Nzev S Autor Nzev prezentace DUMu Nzev sady

Název SŠ: Autor: Název prezentace (DUMu): Název sady: Ročník: Číslo projektu: Datum vzniku: SŠ-COPT Uherský Brod Mgr. Anna Červinková 15. Mechanika tuhého tělesa – základní pojmy, moment síly Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař 1. CZ. 1. 07. /1. 5. 00/34. 0727 5. 11. 2012 Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

• Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům prvních ročníků technických oborů základní poznatky z daných odvětví fyziky. • Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. • Konkrétně tato prezentace je zaměřena na základní pojmy a vztahy se kterými se setkáme u tuhých těles

Tuhé těleso • Je ideální těleso, jehož tvar ani objem se působením libovolně velkých sil nemění • Působící síly mají jen otáčivý a posuvný účinek • Ve skutečnosti neexistuje

Moment síly • Vyjadřuje otáčivý účinek síly na těleso • Značka: M • Jednotka: N · m • Platí: M = F · d • F – síla • d – vzdálenost od osy otáčení, rameno síly

• Moment síly je vektorová veličina • Vektor je v ose otáčení a směr určíme pomocí pravé ruky. • Položíme pravou ruku tak, aby prsty ukazovaly směr otáčení tělesa. Vztyčený palec pak ukazuje směr momentu.

• Otáčivý účinek je nenulový • Otáčivý účinek síly je roven nule • M – moment síly • F – síla • d – rameno síly, d – různé od nuly • Osa otáčení • F – síla • d – rameno síly, d=0 m • Osa otáčení

Příklad a řešení • Určete moment síly působící na čtvercovou desku o délce hrany 20 cm otáčivou kolem nehybné osy, jdoucí jejím středem. Síla má velikost F = 5 N. xo

Momentová věta • Jestliže je vektorový součet momentů sil vzhledem ke stejné ose nulový, jejich otáčivý účinek se ruší a těleso se neotáčí • Způsobuje-li otáčení tělesa více sil najednou, je výsledný otáčivý účinek roven vektorovému součtu momentů jednotlivých sil

Dvojice sil • Dvojici sil tvoří dvě rovnoběžné, stejně velké síly opačného směru, působící ve dvou různých bodech tělesa otáčivého kolem nepohybující se osy • Nelze je nahradit jedinou silou • Výslednice dvojice sil je nulová, přesto mají otáčivý účinek

Moment dvojice sil • vyjadřuje otáčivý účinek dvojice sil • Značka: D • Jednotka: N · m • Platí: D = F · d • F – síla • d – vzdálenost vektorových přímek sil

• Směr momentu dvojice sil určíme stejně jako směr momentu síly • Příklad – otáčení volantu, šroubování, …

Příklad a řešení • Určete moment dvojice sil, působící na volant o poloměru 20 cm, jestliže každá má velikost 6 N

Těžiště tuhého tělesa • Je působiště výslednice všech tíhových sil působících na jednotlivé hmotné body tělesa

• Poloha těžiště je stálá • Závisí na rozložení látky v tělese • Pevná, pravidelná, stejnorodá tělesa mají těžiště v geometrickém středu • Těžiště pevných, nepravidelných, nestejnorodých těles určujeme experimentálně nebo výpočtem • U některých těles může být mimo těleso

Poloha tělesa - stabilní • Má těleso zavěšené nad těžištěm nebo podepřené pod ním • Těleso se po vychýlení samovolně vrací zpět původní polohy • Příklad – kulička na dně kulové misky

Poloha tělesa - labilní • Má těleso zavěšené nad těžištěm nebo podepřené pod ním • Těleso se po vychýlení samovolně do původní polohy nevrací, ale přechází do nové • Kulička v nejvyšším bodě převrácené kulové misky

Poloha tělesa - volná • Má těleso otáčivé kolem osy procházející E těžištěm x • Těleso po vychýlení zůstává v jakékoliv nové poloze • Příklad – kulička na vodorovné rovině

Stabilita těles • Je určena prací, kterou musíme vykonat, abychom uvedli těleso ze stálé rovnovážné polohy do polohy vratké • Závisí na hmotnosti, výšce těžiště a vzdálenosti svislé těžnice od hrany překlápění

Závěrečný test • Skupina A 1. Co je tuhé těleso? 2. Určete velikost momentu síly o velikosti 6 N, je-li vzdálenost od osy otáčení 80 cm. 3. Na čem závisí poloha těžiště tělesa? 4. Uveďte příklad labilní polohy tělesa 5. Na čem závisí stabilita těles?

• Skupina B 1. Co je moment síly? 2. Určete velikost otáčivého účinku dvojice sil o velikosti 8 N vzdálených 35 cm od sebe. 3. Kde se nachází těžiště pravidelných stejnorodých těles? 4. Uveďte příklad stabilní polohy tělesa 5. Čím je určena rovnováha těles?

Odpovědi • Skupina A 1. Ideální těleso, jehož tvar ani objem se působením libovolně velkých sil nemění 2. M = 4, 8 N·m 3. Na rozložení látky v tělese 4. Míč na vrcholu kopce 5. Závisí na hmotnosti, výšce těžiště a vzdálenosti svislé těžnice od hrany překlápění

• Skupina B 1. Veličina vyjadřující otáčivý účinek síly na těleso 2. M = 2, 8 N·m 3. V jejich geometrickém středu 4. Kulička v jamce 5. Je určena prací, kterou musíme vykonat, abychom uvedli těleso ze stálé rovnovážné polohy do polohy vratké

Seznam zdrojů pro textovou část • LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1. díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 1995 • SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 2005 • MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 2005 • LEPIL, O. a kol. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 1995 • BEDNAŘÍK, M. a kol. Fyzika I pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984

Seznam zdrojů pro použité obrázky • Snímek 11 - Mistman 123 [2008 -03 -01]. Dostupný pod licencí Creative Commons 3. 0 Unported na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Ho ndasteerwheel. svg • Snímek 15 - Wiora, G. [2006 -11 -06]. Dostupný pod licencí Creative Commons 3. 0 Unported na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: St ability. svg? uselang=cs

• Snímek 16 – Wiora, G. [2006 -11 -06]. Dostupný pod licencí Creative Commons 3. 0 Unported na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Labilit y. svg? uselang=cs