Siły bezwładności w ruchu prostoliniowym Sylwester Aleksander Kalinowski II LO Elbląg, 2005

1. Siły bezwładności w ruchu prostoliniowym Sylwester Aleksander Kalinowski II LO Elbląg, 2005

2. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji.

3. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji. Pasażer, w jednym z przedziałów (znający zasady dynamiki), widząc leżącą na półce walizkę powie:

4. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji. Pasażer, w jednym z przedziałów (znający zasady dynamiki), widząc leżącą na półce walizkę powie: "ponieważ względem mojego układu odniesienia (względem pociągu) walizka spoczywa, więc zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki siły do niej przyłożone wzajemnie się równoważą".

5. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji. Pasażer, w jednym z przedziałów (znający zasady dynamiki), widząc leżącą na półce walizkę powie: "ponieważ względem mojego układu odniesienia (względem pociągu) walizka spoczywa, więc zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki siły do niej przyłożone wzajemnie się równoważą". Zawiadowca stacji, stojący na peronie (też znający zasady dynamiki), powie:

6. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji. Pasażer, w jednym z przedziałów (znający zasady dynamiki), widząc leżącą na półce walizkę powie: "ponieważ względem mojego układu odniesienia (względem pociągu) walizka spoczywa, więc zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki siły do niej przyłożone wzajemnie się równoważą". Zawiadowca stacji, stojący na peronie (też znający zasady dynamiki), powie: "walizka wraz z pociągiem, względem mojego układu odniesienia (względem peronu) porusza się z przyspieszeniem, a więc działa na nią siła wypadkowa, różna od zera i jeśli ruch pociągu jest jednostajnie przyspieszony, to dla ruchu walizki można stosować drugą zasadę dynamiki".

7. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji. Pasażer, w jednym z przedziałów (znający zasady dynamiki), widząc leżącą na półce walizkę powie: "ponieważ względem mojego układu odniesienia (względem pociągu) walizka spoczywa, więc zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki siły do niej przyłożone wzajemnie się równoważą". Zawiadowca stacji, stojący na peronie (też znający zasady dynamiki), powie: "walizka wraz z pociągiem, względem mojego układu odniesienia (względem peronu) porusza się z przyspieszeniem, a więc działa na nią siła wypadkowa, różna od zera i jeśli ruch pociągu jest jednostajnie przyspieszony, to dla ruchu walizki można stosować drugą zasadę dynamiki". Kto ma rację?

8. Ruch ciała może być obserwowany względem różnych układów odniesienia i ten sam ruch może zostać sklasyfikowany różnie przez różnych obserwatorów. Wyobraźmy sobie pociąg ruszający z przyspieszeniem ze stacji. Pasażer, w jednym z przedziałów (znający zasady dynamiki), widząc leżącą na półce walizkę powie: "ponieważ względem mojego układu odniesienia (względem pociągu) walizka spoczywa, więc zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki siły do niej przyłożone wzajemnie się równoważą". Zawiadowca stacji, stojący na peronie (też znający zasady dynamiki), powie: "walizka wraz z pociągiem, względem mojego układu odniesienia (względem peronu) porusza się z przyspieszeniem, a więc działa na nią siła wypadkowa, różna od zera i jeśli ruch pociągu jest jednostajnie przyspieszony, to dla ruchu walizki można stosować drugą zasadę dynamiki". Kto ma rację? Newton sformułował zasady dynamiki dla Inercjalnego Układu Odniesienia (IUO), tzn. dla układu związanego z gwiazdami, które uważał za nieruchome. Tak określony układ odniesienia jest, dla zjawisk przebiegających na Ziemi, z bardzo dobrym przybliżeniem nieruchomy.

9. R Q R=Q a) FN IUO Stoi na stacji lokomotywa… .. IUO

10. R Q a) FN R au Q b) FN IUO R=Q R=Q .. IUO

11. R Q a) FN R au Q b) FN R au N F Q IUO .. mau=F c) FN R=Q R=Q ab=-au IUO

12. IUO .. R R Q Q R+Q=0 a) d) FN FN R au Q b) FN R au N F Q IUO mau=F c) FN R=Q R=Q .. ab=-au IUO NUO

13. IUO .. R R Q Q R=Q R+Q=0 a) d) FN FN NUO .. R R au au Fb Q Q Fb=mab R=Q b) e) FN FN R au N F Q IUO .. mau=F c) FN ab=-au IUO NUO

14. IUO .. R R Q Q R=Q R+Q=0 a) d) FN FN NUO .. R R au au Fb Q Q Fb=mab R=Q b) e) FN FN NUO .. R R au au Fb N N F F Q Q IUO .. Fb=F mau=F c) f) FN FN ab=-au IUO NUO

15. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI

16. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI 1. występują w IUO i NUO,

17. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO,

18. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest • ciało B,

19. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B,

20. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B, • 3. występują parami: „akcja - reakcja” - • trzecia zasada dynamiki,

21. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B, • 3. występują parami: „akcja - reakcja” - 3. do siłbezwładności nie ma • trzecia zasada dynamiki, zastosowania trzecia zasada • dynamiki,

22. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B, • 3. występują parami: „akcja - reakcja” - 3. do siłbezwładności nie ma • trzecia zasada dynamiki, zastosowania trzecia zasada • dynamiki, • 4. wypadkowa sił powoduje ruch • przyspieszony - druga zasada dynamiki,

23. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B, • 3. występują parami: „akcja - reakcja” - 3. do siłbezwładności nie ma • trzecia zasada dynamiki, zastosowania trzecia zasada • dynamiki, • 4. wypadkowa sił powoduje ruch 4. wypadkowa sił newtonowskich i • przyspieszony - druga zasada dynamiki, bezwładności powoduje ruch • przyspieszony ciała - druga • zasada dynamiki,

24. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B, • 3. występują parami: „akcja - reakcja” - 3. do siłbezwładności nie ma • trzecia zasada dynamiki, zastosowania trzecia zasada • dynamiki, • 4. wypadkowa sił powoduje ruch 4. wypadkowa sił newtonowskich i • przyspieszony - druga zasada dynamiki, bezwładności powoduje ruch • przyspieszony ciała - druga • zasada dynamiki, • 5. siły równoważące się nie zmieniają • prędkości ciała - pierwsza zasada dynamiki. • (ruch jednostajny prostoliniowy).

25. SIŁY NEWTONOWSKIE SIŁY BEZWŁADNOŚCI • 1. występują w IUO i NUO,1. występują tylko w NUO, • 2. źródłem siły działającej na ciało A jest 2. ich źródłem nie jest inne ciało, • ciało B, • 3. występują parami: „akcja - reakcja” - 3. do siłbezwładności nie ma • trzecia zasada dynamiki, zastosowania trzecia zasada • dynamiki, • 4. wypadkowa sił powoduje ruch 4. wypadkowa sił newtonowskich i • przyspieszony - druga zasada dynamiki, bezwładności powoduje ruch • przyspieszony ciała - druga • zasada dynamiki, • 5. siły równoważące się nie zmieniają 5. równoważące się siły bezwładności i • prędkości ciała - pierwsza zasada dynamiki. newtonowskie nie zmieniają prędkości • (ruch jednostajny prostoliniowy). ciała - pierwsza zasada dynamiki.

26. Zgoda na istnienie sił bezwładności umożliwia stosowanie pierwszej i drugiej zasady dynamiki w postaci równań podczas rozwiązywania zagadnień ruchu względem NUO.

27. IUO .. R R Q Q R=Q R+Q=0 a) d) FN FN NUO .. R R au au Fb Q Q Fb=mab R=Q b) e) FN FN NUO .. R R au au Fb N N F F Q Q IUO .. Fb=F mau=F c) f) FN FN ab=-au IUO NUO

28. NUO .. R R au au Fb N N F F Q Q IUO .. Fb=F mau=F c) f) FN FN a=ab IUO NUO

29. R R a a Fb N N F F Q Q Fb=F mau=F FN FN a=ab IUO NUO

30. R R Fb F F Q Q a=ab IUO NUO

31. Fb F F a=ab IUO NUO

32. Fb F F a=ab IUO NUO

33. IUO NUO Fb F F a=ab

34. 1. Dane: m=20kg, F=50N. Szukane: a=? IUO NUO m m Fb F F a=ab

35. 1. Dane: m=20kg, F=50N. Szukane: a=? IUO NUO m m Fb F F ma=F a=ab

36. 1. Dane: m=20kg, F=50N. Szukane: a=? IUO NUO m m Fb F F ma=F Fb=F, czyli mab=F a=ab

37. 1. Dane: m=20kg, F=50N. Szukane: a=? IUO NUO m m Fb F F ma=F Fb=F, czyli mab=F a=ab

38. 1. Dane: m=20kg, F=50N. Szukane: a=? IUO NUO m m Fb F F ma=F Fb=F, czyli mab=F ab=a a=2,5m/s2