T 2 Sia jako przyczyna zmian ruchu T

T 2. Siła jako przyczyna zmian ruchu • T 2. 1. Pierwsza, druga i trzecia ZDN - teksty i wzory (podręcznik rozdział 10) • T 2. 2. Doświadczalne potwierdzenie słuszności drugiej zasady dynamiki Newtona • T 2. 3. Pierwsza zasada dynamiki Newtona • T 2. 4. Trzecia zasada dynamiki Newtona • T 2. 5. Zderzenia • T 2. 6. Siła, pęd i zmiana pędu • T 2. 7. Opory ruchu • T 2. 8. Układy inercjalne i nieinercjalne. • T 2. 9. Ruch krzywoliniowy • T 2. 9. 1. Ruch w polu sił centralnych • T 2. 9. 2. Ruch w polu sił jednorodnych • T 2. 10. Zadania przykładowe – wybrane przykłady ruchów

T 2. Siła jako przyczyna zmian ruchu – lekcje zrealizowane • 7 list. L 23, T 2. 1. Pierwsza, druga i trzecia ZDN - teksty i wzory (podręcznik rozdział 10) L 24 T 2. 2. Doświadczalne potwierdzenie słuszności drugiej zasady dynamiki Newtona • 12 list. L 25, T 2. 2. Opracowanie wyników doświadczenia dla drugiej zasady dynamiki Newtona • 14 list. L 26, 27, T 2. 2 Druga zasada dynamiki Newtona – zadania przykładowe. T 2. 3. i T 2. 4. Pierwsza i trzecia zasada dynamiki Newtona – pokazy. • 26 list. L 28, T 2. 6. 1. Siła, pęd i zmiana pędu • 28 list. L 29, 30. T 2. 6. 2. Siła, pęd i zmiana pędu. Zasada zachowania pędu. • 3 gru. L 31 T 2. 6. 3. Siła, pęd i zmiana pędu. Zasady zachowania: pędu i energii. • 5 gru. L 32 33 T 2. 6. 4. Doświadczenie „zasada zachowania pędu” • 10 gru. L 34 T 2. 5. Zderzenia r 19. • 12 gru. L 35, 36 T 2. 7. Opory ruchu, r. 13. • 17 gru. L 37 T 2. 8. Układy inercjalne i nieinercjalne, r 15. • 19 gru. L 38, 39 T 2. 9. 1. Ruch Jednostajny po okręgu

19 gru. L 38, 39 T 2. 9. 1. Ruch Jednostajny po okręgu • T 2. 9. Ruch krzywoliniowy – T 2. 9. 1. Ruch Jednostajny po okręgu – T 2. 9. 2. Ruch krzywoliniowy w polu sił jednorodnych • Prace kontrolne: – – – K 8 opory ruchu K 9 zadania RPJO (4 równania) K 10 siły bezwładności K 11 RJPO K 12 zadania RJPO • Praca domowa: – Przeczytaj rozdziały: 1(str 24 – 27), 8(str 62 -66), 9(powtórzenie str 75), 14 cały. – Uzupełnij notatkę z lekcji o ruchu jednostajnym po okręgu – Uzupełnij notatki z poprzednich lekcji – sprawdź, czy masz wszystkie tematy, daty, numery lekcji, prace domowe, wklejone wykresy itd. .

T 2. 9. 1. Ruch jednostajny po okręgu • Ruch jednostajny po okręgu r 14, r 8 od str 62 – – – 1. Wielkości liniowe i kątowe 2. Okres i częstotliwość 3. Określenie RJPO 4. Przyspieszenie dośrodkowe i siła dośrodkowa – wyprowadzenie wzorów (r 1 str 25) 5. Siła dośrodkowa i siła odśrodkowa (przykład 14. 3 + 15. 2, str 132 + 133 ilustracja) • Wybrane przypadki ruchów jednostajnych po okręgu – Siła grawitacji w grawitacyjnym polu centralnym pełni rolę siły dośrodkowej • Ruch satelitarny wokół planety lub gwiazdy • Ruch z pierwszą prędkością kosmiczną • Ruch satelity geostacjonarnego – Siła elektryczna w elektrostatycznym polu centralnym pełni rolę siły dośrodkowej • Ruch elektronu wokół protonu według modelu Bohra – Siła elektrodynamiczna w jednorodnym polu magnetycznym pełni rolę siły dośrodkowej • Ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym – Inne przypadki sił dośrodkowych: • Ruch pojazdu na zakręcie poziomym – siła tarcia pełni rolę siły dośrodkowej (rys. 14. 13) • Ruch pojazdu na zakręcie pochylonym bez tarcia – wypadkowa siły grawitacji i siły sprężystości podłoża pełni rolę siły dośrodkowej • Ruch na karuzeli łańcuchowej – wypadkowa siły grawitacji i siły sprężystości łańcucha pełni rolę siły dośrodkowej (przykład 14. 1, 14. 2)

1. 1. Wielkości liniowe i kątowe • Radian jest to kąt środkowy oparty na łuku o długości promienia – Na całym obwodzie okręgu promień odkłada się 6, 28 razy czyli 2π razy – Kąt pełny ma miarę 2π radianów – 1 radian to około 57° • Jednostka miary drogi kątowej: [1] bezwymiarowe – ponieważ ilość radianów = (długość łuku okręgu) /( promień okręgu) czyli „metr podzielony przez metr” • Droga liniowa i droga kątowa 1 cały obwód okręgu jest to: droga liniowa S= 2π R [m] oraz droga kątowa α= 2π [rad] Ø wzór łączący drogę liniową i kątową: s = α * R • Prędkość liniowa i prędkość kątowa: prędkość liniowa V = (droga liniowa Δs ) : (czas Δt) q prędkość kątowa ω = (droga kątowa Δα ) : (czas Δt) Ø wzór łączący prędkość liniową i kątową: V= ω *R • Przyspieszenie liniowe i przyspieszenie kątowe przyspieszenie liniowe a = (zmiana prędkości liniowej ΔV ) : (czas Δt) q przyspieszenie kątowe ε = (zmiana prędkości kątowej Δ ω) : (czas Δt) Ø wzór łączący przyspieszenie liniowe i przyspieszenie kątowe a= ε *R

1. 2. Wektor prędkości kątowej i przyspieszenia kątowego • Kierunek wektora prędkości kątowej i przyspieszenia kątowego lokalizujemy na osi obrotu. • Zwrot wektorów według umowy „prawoskrętnej” – (rysunek na tablicy) • Punkt przyłożenia – w środku obrotu.

2. Okres i częstotliwość • Okres Ø Czas jednego pełnego cyklu przemian (czas trwania jednego pełnego obrotu, czas pokonania jednego pełnego okręgu itp. ) Ø Symbol T, jednostka miary sekunda s • Częstotliwość (liniowa) Ø Jest to ilość pełnych cykli przemian w czasie jednej sekundy Ø Symbol f, jednostka miary herc Hz [Hertz]; 1 Hz = 1/1 s • Częstotliwość kątowa (kołowa) Ø Jest to ilość pełnych cykli przemian w czasie „ 6, 28 s” czyli w czasie „ 2π sekund” Ø Symbol ω, jednostka miary „radian na sekundę” czyli „ 1/s” • Wzór wiążący okres i częstotliwość: q f = 1/T • Wzór wiążący częstotliwość liniową i kątową : q ω = 2π f Np. dla wartości f= 1 Hz ω = 2π f = 6, 28 rad/s • Wzór wiążący częstotliwość kątową i okres: q ω = 2π/T

3. 1. Określenie ruchu jednostajnego po okręgu • Określenie „ogólne”: Ruch jednostajny po okręgu jest to ruch, którego TOREM JEST OKRĄG i w którym WARTOŚĆ PRĘDKOŚCI JEST STAŁA. Ruch odbywa się na skutek działania SIŁY DOŚRODKOWEJ o wartości stałej.

3. 2. Doświadczenie… Ruch wzdłuż linii „krzywej” (np. okrąg) JEST ZMIANA KIERUNKU RUCHU MUSI BYĆ SIŁA DOŚRODKOWA PROSTOPADŁA DO PRĘDKOŚCI SIŁA DOŚRODKOWA ZMIENIA KIERUNEK RUCHU ALE NIE ZMIENIA WARTOŚCI PRĘDKOŚCI Dwie osoby + ruch Ciężarek (gumka) + nitka + palec

3. 3. Określenie ruchu jednostajnego po okręgu • • Tor ruchu Droga s [m] Ø OKRĄG Ø DROGA LINIOWA to wielokrotność długości obwodu okręgu Ø DROGA KĄTOWA to wielokrotność kąta pełnego Prędkość ruchu v [m/s] Lub mierzonego w radianach α [rad] Ø WARTOŚĆ PRĘDKOŚCI JEST STAŁA wartość prędkości liniowej, lub obwodowej jest stała Ø PRĘDKOŚĆ Przyspieszenie ruchu a [m/s 2] KĄTOWA JEST STAŁA ω [rad/s] Ø PRZYSPIESZENIE DOŚRODKOWE O STAŁEJ WARTOŚCI. Warunek dla RJPO Ø MUSI DZIAŁAĆ STAŁA CO DO WARTOŚCI, NIEZRÓWNOWAŻONA SIŁA DOŚRODKOWA Do opisu ruchu używamy również: Ø Okres T [s] Ø Częstotliwość f [Hz]

4. Wzór na przyspieszenie dośrodkowe - wyprowadzenie • Rozdział 1 str 25 i 26

5. Siła dośrodkowa i siła odśrodkowa • Jest to siła rzeczywista. Źródłem takich sił jest pole centralne (grawitacyjne lub elektrostatyczne); mogą to być również siły tarcia lub sprężystości. • Jest to siła pozorna • Kierunek - wzdłuż promienia okręgu • Zwrot – do środka okręgu • Zwrot – na zewnątrz okręgu • Wartość • Punkt przyłożenia – do środka masy • Używamy do opisu RJPO przez obserwatora w układzie inercjalnym • Punkt przyłożenia – do środka masy • Używamy przez obserwatora w układzie nieinercjalnym poruszającym się RJPO

Wzory…. • Wzór łączący drogę i prędkość (liniowe) • Inne postacie tego wzoru • Wzór na siłę dośrodkową • Inne postacie tego wzoru • Wzór na przyspieszenie dośrodkowe • Inne postacie tego wzoru

Wzory „w skrócie”.

T 2. 9. Ruch krzywoliniowy • Ruch jednostajny po okręgu r 14, r 8 od str 62 – – – Określenie Przyspieszenie dośrodkowe i siła dośrodkowa Wielkości liniowe i kątowe Okres i częstotliwość Siła odśrodkowa bezwładności przykład 14. 3 + 15. 2, str 132 + 133 ilustracja Przykłady sił dośrodkowych • • • Siła grawitacji w polu centralnym Siła elektrostatyczna w polu centralnym Siła elektrodynamiczna w polu magnetycznym Siła tarcia np. w ruchu pojazdów na zakręcie rys. 14. 13 Siła naprężenia liny np. w ruchu karuzeli przykład 14. 1, 14. 2 Ruch w polu grawitacyjnym jednorodnym (lub w jednorodnym polu sił elektrycznych) – Swobodny spadek – Rzut poziomy rozd. 8, przykład 8. 1 przykład 14. 5, , – Rzut ukośny r 9 • Wybrane przypadki ruchów krzywoliniowych – – – – Ruch satelitarny wokół planety lub gwiazdy Ruch elektronu wokół protonu według modelu Bohra Ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym Ruch ładunku elektrycznego w jednorodnym polu ekektrycznym Ciało na powierzchni Ziemi – siły grawitacji, dośrodkowa, odśrodkowa, ciężar Ruch na powierzchni Ziemi i siła Coriolisa. Ruch po okręgu w płaszczyźnie sił grawitacji przykład 14. 3, 14. 4,

17 gru. L 37 T 2. 8. Układy inercjalne i nieinercjalne, r 15. • Praca domowa: – Przeczytaj rozdział 15 + wskazane fragmenty rozdziału 10 o siłach bezwładności – Uzupełnij notatkę z lekcji o siłach bezwładności – Uzupełnij notatki z poprzednich lekcji – sprawdź, czy masz wszystkie tematy, daty, numery lekcji, prace domowe, wklejone wykresy itd. .

17 gru. • • 1. Siły rzeczywiste 2. Identyfikacja układu inercjalnego i nieinercjalnego 3. Opis ruchu w układzie inercjalnym i nieinercjalnym 4. Doświadczalne potwierdzenie istnienia sił bezwładności. 5. Określenie siły bezwładności. Wzór na siłę bezwładności. 6. Przykłady zastosowania sił bezwładności do opisu ruchu. 7. Ziemia jako przykład układu odniesienia 8. Ciężar ciała. Przeciążenie, niedociążenie, nieważkość. • Opory ruchów – dokończenie z 12. grudnia • Zderzenia – przykład z 10 grudnia sprawdzenie

1. Siły rzeczywiste • Potrafimy wskazać źródło czyli ciało, od którego siła pochodzi • Jest reakcja na siłę rzeczywistą • Siły są opisane prawami i wzorami • Znamy cztery podstawowe rodzaje oddziaływań i siły rzeczywiste są tymi oddziaływaniami: – Grawitacyjne – Elektromagnetyczne – Jądrowe słabe – Jądrowe silne

2. Identyfikacja układu inercjalnego i nieinercjalnego • podręcznik rozdział 15 str 128 – UKŁAD INERCJALNY: • Siły rzeczywiste równoważą się a obserwator obserwuje brak ruchu lub RPJ – UKŁAD NIEINERCJALNY: • Siły rzeczywiste równoważą się, a obserwator obserwuje ruch zmienny • Siły rzeczywiste nie równoważą się, a obserwator obserwuje brak ruchu lub RPJ

3. Opis ruchu w układzie inercjalnym i nieinercjalnym • UKŁAD INERCJALNY TYLKO SIŁY RZECZYWISTE + ZDN • UKŁAD NIEINERCJALNY SIŁY RZECZYWISTE + SIŁA BEZWŁADNOŚCI + ZDN

4. Doświadczalne potwierdzenie istnienia sił bezwładności • • . Doświadczenie z siłomierzem: 1. Wieszamy masę na siłomierzu (ponowo) 2. Odczytujemy wskazanie siłomierza 3. Interpretujemy wskazanie: masa jest przyciągana przez Ziemię oraz masa jest ciągnięta przez siłę sprężystości od sprężyny. Siły te równoważą się, masa nie porusza się. 4. wprawiamy siłomierz w ruch pionowo do góry i odczytujemy wskazania siłomierza. 5. Interpretacja wskazania w układzie własnym siłomierza: oprócz siły grawitacji działającej pionowo w dół działa również siła bezwładności, również „pionowo w dół” co zwiększa siłę sprężystości równoważącą te dwie siły (grawitacji i bezwładności) Doświadczenia „codzienne” 1. Obserwacja odczucia ciężaru w windzie podczas startu i hamowania 2. Obserwacja „sił” działających na pasażera w pojazdach podczas przyspieszania, hamowania, zakręcania.

5. Określenie siły bezwładności r 15 s 129 • Kierunek v TAKI, JAK KIERUNEK PRZYSPIESZENIA UKŁADU NIEINERCJALNEGO • Zwrot v PRZECIWNY DO ZWROTU PRZYSPIESZENIA UKŁADU NIEINERCJALNEGO • Wartość (skalarnie) v. • Punkt przyłożenia v CIAŁO, KTÓREGO RUCH OPISUJEMY • Ø Ø Ø Siła bezwładności jest to : SIŁA POZORNA NIE STOSUJE SIĘ DO NIEJ III ZASADA DYNAMIKI NEWTONA NIE MA ŹRÓDŁA SIŁY (czyli ciała, od którego siła pochodzi) NIE MA ŻADNEJ SIŁY REAKCJI JEST UŻYWANA W UKŁADACH NIEINERCJALNYCH DO OPISU ZJAWISK PRZY ZASTOSOWANIU ZASAD DYNAMIKI NEWTONA

5. Wzór na siłę bezwładności • Wektorowo: – Lub – lub skalarnie (+ konieczne objaśnienia dotyczące zwrotu siły) Znaczenie symboli: siła bezwładności [N] m masa ciała [kg] a przyspieszenie układu nieinercjalnego [m/s 2]

6. Wybrane dwa przykłady zastosowania siły bezwładności do opisu ruchu: • Spadek swobodny (obserwator w windzie i na ziemi) • RJPO (np. stacja orbitalna ISS) obserwator w stacji i na Ziemi.

7. Ziemia jako przykład układu odniesienia q. Ciało na powierzchni Ziemi porusza się jednocześnie kilkoma ruchami zmiennymi: Ø ruch wokół osi Ziemi, [przyspieszenie 0, 3 m/s 2] Ø ruch wokół Słońca, [przyspieszenie 0, 007 m/s 2] Ø ruch względem Księżyca, [przyspieszenie 0, 00004 m/s 2] q - czyli jest układem nieinercjalnym. ü Jednocześnie dla bardzo dużej ilości doświadczeń ten stan ruchu przyspieszonego nie wpływa na wyniki (zbyt małe wartości sił bezwładności) LABORATORIUM NA POWIERZCHNI ZIEMI MOŻE BYĆ UWAŻANE ZA UKŁAD INERCJALNY.

8. Ciężar ciała. Przeciążenie, niedociążenie, nieważkość. A. Odczucie „ciężaru, ciężkości” ogólnie B. Grawitacyjny ciężar ciała C. Bezwładny ciężar ciała r. 15 str 130, D. Stan przeciążenia r. 15 przykład 15. 1, r. 10, przykład 10. 6 • E. Stan niedociążenia r. 10 przykład 10. 6 • F. Stan nieważkości r. 10, przykład 10. 6 • •

A. Odczucie „ciężaru, ciężkości” ogólnie • Ciężar i odczuwanie ciążenia kojarzymy z przyciąganiem przez Ziemię. • Dostrzegamy dwie siły działające na ciało: siła grawitacji (siła ciężkości) siła reakcji podłoża na nacisk (ciężar) • Odczucie ciężaru jest związane z odczuwaniem siły reakcji podłoża czyli z NACISKANIEM NA NASZE CIAŁO PRZEZ OTOCZENIE • (otoczenie to tzw. „więzy” czyli to, co nie pozwala poruszyć się) • Równocześnie zgodnie z III ZDN nasze ciało działa na więzy siłą reakcji - ciężar jest również określany jako siła nacisku NA WIĘZY.

B. Grawitacyjny ciężar ciała… …jest to siła, z którą ciało działa na więzy (na podłoże, na podparcie itp. ) SPOWODOWANA TYLKO SIŁĄ GRAWITACJI. Potocznie rozróżniamy siły grawitacji (siły ciężkości) i siły ciężaru (czyli nacisku na więzy) Nie zawsze jest to poprawne……

C. Bezwładny ciężar ciała… …jest to siła, z którą ciało działa na więzy (na podłoże, na podparcie itp. ) SPOWODOWANA RUCHEM ZMIENNYM Ciężar odczuwany podczas ruchu przyspieszonego nie da się odróżnić od ciężaru grawitacyjnego

D. Stan przeciążenia • Stan przeciążenia jest wtedy, gdy CIĘŻAR (czyli siła nacisku na więzy) JEST WIĘKSZY OD SIŁY CIĘŻKOŚCI (czyli ciężaru grawitacyjnego) • Przykład: • Ciało porusza się ruchem przyspieszonym w stronę przeciwną do sił grawitacji • Podróżnik w rakiecie kosmicznej która ma chwilowe przyspieszenie liniowe większe od „g” (zwiększanie prędkości lub zmniejszanie prędkości) • „wirówka dla pilotów” czyli ruch po okręgu w płaszczyźnie poziomej z taką szybkością, że siła nacisku na fotel ma wartość większą od wartości siły grawitacji.

E. Stan niedociążenia • Stan niedociążenia jest wtedy, gdy CIĘŻAR (czyli siła nacisku na więzy) JEST MNIEJSZY OD SIŁY CIĘŻKOŚCI (czyli ciężaru grawitacyjnego) • Przykład: • Ciało porusza się ruchem przyspieszonym w stronę sił grawitacji (start windy „w dół” lub hamowanie windy „w górę”) • Podróżnik w rakiecie kosmicznej która ma chwilowe przyspieszenie liniowe mniejsze od „g” (zwiększanie prędkości lub zmniejszanie prędkości) • Samochód pokonujący bardzo szybko górkę

F. Stan nieważkości • Stan nieważkości jest wtedy, gdy NIE MA NACISKU NA WIĘZY (nawet wtedy, gdy jest siła grawitacji) • Przykład: • Ciało spada swobodnie w polu grawitacyjnym • Podróżnik w rakiecie kosmicznej z wyłączonymi silnikami • Naukowcy pracujący na stacji kosmicznej ISS poruszającej się na wysokości ok. 400 km nad powierzchnią Ziemi • Samolot rozpędzony (w ruchu parabolicznym) z wyłączonymi silnikami (lokalne laboratoria nieważkości)

Siła Coriolisa https: //pl. wikipedia. org/wiki/Efekt_Coriolisa http: //www. if. pw. edu. pl/~pluta/pl/dyd/plg/wfiz/w 7/segment 5/main. htm Wzór:

12 gru. L 35, 36 T 2. 7. Opory ruchu, r. 13. • Dziś K 7 pytania od nr 23 do 31 • Praca domowa: – Przeczytaj rozdział 10 i 13 o oporach ruchu i o tarciu – Uzupełnij notatkę z lekcji o oporach ruchu – Uzupełnij notatki z poprzednich lekcji – sprawdź, czy masz wszystkie tematy, daty, numery lekcji, prace domowe, wklejone wykresy itd. .

T 2. 7. Opory ruchu (podręcznik) • Opory ruchu – Tarcie r 13, r 10 str 86 przykład 10. 2 • Statyczne 112, 113 • Kinetyczne poślizgowe 113 • Kinetyczne przy toczeniu – Przykłady sił tarcia • 13. 4, 13. 3, 13. 2, 13. 1, • Rys 13. 6, • Opór powietrza r 10 str 87 przykład 10. 4 • Opór cieczy r 10 str 87 przykład 10. 4

Określenie układu inercjalnego i nieinercjalnego • Układ inercjalny i nieinercjalny [Braun T 1 str 130, WSIP 1 LO rozdz. 15, K T 1 str 112 i nast. ] – Określenia Braun T 1 str 130 – Identyfikacja • Siła bezwładności – Wzór lub skalarnie (+ konieczne objaśnienia dotyczące zwrotu siły) Znaczenie symboli: siła bezwładności [N] m masa ciała [kg] a przyspieszenie układu nieinercjalnego [m/s 2] – Interpretacja siły bezwładności: Jest to siła pozorna Nie stosuje się III ZDN dla siły bezwładności Jest używania w układach nieinercjanych do opisu zjawisk przy zastosowaniu zasad dynamiki Newtona • Zadania przykładowe – Spadek swobodny (obserwator w windzie i na ziemi) – RJPO (np. stacja orbitalna ISS) obserwator na Ziemi i w stacji

Tarcie (niektóre adresy) • https: //pl. wikipedia. org/wiki/Tarcie_(fizyka) • https: //pl. wikipedia. org/wiki/Op%C 3%B 3 r_ruchu • https: //pl. wikipedia. org/wiki/Tarcie_%C 5%9 Blizg owe • https: //epodreczniki. pl/a/wplyw-oporow-ruchuna-poruszajace-sie-ciala/Dk 02 on. GEM • (https: //pl. wikipedia. org/wiki/Tarcie_toczne) • http: //www. fizykon. org/dynamika/tarcie_w_plyn ach. htm • http: //www. fizykon. org/dynamika/tarcie_toczne. htm

Tarcie – pokazy i pomiary 1. Pokaz siły tarcia statycznego 2. Pomiar wartości siły tarcia statycznego w zależności od rodzaju powierzchni trących 3. Pomiar wartości siły tarcia statycznego w zależności od siły nacisku 4. Pomiar wartości siły tarcia statycznego w zależności od pola powierzchni 5. Pokaz siły tarcia kinetycznego poślizgowego 6. Pokaz siły tarcia przy toczeniu. • Filmik

Siła tarcia – zestawienie charakterystycznych szczegółów • Siła tarcia (między dwoma ciałami) pojawia się, gdy: – Próbujemy poruszyć ciało (tarcie statyczne) – Poruszamy z poślizgiem (tarcie kinetyczne) – Ciała poruszają się z toczeniem (tarcie kinetyczne przy toczeniu) • Siła tarcia ogólnie ma cechy: – Kierunek – jak kierunek ruchu – Zwrot – przeciwny do zwrotu prędkości – Wartość – ogólnie „ułamek siły nacisku” – Punkt przyłożenia – na granicy stykających się ciał • Przyczyny pojawiania się sił tarcia: – Nierówności powierzchni – Oddziaływanie międzycząsteczkowe

Siła tarcia statycznego • Cechy siły tarcia statycznego: – Kierunek – taki, jak siły próbującej poruszyć ciało – Zwrot – przeciwny do zwrotu siły próbującej poruszyć ciało – Wartość – taka sama, jak siła próbująca poruszyć ciało – Wartość minimalna „zero”, maksymalna – obliczana wzorem T = f N, gdzie f jest to współczynnik tarcia statycznego – Punkt przyłożenia – na granicy styku ciał

Siła tarcia kinetycznego poślizgowego • Cechy siły tarcia kinetycznego poślizgowego : – Kierunek – jak kierunek ruchu – Zwrot – przeciwny do zwrotu prędkości – Wartość –„ułamek siły nacisku” obliczana wzorem T = f N, gdzie f jest to współczynnik tarcia kinetycznego – Punkt przyłożenia – na granicy stykających się ciał

Siła tarcia – kinetycznego przy toczeniu • Cechy siły tarcia kinetycznego przy toczeniu : – Kierunek – jak kierunek ruchu – Zwrot – przeciwny do zwrotu prędkości – Wartość – ogólnie „ułamek siły nacisku” oraz zależy od promienia koła – Współczynnik μ nazywa się współczynnik tarcia przy toczeniu – punkt przyłożenia – na granicy stykających się ciał

Siła oporów ruchu w cieczach lub gazach • Ruch kuli w cieczach lub gazach o lepkości η Siła oporu zależy od prędkości V i od promienia kuli R (prawo Stokesa) • Siła oporu aerodynamicznego dla ruchu w cieczach lub gazach zależy od kwadratu prędkości V, od gęstości ośrodka d, od pola powierzchni czołowej S i od rodzaju kształtu powierzchni czołowej C

Ilustracja siły tarcia

Siła tarcia - pytania. • zestawienie pytań – plik word • Napisz odpowiedzi, narysuj odpowiednie szkice.

Masa na podłożu sprężystym, w polu grawitacyjnym, porusza się (poziomo) z tarciem (rysunek + opis) • Siły: – Siła grawitacji (Q = m g) – Siła nacisku (sprężystości) (N = k x) , często N = Q – Siła tarcia (T = f N) – Ewentualnie jakaś siła ciągu F (silnik, sznurek, wiatr itp. ) • Trzy możliwe warianty ruchu: – RPJO • Siła tarcia większa od siły ciągu T>F – RPJ • siła tarcia = siła ciągu T=F – RPJP • siła tarcia mniejsza od siły ciągu T<F

Zadania na zderzenia i zzp • • Sprawdzić zadanie o zderzeniu kul ołowianych Zrobić część C zderzenia Przykład „dwa wahadła” Dwa wahadła o jednakowej długości są zawieszone tak, że masy się stykają. Jedną z mas odchylono do pozycji poziomej i następnie puszczono. Oblicz, na jakie wysokości wzniosą się obie masy po zderzeniu. Przyjmij, że

Jak zmniejszyć lub zwiększyć siłę tarcia lub siłę oporów w cieczy lub gazie.

10 gru. L 34 T 2. 5. Zderzenia r 19. • Dziś k 6 zadania „ 3 równania” • K 7 czwartek pytania od nr 23 do 31 • Praca domowa: – Uzupełnij notatki z lekcji – sprawdź, czy masz wszystkie tematy, daty, numery lekcji, prace domowe, wklejone wykresy itd. . – Przeczytaj r 19 o zderzeniach – Uzupełnij notatkę z lekcji o zderzeniach.

ZIMOBÓZ PRAWIE NAUKOWY Z FIZYKI • • • o cząstkach elementarnych i nie tylko od 13 stycznia 2020 do 17 stycznia 2020. Zajęcia będą odbywały się w szkole. Przewidywane godziny zajęć: od 9. 00 do 13. 00, ZGŁOSZENIA u nauczycieli fizyki – wpisać się na listę oraz przysłać zgłoszenie w dzienniku elektronicznym (rodzice/opiekunowie)

Uwagi do doświadczenia • Plik z pomiarami wysłałem • Jeden z pomiarów można odrzucić ze względu na zbyt dużą różnicę otrzymanego wyniku w porównaniu ze spodziewanym wynikiem i z innymi otrzymanymi wynikami (odchylenie ok. 40%) • Pozostałe wyniki mają maksymalne odchylenia około 20% od spodziewanego wyniku • Prosta posiada duży współczynnik regresji (R= 0, 96 po odrzuceniu pomiaru nr 4) i potwierdza słuszność zasady zachowania pędu.

T 2. 5. Zderzenia r 19. • Rodzaje zderzeń: – Ze względu na energie • Zderzenie doskonale sprężyste (elastyczne) • Zderzenie doskonale niesprężyste (nieelastyczne) – Ze względu na kierunek ruchu • Zderzenie centralne • Zderzenie skośne • Opis zderzenia: – Zasada zachowania pędu - zawsze – Zasada zachowania energii • Kinetycznej – tylko doskonale sprężyste zderzenia • Całkowitej - zawsze • Ważne przykłady – Masy jednakowe, zderzenie doskonale sprężyste i centralne – wymiana prędkości str 171 – Masy jednakowe, zderzenie doskonale sprężyste skośne – ciała po zderzeniu poruszają się po wzajemnie prostopadłych torach str 172 – Masa uderzająca w „ścianę” czyli w bardzo dużą masę – zmiana pędu „ 2 mv” przykład 11. 1 – Zderzenie doskonale niesprężyste – ciała sklejają się, część energii początkowej zamienia się na energię wewnętrzną czyli na ciepło str 173

Zadania przykładowe • Cd trzeci wariant przykładu o zderzeniach • Wersja ze zderzeniem doskonale niesprężystym: • Kula ołowiana o masie 3 kg i prędkości 20 m/s uderza w nieruchomą kulę o masie 7 kg i grzęźnie w niej. Oblicz, o ile podwyższy się temperatura kul po zderzeniu.

T 2. 8. Układy inercjalne i nieinercjalne. R 15. • • Kryterium rozróżnialności układów r 15 str 128 Siła bezwładności r 15 str 129 Ciężar ciała Grawitacyjny Bezwładny r 15 str 130, Przeciążenie r 15 przykład 15. 1, 10. 6 Niedociążenie 10. 6 Nieważkość 10. 6

https: //eszkola. pl/fizyka/ciezar-ciala 3718. html • W powyższym wyprowadzeniu pominięto fakt, że Ziemia jest układem nieinercjalnym, w którym występują dodatkowe siły bezwładności, związane m. in. z ruchem wirowym planety. Siły te zmniejszają ciężar ciała, gdyż siła odśrodkowa skierowana jest przeciwnie do siły grawitacji. Zmniejszenie ciężaru jest najbardziej widoczne na równiku, gdyż prędkość kątowa, tam znajdujących się ciał, jest największa. • W większości przypadków przyspieszenie grawitacyjne utożsamiane jest jednak z przyspieszeniem grawitacyjnym w odległości średniego promienia ziemskiego, z pominięciem faktu występowania pozornych sił bezwładności.

T 2. 9. Ruch krzywoliniowy • Ruch w polu grawitacyjnym jednorodnym (lub w jednorodnym polu sił elektrycznych) – – • Swobodny spadek Rzut poziomy rozd. 8, przykład 8. 1 przykład 14. 5, , Rzut ukośny r 9 Ruch po okręgu w płaszczyźnie sił grawitacji przykład 14. 3, 14. 4, Ruch jednostajny po okręgu r 14, r 8 od str 62 – Przyspieszenie dośrodkowe i siła dośrodkowa – Siła odśrodkowa bezwładności przykład 14. 3 + 15. 2, str 132 + 133 ilustracja – Przykłady sił dośrodkowych • • • Siła grawitacji w polu centralnym Siła elektrostatyczna w polu centralnym Siła elektrodynamiczna w polu magnetycznym Siła tarcia np. w ruchu pojazdów na zakręcie rys. 14. 13 Siła naprężenia liny np. w ruchu karuzeli przykład 14. 1, 14. 2 Szczególne przypadki ruchów krzywoliniowych – – – Rzut ukośny Ruch satelitarny wokół planety lub gwiazdy Ruch elektronu wokół protonu według modelu Bohra Ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym Ciało na powierzchni Ziemi – siły grawitacji, dośrodkowa, odśrodkowa, ciężar

Układ mas połączonych liną przykład 10. 8

Ruch po równi pochyłej • Rozkład sił na równi przykład 10. 9 • Ruch bez tarcia w gór i w dół • Ruch z tarciem w górę i w dół

10 gru. L 34 T 2. 6. 4. Doświadczenie „zasada zachowania pędu” • Dziś k 6 zadania • Prace kontrolne: – K 6 pytania od nr 23 do 31 wtorek 12 grudnia – K 7 czwartek • Praca domowa: – Wykonaj notatkę z doświadczenia – szkic + objaśnienia – Przepisz (lub wklej) tabelę danych z doświadczenia – Wykonaj na papierze milimetrowym wykres (wzór jak w arkuszu kalkulacyjnym) • Zimobóz – ferie zimowe, planowany temat o cząstkach elementarnych + ewentualnie warsztaty z rozwiązywania zadań, jeśli będzie taka potrzeba • Pytanie: który tydzień i kto chętny • Uwaga – na początku grudnia przymiarka do ocen…. .

5 gru. L 32 33 T 2. 6. 4. Doświadczenie „zasada zachowania pędu” • Dziś k 6 zadania • Prace kontrolne: – K 6 pytania od nr 23 do 31 wtorek 12 grudnia – K 7 czwartek • Praca domowa: – Wykonaj notatkę z doświadczenia – szkic + objaśnienia – Przepisz (lub wklej) tabelę danych z doświadczenia – Wykonaj na papierze milimetrowym wykres (wzór jak w arkuszu kalkulacyjnym) • Zimobóz – ferie zimowe, planowany temat o cząstkach elementarnych + ewentualnie warsztaty z rozwiązywania zadań, jeśli będzie taka potrzeba • Pytanie: który tydzień i kto chętny • Uwaga – na początku grudnia przymiarka do ocen…. .

Podział zadań • • • • Wpisywanie danych do komputera 2 osoby 1. 2. Kontrola wpisywania 1 osoba – pilnuje poprawności podania informacji do zapisania 3. Zabezpieczenie wypadania wózków poza stół 2 osoby 4. 5. Nakładanie mas na wózki 2 osoby – nakładają i podają poprawną masę każdego wózka do zapisania 6. 7. Kontrola napięcia sprężyny 1 osoba – sprawdza jednakowe napięcie sprężyny dla każdego pomiaru 8. Zespoły mierzące – po 2 osoby: zawiązanie linki, ustawienie napięcia sprężyny, odpalenie linki, pomiar dróg.

Przypominamy co mierzymy: • Mierzymy masę każdego wózka z obciążeniem • Kontrolujemy ustalone jednakowe napięcie sprężyny • Mierzymy drogi przebyte do zatrzymania

Przypominamy, co obliczamy: • Obliczamy iloraz dróg S 1 : S 2 • Obliczamy iloraz mas m 2 : m 1 (uwaga na odwrotności !) • Obliczamy kwadrat ilorazu mas

Wykres • Wykonujemy wykres zależności ilorazu dróg od kwadratu ilorazu mas, spodziewana jest linia prosta potwierdzająca, że pędy podczas odpalenia sprężyny były jednakowe.

3 gru. L 31 T 2. 6. 3. Siła, pęd i zmiana pędu. Zasady zachowania: pędu i energii. • Prace kontrolne: – Zadania k 6 zadania „ 3 równania” termin 5 grudnia czwartek – K 7 pytania od nr 23 do 31 wtorek 12 grudnia • Praca domowa: – Przygotuj się do k 6 oraz do k 7 – Uzupełnij notatkę z lekcji • Zimobóz – ferie zimowe, planowany temat o cząstkach elementarnych + ewentualnie warsztaty z rozwiązywania zadań, jeśli będzie taka potrzeba • Pytanie: który tydzień i kto chętny • Uwaga – na początku grudnia przymiarka do ocen…. .

2 ZDN + RPJP; 3 równania. • 7. Oblicz drogę s=? , jaką przebył samochód o masie 3 tony, od startu aż do osiągnięcia prędkości v= 3 m/s. Siłę ciągu silnika przyjmij jako stałą o wartości 1 k. N. (częściowo jak 1) • 8. Oblicz siłę ciągu rakiety o masie 20 ton, która po przebyciu drogi s=25 m startu (daleko od jakichkolwiek gwiazd i planet) od uzyskała prędkość v=5 m/s (częściowo jak 3) • 9. Oblicz masę rakiety, która po przebyciu drogi s=25 m (daleko od jakichkolwiek gwiazd i planet) od startu uzyskała prędkość v=5 m/s. Siła ciągu rakiety podczas przyspieszania była stała i miała wartość 25 k. N (częściowo jak 3) • 10. Oblicz prędkość v=? jaką uzyskuje kamień o masie 2 kg spadający pod wpływem siły grawitacji 20 N z wysokości s=0, 2 m. (częściowo jak 5)

Przykłady RPJP 2 równania: 1. Oblicz drogę s=? , jaką przebył samochód od startu z przyspieszeniem a=3 m/s 2 do osiągnięcia prędkości v= 3 m/s. 2. Oblicz drogę s=? , jaką przebył samochód od startu w czasie t=10 s ruchu do uzyskania prędkości v= 2 m/s. 3. Oblicz przyspieszenie a=? rakiety która po przebyciu drogi s=25 m od startu uzyskała prędkość v=5 m/s 4. Oblicz czas t=? w którym sprinter po przebiegnięciu drogi s=100 m od startu uzyskał prędkość v=5 m/s 5. Oblicz prędkość v=? jaką uzyskuje kamień spadający z przyspieszeniem a=10 m/s 2 z wysokości s=0, 2 m 6. Oblicz prędkość v=? jaką osiągnie samochód, który w czasie t=2 s przejedzie drogę s=10 m od startu.

3 gru. L 31. T 2. 6. 3. Siła, pęd i zmiana pędu. Zasady zachowania pędu i energii. • Praca domowa: – – – • • • Notatka z lekcji 28 list Tabela pomiarowa Wykresy a(F) a(1/m) Teksty zasad dynamiki Plan na dziś: 1. dokończenie zadań - napisanie rozwiązań. 2. Teksty ZZP i ZZE 3. dokładniejszy opis wzoru na siłę + na popęd siły 4. Przygotowanie do doświadczenia „ZZP” 4. arkusz ćwiczeniowy „zderzenia”

K 7, zasady dynamiki (23 – 31) • Napisz odpowiedni wzór oraz objaśnienia użytych symboli i jednostki miary • 23. Siła (dla stałej masy) • 24. Siła (wzór ogólny) • 25. Pęd • 26. Popęd siły • Podaj tekst prawa – zasady; jeśli potrzeba – odpowiedni wzór + jednostki miary + rysunek • 27. 1 zasada dynamiki Newtona dla punktu materialnego. • 28. 2 zasada dynamiki Newtona dla punktu materialnego • 29. 3 zasada dynamiki Newtona dla punktu materialnego • 30. Zasada zachowania energii • 31. Zasada zachowania pędu.

Pęd • Wielkość fizyczna wektorowa – Wzór definicyjny : – Jednostka miary: • Do czego ta wielkość służy: – Zasada zachowania pędu – Definicja siły

Siła • Wielkość fizyczna wektorowa • Wzór definicyjny: Ogólny: Dla stałej masy: • Jednostka miary: • Do czego ta wielkość służy: Siła jest miarą wzajemnego oddziaływania ciał

Popęd siły • Wielkość fizyczna wektorowa, symbol • Wzór definicyjny: • Jednostka miary: Ns • Jednocześnie popęd siły jest równy zmianie pędu ciała • Do czego ta wielkość służy: • Popęd siły określa skutek działania siły w czasie: Mała siła działająca w długim czasie spowoduje taki sam skutek jak duża siła działająca w krótkim czasie

Zasady zachowania energii, pędu, momentu pędu • Trzy składniki każdej wersji zasady zachowania: • 1. układ izolowany – wybrane ciała bez kontaktu z otoczeniem, nie wymieniają żadnej formy energii z otoczeniem, nie działają na otoczenie żadną siłą ani też żadna siła z zewnątrz nie działa na układ. • 2. „suma wszystkich…” czyli całkowita energia, całkowity pęd, całkowity moment pędu wszystkich składników układu izolowanego • 3. „jest stały” lub „nie zmienia się” lub „zmiana wynosi zero”

Zasady zachowania: energii, pędu i momentu pędu • Każdy tekst musi zawierać trzy składniki: • 1. układ izolowany, lub brak wymiany energii z otoczeniem lub nie działają żadne siły zewnętrzne lub podobne stwierdzenia o odcięciu wybranych elementów od otoczenia • 2. suma wszystkich (energii, lub pędów, lub momentów pędu), lub całkowita energia, pęd, moment pędu • 3. jest stały, nie zmienia się, zmiana jest równa zero itp. .

Doświadczenie „ZZP” • • • zestaw doświadczalny: 1. tor dla wózków 2. dwa wózki 3. dodatkowe masy 4. sprężyna + "linki" 5. linijka

Założenia teoretyczne dla doświadczenia ZZP: • 1. sprężyna napędza wózki każdorazowo tak samo • 2. przyjmujemy, że współczynnik tarcia jest jednakowy dla obu wózków • 3. wózki zostają wprawione w ruch każdorazowo z taką samą siłą

wielkości i symbole dla opisania doświadczenia drogi s 1 s 2 prędkości początkowe V 1 V 2 masy m 1 m 2 f f siła tarcia T 1 T 2 T=fmg przyspieszenie a a a=fg czas ruchu t 1 t 2 wyliczone s s 1 s 2 s=V^2/2 a pęd początkowy p 1 p 2 p=m. V współczynnik tarcia

Analiza spodziewanego wyniku (1): • 1. z ZZP wynika, że pędy obu mas maja taka sama wartość • 2. iloraz prędkości początkowych jest równy odwrotnemu ilorazowi mas • 3. ruch wózków jest hamowany do zera siłą tarcia • 4. przyspieszenia hamujące ruch są jednakowe • 5. ilorazy dróg są równe ilorazom kwadratów prędkości początkowych • 6. łączymy ilorazy dróg i ilorazy prędkości: iloraz dróg = odwrotny iloraz kwadratów mas s 1: s 2 = V 1^2: V 2^2 = m 2^2: m 1^2 • 7. sporządzamy wykres zależności ilorazu dróg od odwrotnego ilorazu mas; spodziewana linia prosta

Analiza spodziewanego wyniku (2): • 1. z ZZP wynika, że pędy obu mas maja taka sama wartość: • 2. iloraz prędkości początkowych jest równy odwrotnemu ilorazowi mas:

Analiza spodziewanego wyniku (3): • 3. ruch wózków jest hamowany do zera siłą tarcia czyli obie prędkości końcowe maja wartość zero. • 4. przyspieszenia hamujące ruch są jednakowe

Analiza spodziewanego wyniku (4): • 5. ilorazy dróg są równe ilorazom kwadratów prędkości początkowych • Po połączeniu równań otrzymujemy: • Dzielimy s 1 przez s 2 i otrzymujemy:

Analiza spodziewanego wyniku (5): • 6. Łączymy dwa wzory: • Otrzymujemy:

Analiza spodziewanego wyniku (6): • 7. sporządzamy wykres zależności ilorazu dróg od odwrotnego ilorazu mas; spodziewana jest linia prosta 8 7 6 Series 1 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 Series 1 5 6 7 8

Zadania wybrane • Subieta • 7. 18/99, 7. 19/99, 7. 22/99, 7. 26/100, 7. 29/100, 7. 30/100, 7. 31/100, 7. 32/101, 7. 33/101, 7. 34/101, 7. 35/101, 7, 36/101, 7. 37/101, 7. 39 – 7. 42/102, 7. 49 – 7. 52/103, • „zielony” • Str 82 i 83 wszystkie od nr 4 do nr 21 • Str 84 i 85 od nr 24 do nr 32

28 list. L 29, 30. T 2. 6. 2. Siła, pęd i zmiana pędu. Zasada zachowania pędu. • Praca domowa: – Naucz się rozwiązywania przykładowych zadań (na k 4 nie wszyscy wykonali to polecenie) – Przeczytaj rozdział 11. – Uzupełnij notatkę z lekcji – Zapamiętaj wzory (pęd i siła) – Zapamiętaj zasadę zachowania pędu i zasadę zachowania energii – Sprawdź, czy umiesz – pytania 23 - 31 • Zimobóz – ferie zimowe, planowany temat o cząstkach elementarnych + ewentualnie warsztaty z rozwiązywania zadań, jeśli będzie taka potrzeba • Pytanie: który tydzień i kto chętny • Uwaga – na początku grudnia przymiarka do ocen…. .

28 list. L 29, 30. T 2. 6. 2. Siła, pęd i zmiana pędu. Zasada zachowania pędu. • Praca domowa: – Notatka z lekcji 26 list. (zderzenie m 1=m 2) – Tabela pomiarowa – Wykresy a(F) a(1/m) – Teksty zasad dynamiki • • • Plan na dziś: 1. sprawdzenie zadań, napisanie rozwiązań. . 2. Teksty ZZP i ZZE 3. opis doświadczenia „ZZP” 4. wyjaśnienie „dla stałej masy” 5. arkusz ćwiczeniowy „zderzenia”

Opis zderzenia • Wielkości do opisu: • Masa, prędkość, pęd, czas, siła, przyspieszenie, (+ energia kinetyczna i inne rodzaje energii) • Najważniejsze zadanie naukowe dla Was umieć znaleźć w zderzeniu: PĘD Oraz: ZMIANA PĘDU SIŁA Zasada trzecia dynamiki Newtona Zasada druga dynamiki Newtona

2 ZDN + RPJP; 3 równania. • 7. Oblicz drogę s=? , jaką przebył samochód o masie 3 tony, od startu aż do osiągnięcia prędkości v= 3 m/s. Siłę ciągu silnika przyjmij jako stałą o wartości 1 k. N. (częściowo jak 1) • 8. Oblicz siłę ciągu rakiety o masie 20 ton, która po przebyciu drogi s=25 m startu (daleko od jakichkolwiek gwiazd i planet) od uzyskała prędkość v=5 m/s (częściowo jak 3) • 9. Oblicz masę rakiety, która po przebyciu drogi s=25 m (daleko od jakichkolwiek gwiazd i planet) od startu uzyskała prędkość v=5 m/s. Siła ciągu rakiety podczas przyspieszania była stała i miała wartość 25 k. N (częściowo jak 3) • 10. Oblicz prędkość v=? jaką uzyskuje kamień o masie 2 kg spadający pod wpływem siły grawitacji 20 N z wysokości s=0, 2 m. (częściowo jak 5)

Przykłady RPJP 2 równania: 1. Oblicz drogę s=? , jaką przebył samochód od startu z przyspieszeniem a=3 m/s 2 do osiągnięcia prędkości v= 3 m/s. 2. Oblicz drogę s=? , jaką przebył samochód od startu w czasie t=10 s ruchu do uzyskania prędkości v= 2 m/s. 3. Oblicz przyspieszenie a=? rakiety która po przebyciu drogi s=25 m od startu uzyskała prędkość v=5 m/s 4. Oblicz czas t=? w którym sprinter po przebiegnięciu drogi s=100 m od startu uzyskał prędkość v=5 m/s 5. Oblicz prędkość v=? jaką uzyskuje kamień spadający z przyspieszeniem a=10 m/s 2 z wysokości s=0, 2 m 6. Oblicz prędkość v=? jaką osiągnie samochód, który w czasie t=2 s przejedzie drogę s=10 m od startu.

ZZP + 3 ZDN + ZZE Dwie kule o masach m 1 oraz m 2 zderzają się doskonale sprężyście i centralnie. 1. Oblicz prędkość kul po zderzeniu 2. Narysuj z zachowaniem skali prędkości kul przed zderzeniem i po zderzeniu 3. Oblicz pędy kul przed zderzeniem i po zderzeniu. Narysuj te pędy z zachowaniem skali. 4. Oblicz całkowity pęd obu kul przed zderzeniem oraz całkowity pęd obu kul po zderzeniu. Narysuj te pędy z zachowaniem skali. 5. Oblicz zmianę pędu kuli 1 oraz kuli 2 w czasie zderzenia. Narysuj te zmiany pędu z zachowaniem skali. 6. Oblicz całkowitą zmianę pędu obu kul w czasie zderzenia. 7. Oblicz siłę wzajemnego działania na siebie kul w czasie zderzenia, narysuj te siły. Dodatkowo: 8. Oblicz energie kinetyczne kul przed zderzeniem i po zderzeniu. 9. Oblicz całkowitą energię obu kul przed zderzeniem i po zderzeniu. 10. Oblicz zmianę energii kuli 1 oraz zmianę energii kuli 2 w czasie zderzenia. Oblicz całkowitą zmianę energii obu kul w czasie zderzenia. Przyjmij następujące oznaczenia i dane liczbowe: A) m 1 = m 2 = 2 kg, prędkości początkowe V 1 P = 3 m/s, V 2 P = 0 m/s, czas trwania zderzenia Δt = 0, 02 s B) m 1 = 5 kg, m 2 = 1 kg , V 1 P = 0, 6 m/s, V 2 P = 0 m/s, Δt = 0, 02 s C) m 1 = 3 kg, m 2 = 7 kg, V 1 P = 10 m/s, V 2 P = 0 m/s, Δt = 0, 02 s

Wzory dla obliczenia prędkości po zderzeniu. Uwaga: wartość prędkości „z plusem” oznacza wektor prędkości zwrócony w stronę „dodatnią” wybranej osi układu współrzędnych (np. oś „x”)

Dane do obliczeń • A) masy m 1 = m 2 = 2 kg, • prędkości początkowe V 1 P = 3 m/s, V 2 P = 0 m/s, • czas trwania zderzenia Δt = 0, 02 s • B) masy m 1 = 5 kg, m 2 = 1 kg , • Prędkości początkowe V 1 P = 0, 6 m/s, V 2 P = 0 m/s, • czas trwania zderzenia Δt = 0, 02 s • C) masy m 1 = 3 kg, m 2 = 7 kg, • Prędkości początkowe V 1 P = 10 m/s, V 2 P = 0 m/s, • czas trwania zderzenia Δt = 0, 02 s

• A) m 1 = m 2 = 2 kg, prędkości początkowe V 1 P = 3 m/s, V 2 P = 0 m/s, czas trwania zderzenia Δt = 0, 02 s • B) m 1 = 5 kg, m 2 = 1 kg , V 1 P = 0, 6 m/s, V 2 P = 0 m/s, Δt = 0, 02 s • C) m 1 = 3 kg, m 2 = 7 kg, V 1 P = 10 m/s, V 2 P = 0 m/s, Δt = 0, 02 s • B) V 1 k=0, 6 m/s V 2 k=0, 4 m/s • C) V 1 k=-4 m/s minus V 2 k=6 m/s

26 list. L 28, T 2. 6. 1. Siła, pęd i zmiana pędu • Praca domowa: – Naucz się rozwiązywania przykładowych zadań (na k 4 nie wszyscy wykonali to polecenie) – Przeczytaj rozdział 11. – Uzupełnij notatkę z lekcji – Zapamiętaj wzory (pęd i siła) • Zimobóz – ferie zimowe, planowany temat o cząstkach elementarnych + ewentualnie warsztaty z rozwiązywania zadań, jeśli będzie taka potrzeba • Pytanie: który tydzień i kto chętny • Uwaga – na początku grudnia przymiarka do ocen…. .

Zajęcia na PŁ • Czwartek , 15. 45 „Fabryka Inżynierów”.

Środa godzina wychowawcza • Mamy wizytę p. dr hab. inż. Łukasza Kaczmarka, Wydział Mechaniczny PŁ. • Spotykamy się niezwłocznie po 4 tej lekcji aula JP 2 • Lista……

Pokaz zderzeń i uproszczony opis • Układ doświadczalny: Tor + dwa wózki o różnych masach • Trzy podstawowe pokazy: – Jednakowe masy – Większa masa uderza w mniejszą masę – Mniejsza masa uderza w większą masę • Spostrzeżenia dotyczące prędkości po zderzeniu: – Jednakowe masy: „zamiana” prędkości – Większa masa zwalnia, mniejsza uzyskuje dużą prędkość – Mniejsza masa odbija się i porusza w przeciwną stronę, większa uzyskuje pewna prędkość.

14 list. L 26, 27, T 2. 2 Druga zasada dynamiki Newtona – zadania przykładowe. T 2. 3. i T 2. 4. Pierwsza i trzecia zasada dynamiki Newtona – pokazy. • Przypominam: dziś k 5. • Praca domowa: • Naucz się rozwiązywania przykładowych zadań (na k 4 nie wszyscy wykonali to polecenie) • Przeczytaj rozdział 10 (+ 15).

Kontrola zeszytów • Tabela pomiarowa • Wykresy a(F) a(1/m) • Teksty zasad dynamiki

Doświadczenie dla I ZDN • Klocki, pistolet, stół • Wprawiamy w ruch po stole klocki w różnych wariantach sił • Duży chropowaty klocek • Mały gładki klocek • Siły (wprawiające w ruch) małe i duże • Obserwujemy, jaką drogę klocek przebędzie aż do zatrzymania

Wniosek z obserwacji: • • Co zatrzymuje klocek? Od czego zależy siła zatrzymująca klocek? Długość drogi aż do zatrzymania zależy od …. . Aby droga była MAX DŁUGA, należy…….

Zastrzeżenie dla I ZDN • Co oznacza „względność ruchu”?

Doświadczenie potwierdzające III ZDN • Dwa siłomierze • Obserwacja wskazań przy rozciąganiu • Ilustracja wraz z opisem

Uzupełnienie do III ZDN • Oddziaływania w przyrodzie

12 list. L 25, T 2. 2. Opracowanie wyników doświadczenia dla drugiej zasady dynamiki Newtona Przypominam: dziś k 4, w czwartek k 5. Praca domowa: Przeczytaj rozdział 10 + 15. Wykonaj wykresy zależności a(F) oraz a(1/m) dla doświadczenia, wklej do zeszytu. • Przepisz starannie do zeszytu i zapamiętaj trzy zasady dynamiki Newtona. • •

Zasady dynamiki Newtona – teksty + ograniczenia stosowania PIERWSZA O BEZWŁADNOŚCI CIAŁ DRUGA O SKUTKU DZIAŁANIA SIŁY TRZECIA O WZAJEMNOŚCI ODDZIAŁYWAŃ • Podręcznik rozdział 10 + 15

7 list. L 23, T 2. 1. Pierwsza, druga i trzecia ZDN teksty i wzory (podręcznik rozdział 10) L 24 T 2. 2. Doświadczalne potwierdzenie słuszności drugiej zasady dynamiki Newtona • • • Przypominam: dziś k 3, 7 list k 4, 12 list k 5. Praca domowa: Przeczytaj rozdział 10. Uzupełnij notatkę z lekcji: Szkic układu, opis doświadczenia, tabela wyników pomiarów (mogą być kopie slajdów i kopie z arkusza kalkulacyjnego)

Rysunek układu • Wykonaj zdjęcie. • Naszkicuj (teraz lub w domu).

Opis układu doświadczalnego: • Części składowe: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Wózek o masie 500 g, na szynach poziomych Długość drogi dla wózka ( – weryfikacja podczas pomiarów) Linka, za pomocą której działamy siłą na wózek. Zestaw krążków i odważników o masach 50 g, 100 g i 200 g, oraz ciężarki laboratoryjne o masie 50 g, dodatkowe masy w razie potrzeby. Ziemia przyciągająca ciężarki laboratoryjne (oraz wózek). Stoper i linijka. • Założenia pomiarowe: 1. 2. 3. 4. Przyjmujemy dokładności wszystkich mas 1 g, niepewność pomiaru drogi 0, 5 cm, niepewność pomiaru czasu 0, 5 s. Pomijamy masę linki Pomijamy (w opracowaniu wyników) wszystkie siły tarcia i oporów. W rzeczywistości siły te występują i w tym doświadczeniu wpływają na otrzymany wynik – zmniejszają wypadkową siłę wprawiającą wózek w ruch. Wózek wykonuje ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony (poziomo). Ciężarki zawieszone na lince również poruszają się RPJP (pionowo)

Kolejność czynności i pomiary: 1. Ważymy wózek i ciężarki, wyniki zapisujemy. 2. Ustalamy długość drogi dla wózka, zaznaczamy początek i koniec, mierzymy długość drogi, zapisujemy wynik. Część 1 - zależność przyspieszenia od siły przy stałej masie. 3. Ustawiamy wózek z obciążeniem i zapisujemy jego masę. 4. Wieszamy na lince jeden ciężarek laboratoryjny, zapisujemy jego masę. 5. Uruchamiamy zestaw i mierzymy czas pokonania wyznaczonej drogi, zapisujemy wynik. 6. Przenosimy ciężarek z wózka na linkę – zwiększamy siłę wprawiającą w ruch a jednocześnie łączna masa wózka i ciężarków na lince pozostaje stała. Zapisujemy wartości mas wózka i masy wiszącej na lince. 7. Uruchamiamy zestaw i mierzymy czas pokonania wyznaczonej drogi, zapisujemy wynik. 8. Powtarzamy przenoszenie masy z wózka na linkę i uruchamiamy zestaw. Powinno dać się wykonać minimum 5 pomiarów dla różnych ilości masy wiszącej na lince. Część 2 - zależność przyspieszenia od masy przy stałej sile. 9. Ustawiamy wózek z obciążeniem i zapisujemy jego masę. Wieszamy na lince jeden ciężarek laboratoryjny, zapisujemy jego masę. 10. Uruchamiamy zestaw i mierzymy czas pokonania wyznaczonej drogi, zapisujemy wynik. 11. Dokładamy masę na wózek, zapisujemy masę wózka z obciążeniem (nie zmieniamy masy powieszonej na lince). 12. Uruchamiamy zestaw i mierzymy czas pokonania wyznaczonej drogi, zapisujemy wynik. 13. Powtarzamy zwiększanie masy z wózka i uruchamiamy zestaw. Powinno dać się wykonać minimum 5 pomiarów dla różnych ilości masy obciążającej wózek. 14. Sprzątamy.

Obliczenia zapisujemy w tabeli arkusza kalkulacyjnego • 1. Obliczamy siłę wprawiającą w ruch F=mg • 2. Obliczamy przyspieszenie wózka • 3. Dla części 2 obliczamy dodatkowo odwrotność masy całkowitej (wózek + ciężarki wiszące na lince).

Interpretacja wyników (graficzna, przy minimum 5 pomiarach dla każdej części) • Część a(F) przy stałym m – Sporządzamy wykres zależności przyspieszenia a od siły F – Zgodnie ze wzorem a=F/m spodziewamy się wykresu w postaci linii prostej. Współczynnik kierunkowy prostej jest odwrotnością masy 1/m. – Wpływ siły tarcia (pomijanej w obliczeniach) może zakłócić wyniki – prosta nie będzie trafiała w punkt „ 0 0” – Uzyskanie prostej uznajemy za potwierdzenie wzoru na II ZDN. • Część a(m) przy stałej F – Sporządzamy wykres zależności przyspieszenia a od odwrotności masy 1/m – Zgodnie ze wzorem a=F/m spodziewamy się wykresu w postaci linii prostej. Współczynnik kierunkowy prostej jest siłą F wprawiającą w ruch. – Wpływ siły tarcia (pomijanej w obliczeniach) może zakłócić wyniki – prosta nie będzie trafiała w punkt „ 0 0” – Uzyskanie prostej uznajemy za potwierdzenie wzoru na II ZDN.

Interpretacja wyników (liczbowa – gdyby było za mało punktów pomiarowych dla wykonania wykresu) • Część a(F) przy stałym m – Dzielimy siłę wprawiającą w ruch F przez przyspieszenie a – Zgodnie ze wzorem F=ma ilorazy powinny być jednakowe i równe masie wprawianej w ruch. – Wpływ siły tarcia (pomijanej w obliczeniach) może zakłócić wyniki. – Uzyskanie prawie jednakowych ilorazów uznajemy za potwierdzenie wzoru na II ZDN. • Część a(m) przy stałej F – Mnożymy przyspieszenie a przez siłę F – Zgodnie ze wzorem F=ma iloczyny powinny być jednakowe i równe sile wprawiającej w ruch. – Wpływ siły tarcia (pomijanej w obliczeniach) może zakłócić wyniki. – Uzyskanie prawie jednakowych iloczynów uznajemy za potwierdzenie wzoru na II ZDN.

Podział zadań • 2 osoby do wpisywania w arkusz • 1 osoba pomoc do wpisywania – mówi i pilnuje właściwego wpisania • 2 osoby „łapacze” • 1 osoba nakładanie mas na wózek • 1 osoba wieszanie ciężarków • 1 osoba „starter” • Pozostali mierzą czas ruchu wózka