samochodem przez fizyk dynamiczny opis ruchu samochodu n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Samochodem przez fizykę - dynamiczny opis ruchu samochodu PowerPoint Presentation
Download Presentation
Samochodem przez fizykę - dynamiczny opis ruchu samochodu

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 38

Samochodem przez fizykę - dynamiczny opis ruchu samochodu - PowerPoint PPT Presentation


  • 150 Views
  • Uploaded on

Samochodem przez fizykę - dynamiczny opis ruchu samochodu. SPIS TREŚCI. Jakie siły działają na stojący samochód - - Na poziomym podłożu. Obie siły równoważą się przez co ciało pozostaje w spoczynku. Siła Fs – siła sprężystości podłoża Fg -siła grawitacji Fg+Fs=O.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Samochodem przez fizykę - dynamiczny opis ruchu samochodu' - marin


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
jakie si y dzia aj na stoj cy samoch d na poziomym pod o u
Jakie siły działają na stojący samochód -- Na poziomym podłożu

Obie siły równoważą się przez co ciało pozostaje w spoczynku.

Siła Fs – siła sprężystości podłoża

Fg -siła grawitacji

Fg+Fs=O

slide4
Siła grawitacji – jest to skierowana ku środkowi ziemi siła, z jaką ziemia przyciąga wszystkie obiekty (martwe i żywe). Siła ta jest wprost proporcjonalna do masy ciała:

Współczynnik proporcjonalności g zależy w niewielkim stopniu od szerokości geograficznej ; w Polsce równy jest:

slide5
Pochodzenie siły nacisku podłoża na spoczywający na nim obiekt jest takie samo, jak pochodzenie siły, z jaką sprężyna przeciwstawia się zmianom swego kształtu – stąd nazwa siła sprężystości podłoża. W odróżnieniu od sprężyny, której odkształcenie łatwo zauważyć, odkształcenie podłoża jest zwykle znikomo małe, niewidoczne gołym okiem, o tym, że siła nacisku podłoża działa na koło, świadczy wyraźne odkształcenie opony.
samoch d na stromym pod o y r wnia pochy a
Samochód na stromym podłoży (równia pochyła)

Podczas ruchu ciała po równi pochyłej siła wykonuje pracę na drodze L. Pracę tę oblicza się ze wzoru:

Gdy to samo ciało podnosisz na tę samą wysokość (h) pionowo do góry, tzw. bez użycia równi, wykonaną pracę oblicza się następująco:

 Z zasady zachowania energii wynika, że obie wykonane prace są sobie równe, więc:

Równanie to można zapisać w postaci

Z powyższej równości wynika, że

Wartości siły, którą należy działać, przesuwając ciało na równi pochyłej, jest tyle razy mniejsza od wartości jego ciężaru, ile razy wysokość równi jest mniejsza od jej długości.

samoch d na stromym pod o y r wnia pochy a1
Samochód na stromym podłoży (równia pochyła)

Watość składowej prostopadłej obliczmy ze wzoru:

Gdy samochód stoi to siła F musi być zrównoważona. Tę siłę działającą zawsze stycznie do podłoża i przeciwdziałająca względem ruchowi stykających się powierzchni nazywamy siłą tarcia spoczynkowego (na rysunku F1)

Nasuwa się pytanie, jaką rolę w tym, że samochód stoi odgrywa hamulec samochodu? Oczywiście zapobiega obracaniu się kół. Unieruchomienie kół względem karoserii zawdzięczamy także sile tarcia spoczynkowego między klockami hamulcowymi a tarczą hamulca tarczowego (lub między okładzinami szczęk hamulcowych a bębnem hamulca bębnowego)

tabela typowych wsp czynnik w tarcia spoczynkowego
Tabela typowych współczynników tarcia spoczynkowego

Doświadczenie dowodzi, że wartość siły tarcia spoczynkowego nie może przekroczyć pewnej wartości , granicznej F1 max , która jest wprost proporcjonalna do siły nacisku

Współczynnik proporcjonalności fs zależy od rodzaju stykających się powierzchni, od ich obróbki, wilgotności i zanieczyszczeń.

i zasada dynamiki
I-Zasada dynamiki

Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

ii zasada dynamiki
II-Zasada dynamiki

Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa jest różna od zera),

to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej,

a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

Przyspieszenie

Siła

masa

definicja jednostki si y
Definicja jednostki siły

Niuton – jednostka siły w układzie SI (jednostka pochodna układu SI), oznaczana N.

1 N to siła, z jaką trzeba działać na ciało o masie 1 kg, aby nadać mu przyspieszenie równe 1 m/s²

1N = 1kg *

zastosowania ii zasada dynamiki
Zastosowania II-Zasada dynamiki

Obliczenia:

Odpowiedź: Samochodzik porusza się z przyspieszeniem równym 13,333… .

Można obliczyć przyspieszenia auta

Z jakim przyspieszeniem porusza się samochodzik o masie 150g, na który działa stała siła 2N?

Dane:

m= 150g= 0,15kg

F= 2N

a= ?

Należy skorzystać ze wzoru:

iii zasada dynamiki
III Zasada dynamiki

Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia (każda działa na inne ciało).

zasada zachowania p du
Zasada zachowania pędu

Pęd w mechanice – wielkość fizyczna opisująca ruch obiektu fizycznego. Pęd mogą mieć wszystkie formy materii, np. ciała o niezerowej masie spoczynkowej, pole elektromagnetyczne, pole grawitacyjne.

p – Pęd

m – Masa ciała

v - Prędkość ciała

p d cia a to wektor r wny iloczynowi masy pr dko ci cia a
Pęd ciała to wektor równyiloczynowi masy prędkości ciała

_

Zmiana pędu jest proporconalna do przyłożenia siły, czasu jej działania

Pęd całkowity układu ciał, na który nie działają siły zewnętrzne, jest stały, niezależny od zjawisk zachodzących wewnątrz tego układu.

Jest to jedno z najważniejszych praw fizyki zwane zasada zachowania pędu.

Prawo to ma bardzo szerokie zastosowanie : służy do analizy skutków zderzeń, zarówno samochodów i kul bilardowych oraz atomów i cząsteczek elementarnych. Wyjaśnia także istotę napędu rakiet i samolotów odrzutowych.

jakie si y dzia aj na samoch d podczas jazdy
Jakie siły działają na samochód podczas jazdy?

Dopóki nie wynaleziono koła, głównym hamulcem ruchu były siły tarcia: spoczynkowego i poślizgwego.

Siła tarcia poślizgowego pojawia się przy ruchu względnym stykających się powierzchni i znika z chwilą ustania ruchu. Tarcie poślizgowe jest podstawą działania hamulców pojazdów kołowych.

slide19
Na ciało przesuwające się ruchem postępowym po podłożu działa siła tarcia poślizgowego styczna do ślizgającej się powierzchni i o zwrocie przeciwnym do zwrotu prędkości ciała względem podłoża.
slide20
Siła tarcia

Zależy od:

Chropowatości podłoża

Prędkości pojazdu

Siły nacisku FN

FT = f * FN

F= Siła ciągu silnika

FT = Siła tarcia

f= współczynnik tarcia

inne si y dzia aj ce na samoch d podczas jazdy
Inne siły działające na samochód podczas jazdy

Przy dużych prędkościach samochodu najważniejszym oporem ruchu staje się opór powietrza. W zakresie prędkości typowych dla samochodów siła oporu powietrza jest proporcjonalna do kwadratu prędkości ruchu ciała względem powietrza. Zwiększając prędkość dwa razy, zwiększymy cztery razy siłę oporu.

Ft- Siła tarcia tocznego

f–współczynnik tarciatocznego

r- promień koła

Siła oporu powietrza

Tarcie toczne

Fop. =1/2 Cgv²S

g–gęstość powietrza g=1,3 kg/m

v- prędkość względem ośrodka

S- powierzchnia przekroju ciała płaszczyzną prostopadłą do kierunku ruchu

C- aerodynamiczny współczynnik kształtu ok. 0,4

jaka si a sprawia e samoch d przyspiesza rozp dza si hamuje i zakr ca
Jaka siła sprawia, że samochód przyspiesza, rozpędza się, hamuje i zakręca

W przypadku samochodu jadącego bez poślizgu po poziomej szosie żadna z poznanych sił zewnętrznych działających na samochód w kierunku poziomym nie jest kontrolowana przez kierowcę: ani tarcie toczne, ani opór powietrza.

Jedyną siłą zewnętrzną, która może być odpowiedzialna za przyśpieszenia samochodu zamierzone przez kierowcę, jest siła tarcia spoczynkowego opon samochodu o podłoże.

Przy toczeniu koła bez poślizgu chwilowa prędkość względem podłoża tych punktów koła, które w danej dotykają podłoża, jest równa 0

jaka si a sprawia e samoch d przyspiesza rozp dza si hamuje i zakr ca1
Jaka siła sprawia, że samochód przyspiesza, rozpędza się, hamuje i zakręca

Względem samochodu punkty te poruszają się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu samochodu. Wartość ich prędkości względem samochodu jest równa wartości prędkości ruchu postępowego samochodu. W ciągu jednego pełnego obrotu koła oś obrotu przesuwa się w kierunku prostopadłym do niej o odległość równą obwodowi koła.

Każdej zmianie szybkości obrotu kół lub zmianie kierunku osi obrotu musi towarzyszyć odpowiednia zmiana wartości lub kierunku prędkości samochodu – inaczej nastąpi poślizg. Siłą zapobiegającą poślizgowi jest siła tarcia spoczynkowego. To ona rozpędza samochód, gdy kierowca ,,dodając gazu” chce zwiększyć obroty silnika i sprężonych z nim kół, to ona hamuje samochód, gdy kierowca zaczyna hamować obrót kół naciskając pedałhamulca, i to ona obraca samochód, gdy kierowca kręcąc kierownicą zmienia kierunek osi obrotu przednich kół.

tabele wsp czynnik w tarcia
Tabele współczynników tarcia

Tarcie poślizgowe

Tarcie toczne

jakie si y dzia aj na cz owieka w samochodzie
JAKIE SIŁY DZIAŁAJĄ NA CZŁOWIEKA W SAMOCHODZIE?

Dopóki samochód jedzie ze stałą prędkością po gładkiej szosie, odczucia siedzącego w nim pasażera nie różnią się zbytnio od odczuć człowieka siedzącego w domu w fotelu i oglądającego telewizję ponieważ obowiązuje zasada bezwładności.

slide26
Zasada bezwładności

Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą,

to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

slide27
Zasada bezwładności

Bezwładność przejawiana jest, np. podczas jazdy samochodem.

Z chwilą kiedy samochód gwałtownie rusza nasze ciało pochyla się do tyłu,

a kiedy ostro hamuje poruszamy się do przodu ponieważ nasze ciało zachowuje swój początkowy stan, a tylko nogi poruszają się wraz z podłogą samochodu.

Masa ciała jest miarą jego bezwładności.

slide28
Zasada bezwładności

Bezwładność ciała polega na dążeniu tego ciała do zachowania swego stanu ruchu. Jeżeli ciało spoczywa to chce spoczywać dalej, a jeżeli ciało porusza się to chce się poruszać dalej.

jakie si y dzia aj na cz owieka w samochodzie1
Jakie siły działają na człowieka w samochodzie?

Choć podczas przyspieszenia czy też hamowania zdaje się nam, że działa na nas jakaś siła, to mielibyśmy ogromne trudności ze wskazaniem ciała, które tę siłę wywiera. Żadne ciało nie pcha nas wstecz przy rozpędzaniu, a w przód przy hamowaniu.

jakie si y dzia aj na cz owieka w samochodzie2
Jakie siły działają na człowieka w samochodzie?

W rzeczywistości żadna siła nie wciska nas w oparcie fotela rozpędzającego się samochodu- to oparcie naciska na nas siłą potrzebną do nadania nam przyspieszenia równego przyspieszeniu samochodu. Gdybyśmy stali na wrotkach na platformie przyspieszającej ciężarówki, wówczas platforma wyjechałaby spod nas, a my zachowalibyśmy swą poprzednią prędkość względem ziemi, spełniając zasadę bezwładności. Podobne są przyczyny tego, że „coś pcha nas do przodu przy hamowaniu”, nic nas nie pcha na pasy bezpieczeństwa, to pasy naciskają na nas, aby nas zahamować. Pasy albo siła tarcia spoczynkowego naszego ubrania o fotel samochodu zapobiegają utrzymywaniu przez nas stałej prędkości.

pasa er w samochodzie przyspieszaj cym i hamuj cym punkt widzenia przechodnia2
Pasażer w samochodzie przyspieszającym i hamującym (punkt widzenia przechodnia)

Z punktu widzenia obserwatora zewnętrznego samochodu fotel wywiera dodatkowy nacisk na pasażera, by nadać mu przyspieszenie. Zasada równej akcji i reakcji (III zasada dynamiki) zapewnia, że i pasażer mocniej ciśnie na fotel.

pasa er w samochodzie przyspieszaj cym i hamuj cym punkt widzenia pasa era2
Pasażer w samochodzie przyspieszającym i hamującym (punkt widzenia pasażera)

Z punktu widzenia obserwatora w samochodzie na pasażera działa siła bezwładności zwiększająca jego nacisk na oparcie fotela. Zasada równej akcji i reakcji zapewnia, że i fotel zwiększa nacisk na pasażera.

wykonawcy
WYKONAWCY:
  • Jędrzej Chwaliński
  • Kamil Giżyński
  • Łukasz Klimczyk
  • Adrian Szumiński
bibliografia
BIBLIOGRAFIA
  • Francuz-Ornat G., Kulawik T., Nowożytny-Różańska M.: Spotkania z fizyką. Podręcznik dla gimnazjum część 2, Nowa Era, Warszawa 2011
  • Internet

https://www.google.pl/imghp?hl=pl&tab=wi

http://www.google.pl/imgres?hl=pl&biw=1588&bih=864&gbv=2&tbm=isch&tbnid=Wsx7SeaV3wgZGM:&imgrefurl=http://www.tapeta-samochod-mercedes-rajdowy.na-pulpit.com/&docid=bQO48g130FEJ1M&imgurl=http://www.tapeta-samochod-mercedes-rajdowy.na-pulpit.com/zdjecia/samochod-mercedes-rajdowy.jpeg&w=1024&h=768&ei=0cKqT4P7ONTZ4QSi1vzqDQ&zoom=1&iact=hc&vpx=1079&vpy=476&dur=1&hovh=194&hovw=259&tx=128&ty=104&sig=100657506257283870705&page=2&tbnh=155&tbnw=225&start=25&ndsp=30&ved=1t:429,r:16,s:25,i:226

http://www.google.pl/imgres?start=184&hl=pl&gbv=2&biw=1745&bih=889&tbm=isch&tbnid=O6WHGN5zbHoPtM:&imgrefurl=http://www.topcars.pl/Ford,Mustang,Shelby,GT500,z,1967,roku,piekny,i,wsciekly,klasyk,829.html&docid=ivW9jVEHVYMy_M&imgurl=http://www.topcars.pl/archiwum/amerykany/aktualnosci/shelby/shelby_gt500_67_protouring_style/THUMBS/THUMB_WIDE_1967_Mustang_Shelby_GT500_RestoMod_04.jpg&w=610&h=316&ei=U8WqT9b2HM_S4QS7o_2EBA&zoom=1&iact=rc&dur=459&sig=100657506257283870705&page=5&tbnh=90&tbnw=173&ndsp=49&ved=1t:429,r:30,s:184,i:69&tx=79&ty=51

3) Encyklopedia Fizyka