Fyzika - prednáška 3.

1. Fyzika - prednáška 3. RNDr. Z. Gibová, PhD. http://people.tuke.sk/zuzana.gibova/

2. Ciele • Kinematika hmotného bodu 1.6 Rozklad zrýchlenia na zložky 1.7 Uhlová rýchlosť a uhlové zrýchlenie 1.8 Niektoré typy otáčavých pohybov 2. Dynamika hmotného bodu 2.1 Hmotnosť a hybnosť HB 2.2 Newtonove pohybové zákony

3. Problémy Prečo pri jazde na horskom bicykli pri najnižšom prevode dosahujeme malé rýchlosti?   Ktorý obranca je lepší z hľadiska fyziky?

4. Zopakujte si • Na jednoznačný popis translačného pohybu HB potrebujeme vedieť tri veličiny: ............., .................. a .................... . • Výraz vyjadruje .............. HB. • Okamžité zrýchlenie je definované ako prvá derivácia .............. podľa ........ . • Pri otáčavom pohybe sa body telesa pohybujú po ...................., ktorých stredy ležia na ................................... . • Smer rýchlosti je daný ako ........................ k trajektórií. • Zmenu rýchlosti za čas vyjadruje ............... .

5. 1.6 Rozklad zrýchlenia na zložky

6. Tangenciálne zrýchlenie - smer dotyčnice, vyjadruje zmenu veľkosti rýchlosti. Normálové zrýchlenie – smer normály,vyjadruje zmenu smeru rýchlosti. Celkové zrýchlenie

7. KONTROLKA:Pozorujte pohyb lienky na aplete a odpovedzte na otázku, pri ktorom pohybe je normálové zrýchlenie je nulové • pri priamočiarom pohybe, • pri pohybe po kružnici, • pri pohybe po elipse.

8. 1.7 Uhlová rýchlosť a uhlové zrýchlenie Posuvný pohyb Otáčavý pohyb popis polohy HB zmena polohy zmena rýchlosti

9. uhlová rýchlosť – prvá derivácia polohového uhla podľa času. Jednotky () = s-1, () = s-2 ,() = rad uhlové zrýchlenie - sa rovná prvej derivácii uhlovej rýchlosti podľa času alebo druhej derivácii polohového uhla podľa času.

10. Poznámka: V prípade otáčavého pohybu v rovine, platia skalárne rovnice (definované veličiny sú bez šípok - vektorov).

11. 1.8 Niektoré typy otáčavých pohybov Otáčavý pohyb po kružnici Pohyb v rovine, po trajektórií tvaru kružnice. Polohový vektor mení svoj smer. Obvodová rýchlosť - rýchlosť, s ktorou sa HB pohybuje po obvode kružnice. Jednotky (v) = m.s-1

12. Súvis medzi obvodovou a uhlovou rýchlosťou Tangenciálne zrýchlenie

13. Normálové zrýchlenie Celkové zrýchlenie Perióda (doba obehu) – časový interval, ktorý HB potrebuje na jeden obeh pri danej uhlovej rýchlosti.

14. Jednotky (f) = Hz; s-1, (T) = s Frekvencia – počet otáčok za sekundu. Počet otáčok – podiel uhla (dráhy pri daných otáčkach) a uhla pripadajúceho na jednu otáčku.

16. Prečo pri jazde na horskom bicykli pri najnižšom prevode dosahujeme malé rýchlosti?  Predné a zadné ozubené koleso sú spojené reťazou, ktorá sa pohybuje medzi nimi s rýchlosťou rovnou obvodovej rýchlosti predného ozubeného kolesa. Obvodová rýchlosť predného kolesa závisí od polomeru a od uhlovej rýchlosti vzťahom v = R𝜔. Uhlová rýchlosť je rovnaká pre všetky predné ozubené kolesá (prevody). Obvodová rýchlosť závisí od ich polomeru. Čím je polomer predného ozubeného kolesa väčší, tým je jeho obvodová rýchlosť a aj reťaze väčšia. Potom aj rýchlosť bicykla je väčšia. Pri najnižšom prevode = ozubené koleso s najmenším polomerom, sa reťaz aj bicykel pohybujú malou rýchlosťou.

17. 2. DYNAMIKA HB2.1 Hmotnosť a hybnosť HB Dynamika HB – hľadá príčinu pohybu telesa (HB) a rieši akým spôsobom sa bude HB pohybovať, ak je známa jeho príčina. (mechanika = kinematika + dynamika) Pohybový stav– nazývame stav, v ktorom sa HB nachádza (pokoj alebo pohyb). Zotrvačnosť – schopnosť telesa zostať vo svojom pohybovom stave. Hmotnosť – miera zotrvačných vlastnosti HB (telesa). Jednotka (m) = kg

18. Hybnosť– je mierou pohybového stavu, súčin hmotnosti telesa a jeho rýchlosti. Jednotka (p) = kg. m/s

19. Ktorý obranca je lepší z hľadiska fyziky? Hokej je šport, pri ktorom dochádza ku kontaktu hráčov - zrážkam. Zrážka závisí od hybnosti. Hráč s vyššou hmotnosťou, má pri potrebnej rýchlosti, vyššie predpoklady na dosiahnutie vyššej hybnosti, a tým väčšiu šancu na "prebitie sa hradbou tiel" súpera, resp. odstavenie útočníka. Znamená to, že z dvoch hokejistov rovnakých technických kvalít a rovnakej úrovne pohybových schopnosti, je hokejista s vyššou hmotnosťou vo výhode.  Andrej Sekera Zdeno Chára 182 cm, 92 kg 207 cm, 118 kg

20. 2.2 Newtonove pohybové zákony Newtonove pohybové zákony(Newtonove axiómy) sú základné zákony mechaniky, ktoré publikoval Isaac Newton v diele Philosophiaenaturalisprincipiamathematica v roku 1687.

21. Prvý Newtonov pohybový zákon 1NPZ - zotrvačnosti– existuje sústava, v ktorej teleso (HB) zotrváva v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe, kým nie je nútené vonkajšími silami tento stav zmeniť. Inerciálna vzťažná sústava – sústava, v ktorej platí 1.NPZ, abstrakcia, len v určitých priblíženiach. geocentrická sústava – s experimentu vyplýva, že existuje oblasť javov, na ktoré nemá vplyv rotácia Zeme; je teda inerciálna sústava. Rotácia Zeme neovplyvňuje činnosť strojov, pohyb dopravných prostriedkov, chemické reakcie, biologické procesy. Neinerciálna vzťažná sústava – sústava, v ktorej neplatí 1.NPZ, teleso v nej zrýchľuje alebo vykonáva otáčavý pohyb. Vznik fiktívnych síl (zotrvačná sila, zotrvačná odstredivá sila, Corilisova sila).

22. Ako zistiť, ktoré z dvoch vajíčok je uvarené natvrdo? Pokus

23. Čo sme sa naučili Rozložiť zrýchlenie na zložky a vyjadriť tangenciálneanormálové zrýchleniea napísať ich veľkosti. Popísať akú zmenu vyjadrujú tieto zrýchlenia a aký majú smer. Vyjadriť celkové zrýchlenie pomocou jeho zložiek matematicky a graficky. Definovať slovne a matematicky uhlovú rýchlosťa uhlové zrýchlenie a poznať ich jednotky. Napísať uhol a uhlovú rýchlosť pomocou integrálu. Popísať otáčavý pohyb po kružnicia odvodiť vzťah pre obvodovú rýchlosť, uhlovú rýchlosť, tangenciálne a normálové zrýchlenie tohto pohybu, frekvenciu a periódu. Vedieť vyjadriť uhlovú rýchlosť a uhlové zrýchlenie pre rovnomerný otáčavý pohyb po kružnici a pre rovnomerne zrýchlený (spomalený) otáčavý pohyb po kružnici . Čím sa zaoberá dynamika HB. Vedieť definovať pojmy pohybový stav, zotrvačnosť a hmotnosť. Definovať slovne a matematicky hybnosť, poznať jej jednotku. Formulovať 1. Newtonov pohybový zákon. Vysvetliť, čo je to inerciálna a neinerciálna vzťažná sústava a uviesť príklady. Vysvetliť vzájomné silové pôsobenie a uviesť veličinu, ktorá je jeho mierou. Poznať príklady na vzájomné silové pôsobenie. .