FIZYKA dla student

1
FIZYKA dla studentów POLIGRAFIIWyklad 3
2
Dynamika
Dynamika - to dzial fizyki, w którym bada sie
zwiazki pomiedzy czynnikami wywolujacymi  ruch, a
wlasciwosciami tego ruchu.
Stan ruchu ciala w danym ukladzie odniesienia i w
danym momencie czasu, okreslaja wektory jego
polozenia i predkosci.
Zamiana stanu ruchu ciala jest nastepstwem sil
dzialajacych na to cialo.
3
Relacje sila - ruch
Zauwazmy nastepujace fakty

1. Postawiony na pólce wazon pozostaje w spoczynku.
2. Kiedy zostanie pozbawiony podpory spada, a im
   wyzej stal, tym wieksza predkosc ma na dole.
3. Kiedy spadnie moze zarówno sam sie rozbic, jak
   i uszkodzic inne przedmioty.

Ten banalny przyklad ilustruje fundamentalne
zasady dynamiki.

1. Dopóki wypadkowa sil dzialajacych na cialo równa
   jest zeru stan ruchu ciala nie zmienia sie
   (wazon nie spada).
2. Niezrównowazona sila dzialajaca na cialo zmienia
   stan jego ruchu nadaje mu przyspieszenie lub
   opóznienie (wazon spada i zwieksza swa predkosc).
3. Dzialaniu jednego ciala na drugie towarzyszy
   zawsze dzialanie drugiego na pierwsze, takie samo
   ale przeciwnie skierowane (wazon moze uszkodzic
   inne przedmioty, ale i sam moze ulec rozbiciu).

4
Zasady dynamiki Newtona
Izaak Newton, (1642 - 1727) "Philosophiae
naturalis principia mathematica"
Foto Isaac Newton w gabinecie figur woskowych
Mme  Tussaud w Londynie (WiZ, 5/1977,s.28)
1. Pierwsza zasada dynamiki Jezeli na cialo
nie sa wywierane sily lub dzialajace sily sie
równowaza, to stan ruchu ciala nie ulega zmianie
(cialo pozostaje w spoczynku lub porusza sie
ruchem jednostajnym prostoliniowym). 2. Druga
zasada dynamiki Zmiana pedu ciala jest
proporcjonalna do sily dzialajacej na to cialo i
zachodzi wzdluz kierunku jej dzialania. 3.
Trzecia zasada dynamiki Oddzialywania wzajemne
dwóch cial sa zawsze równe co do wartosci ale
przeciwnie skierowane.
Te trzy zasady opisuja wszelkie ruchy obiektów
makroskopowych !
5
Pierwsza zasada dynamiki
Jezeli na cialo nie sa wywierane sily lub
dzialajace sily sie równowaza, to cialo nie
zmienia stanu swego ruchu pozostaje w stanie
spoczynku lub w ruchu jednostajnym,
prostoliniowym.

• Uwagi
• Uklad odniesienia, w którym spelniona jest
  pierwsza zasada dynamiki, nazywamy ukladem
  inercjalnym.
• Kazdy uklad poruszajacy sie wzgledem ukladu
  inercjalnego z predkoscia o stalej wartosci i
  kierunku jest tez ukladem inercjalnym.
• Stany spoczynku oraz ruchu jednostajnego,
  prostoliniowego sa równowazne z punktu widzenia
  zasad dynamiki.

Ukladem inercjalnym moze byc tez jadacy
pociag, jesli nie zmienia swej predkosci i
kierunku ruchu.
6
Pierwsza zasada dynamiki
Jezeli na cialo nie dzialaja sily (lub sily
dzialajace równowaza sie), to cialo pozostaje w
stanie spoczynku lub ruchu jednostajnego,
prostoliniowego
7
Druga zasada dynamiki
Zmiana pedu ciala proporcjonalna jest do sily
dzialajacej na to cialo i zachodzi wzdluz
kierunku jej dzialania.
Masa wedlug Newtona miara ilosci materii
Ped ciala iloczyn wektora predkosci ciala i
jego masy
Druga zasada dynamiki (definicja
ilosciowa) Pochodna pedu ciala wzgledem
czasu równa jest sile dzialajacej na to cialo.
Kierunek zmiany pedu jest zgodny z kierunkiem
dzialajacej sily.
8
Druga zasada dynamiki
Iloczyn masy ciala i jego przyspieszenia równy
jest sile dzialajacej na to cialo. Jest to inne
sformulowanie drugiej zasady dynamiki.
9
Trzecia zasada dynamiki
Oddzialywania wzajemne dwóch cial sa zawsze równe
co do wartosci, ale przeciwnie skierowane.
Jesli cialo A dziala na cialo B dana sila, to
cialo B dziala na cialo A taka sama sila, ale
przeciwnie skierowana.       
Alternatywne sformulowanie Kazdej akcji
towarzyszy równa co do wartosci lecz przeciwnie
skierowana - reakcja.
10
Masa i ciezar ciala
11
Masa
Masa miara bezwladnosci ciala
12
Srodek masy
Uklad punktów materialnych
13
Srodek masy
Przyklad
14
Srodek masy
Przyklad
15
Srodek masy
Przyklad
m2 100 kg
m1 1 kg
x
10
0
16
Srodek masy
Obiekt o ciaglym rozkladzie masy
dm
17
Wektor pedu
18
Wektor pedu
19
II zasada dynamiki dla ukladu punktów
Dla ukladu N punktów materialnych
20
Rola sil bezwladnosci
Kasia pociagnie szybko...
...a teraz wolno...
Zasada przyczynowosci
21
III zasada dynamiki
Oddzialywania wzajemne dwóch cial sa zawsze równe
co do wartosci, ale przeciwnie skierowane.
Sily akcji i reakcji dzialaja na rózne ciala!
22
III zasada dynamiki
23
Równania Newtona
24
Tarcie
25
Tarcie
26
Sily sprezystosci
Podstawowa cecha sil sprezystosci jest
proporcjonalnosc sily do odksztalcenia.
Cialo nazywamy doskonale sprezystym jesli po
ustapieniu sil deformujacych wraca calkowicie do
postaci pierwotnej.
27
Sily sprezystosci
Jesli odksztalcenie jest liniowe (rozciaganie lub
sciskanie)
animacja
28
Sily sprezystosci