siłę powodującą zmianę prędkości;
b) przyspieszenie (opóźnienie) ciała;
Mechanika.
Kinematyka.
Przyspieszenie średnie.
Czas ruchu.
Dynamika.
Zasady dynamiki Newtona.
Siła wypadkowa.
Siła tarcia.
Pęd ciała.
Zmiana pędu ciała.
Pędowa postać drugiej zasady dynamiki.
Zadanie
Ciało o masie m porusza się po poziomym torze wzdłuż linii prostej. Na ciało to działa zewnętrzna siła wzdłuż kierunku ruchy oraz siła tarcia. Współczynnik tarcia między ciałem a podłożem jest stały i równy f.
Obliczyć:
a) siłę powodującą zmianę prędkości;
b) przyspieszenie (opóźnienie) ciała;
Druga zasada dynamiki obowiązuje w inercjalnych układach odniesienia. Mówi ona, ze ciało porusza się ruchem przyspieszonym pod wpływem wypadkowej siły działającej na to ciało. Przyspieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do wypadkowej siły. Większa wypadkowa siła powoduje większe przyspieszenie ciała.
Stałą proporcjonalności w drugiej zasadzie dynamiki jest odwrotność masy. Sformułowanie to dotyczy w pewnym przedziale czasu ciała o stałej masie, a w pewnej wybranej chwili dowolnego ciała przy uwzględnieniu masy ciała w tej chwili. Masa samochodu zmniejsza się w trakcie jazdy, bo zużywane jest paliwo. Jeszcze wyraźniej zmiana masy ciała występuje w przypadku samolotów lub rakiet.
W dalszej części rozważań będziemy zakładać, że masa ciała jest stała. Inaczej będziemy zakładać, że ciało nie zmienia się, jest cały czas takie samo.
W przypadku ruchu po jakimkolwiek podłożu musimy na ogół uwzględniać tarcie. Tarcie występuje zawsze pomiędzy powierzchniami ciał, które stykają się ze sobą i poruszają się lub siła zewnętrzna "usiłuje" wprawić ciało w ruchu.
W dalszym ciągu będziemy zakładać, że ciała poruszają się w chwili początkowej. Za układ odniesienia będziemy brać podłoże ściśle związane z "Laboratorium". Inaczej będziemy mówić o układzie "Laboratorium".
Wartość siły tarcia jest równa iloczynowi stałej (współczynnika tarcia) i wartości siły nacisku. Współczynnik tarcia ma stała wartość dla określonych dwóch powierzchni i warunków, w których obserwujemy tarcie. Siła tarcia ma zawsze zwrot przeciwny do zwrotu prędkości i zwrot przeciwny do zwrotu siły wymuszającej ruch. Kierunek siły tarcia jest zgodny z kierunkiem prędkości i kierunkiem siły wymuszającej ruch.
Przykład zastosowania drugiej zasady dynamiki.
Samochód o masie 800 kg porusza się w pewnej chwili z prędkością 18 km na godzinę. Współczynnik tarcia między kołami samochodu a podłożem jest równy 0,7. Silnik wywiera na podłoże siłę (styczną do podłoża) o wartości 7000N.
Z jakim przyspieszeniem porusza się ten samochód?
Po jakim czasie samochód uzyska prędkość 72 km na godzinę, jeśli założymy, że przyspieszenie było stałe?
FIZYKON - Słowniczek - Siła wypadkowa
372.5-2009.04.14
Pomoc z matematyki
Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki
Pomoc z historii
Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?
kontakt