Newtonovy pohybové zákony Ing. Jan Havel

ANOTACE Kód EVM: K_INOVACE_2.FY.16 Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/01.0050 Vytvořeno: únor 2013 Ročník: 2. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), Anotace: Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Posuvné účinky síly Materiál slouží k výkladu Newtonových pohybových zákonu. Na praktických příkladech a zkušenostech z praxe názorně odvozuje znění jednotlivých zákonů. Učivo je ověřeno závěrečnými otázkami. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

Sir Isaac Newton (1643 – 1727) Anglický fyzik, matematik, filosof, astronom, teolog, alchymista Předseda Anglické královské společnosti, poslanec parlamentu, ministr financí Patří mezi nejvlivnější osoby v dějinách lidstva Formuloval tři pohybové zákony Položil základy diferenciálnímu a integrálnímu počtu Formuloval teorii gravitace televizní pořad o Isaacu Newtonovi [1] [1]

Newtonovy pohybové zákony Pohybové zákony jsou fyzikální zákony a popisují vztah mezi pohybem tělesa silami, které na těleso působí Jsou základem klasické mechaniky (zvláště její oblasti zvané DYNAMIKA) Zákon setrvačnosti Zákon síly Zákon akce a reakce [2] [1]

1. Pohybový zákon Zkušenost – těleso zůstává v klidu, dokud na něj nezačne působit vnější síla Např. míč při pokutovém kopu - penaltě Fotbalista kopne do míče – působí na něj silou Síla svým působením uvede míč do pohybu Míč před kopem zůstává v klidu [3] [1]

1. Pohybový zákon Zkušenost – těleso zůstává samovolně v pohybu, dokud na něj nepůsobí vnější síla – např. automobil jedoucí po rovině bez působení motoru [4] Překážka začne na automobil působit silou F Síla svým působením automobil zastaví – uvede do klidu Automobil před srážkou zůstává v pohybu [1]

Při srážkách na sebe koule působí silou 1. Pohybový zákon Zkušenost – kulečníkové koule se pohybují rovnoměrné, přímočaře, odkud nejsou nuceny vzájemnými nárazy měnit směr svého pohybu Síla působící během srážky dokáže změnit směr pohybu koule Koule se před srážkou pohybuje přímočaře Při srážkách na sebe koule působí silou [1] [5]

1. Pohybový zákon – zákon setrvačnosti Shrnutí předchozích zkušeností: Působící síla dokáže těleso rozpohybovat, zastavit, zpomalit, zrychlit nebo změnit směr jeho pohybu Pokud na těleso vnější síla nepůsobí zůstává v klidu nebo rovnoměrném přímočarém pohybu – tyto stavy jsou ekvivalentní! První Newtonův pohybová zákon: Tendenci těles k zachování svého pohybového stavu nazýváme SETRVAČNOST Těleso setrvává v klidu nebo rovnoměrném přímočarém pohybu, dokud není nuceno vnějšími silami tento stav změnit [1]

2. Pohybový zákon – zákon síly Z prvního NZ víme, že působením síly se mění pohybový stav tělesa (urychlí se, zpomalí, změní směr) Druhý zákon popisuje na čem a jak závisí velikost změny pohybového stavu Velikost změny pohybového stavu popisuje fyzikální veličina zvaná ZRYCHLENÍ Zrychlení udává o kolik se změní rychlost tělesa za daný časový úsek Značí se: a (acceleration) Jednotky: [a]=m2.s-1 [1]

2. Pohybový zákon – zákon síly Zkušenost – působíme-li na těleso větší silou, zrychlení je větší: [6] [7] Trabant 601 Výkon: 16,9 kW Zrychlení z 0 na 100 km.h-1: 41 s Bugatti Veyron Výkon: 736 kW Zrychlení z 0 na 100 km.h-1: 2,5 s [1]

2. Pohybový zákon – zákon síly Tělesa s menší hmotností snadněji uvedeme do pohybu, naopak těžší tělesa je obtížnější rozpohybovat: [8] [1]

2. Pohybový zákon – zákon síly Shrnutí – zrychlení těles je ovlivněnou jejich hmotností a výslednou silou, která na těleso působí Větší síla znamená větší zrychlení – přímá úměra Větší hmotnost znamená menší zrychlení – nepřímá úměra 2. Newtonův zákon – zákon síly: Zákon můžeme zapsat také pomocí vzorce: 𝑎= 𝐹 𝑚 Velikost zrychlení tělesa je přímo úměrné působící síle a nepřímo úměrné jeho hmotnosti [1]

3. Pohybový zákon – zákon akce a reakce Zkušenost – zpětný ráz při výstřelu Střela i dělo se po výstřelu pohybují – musí na ně působit síla Dělo působí na střelu silou a ta odletí ve směru působení Střela působí na dělo – poodjede v opačném směru než střela [9] [1]

3. Pohybový zákon – zákon akce a reakce Zkušenost – jestli z balónku uniká vzduch jedním směrem, balónek se pohybuje opačným směrem Při vystupování z lodi musíme dát pozor na pohyb lodi: [1]

3. Pohybový zákon – zákon akce a reakce Každá ze sil působí na jiné těleso a proto je nelze vzájemně skládat (při skládání by se vzájemně odečetly a my bychom nepozorovali žádné silové působení) Dvě tělesa na sebe vzájemně působí stejně velkými silami opačného směru. Tyto síly současně vznikají i zanikají a nazýváme je akce a reakce [1]

Otázky k opakování a procvičení Kdo to byl Isaac Newton? Kolik je Newtonových pohybových zákonů a jak znějí? Jak se nazývá tendence těles setrvávat v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu? Co je to zrychlení a jak se značí? Jaké veličiny ovlivňují zrychlení tělesa? Popište tuto závislost? Kde se setkáváme s důsledky zákony akce a reakce? Kde se setkáváme s důsledky setrvačnosti? [1]

Zdroje a použitá literatura [1] KNELLER, Godfrey. Wikipedia.cz [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg [2] TTRUNG. wikipedia [online]. [cit. 23.11.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newtons_laws_in_latin.jpg [3] FAISALZAMAN. wikipedia.cz [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2013-09-08_Patrice_Bernier_penalty_3.jpg [4] HOLT, Brady. wikipedia [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:IIHS_Hyundai_Tucson_crash_test.jpg [5] LONDON. wikipedia [online]. [cit. 27.3.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:British-pool-table-pocket.JPG [6] NEUMANN, Christopher. wikipedia [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trabant601K.jpg [7] NEZNÁMY. wikipedia [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bugatti_Veyron_16.4_%E2%80%93_Frontansicht_(1),_5._April_2012,_D%C3%BCsseldorf.jpg [8] SUPREME, Seven. wikipedia [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tr%C3%A4gheitskraft.svg [9] SEEDER. wikipedia [online]. [cit. 27.2.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:155fire.jpg VACEK, Jiří. Isaac Newton [online]. [cit. 25.2.2013]. Dostupný na WWW: http://www.converter.cz/fyzici/newton.htm REICHL, Jaroslav. zákon setrvačnosti [online]. [cit. 25.2.2013]. Dostupný na WWW: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/25-prvni-newtonuv-pohybovy-zakon-zakon-setrvacnosti Není-li uvedeno jinak, jsou obrazové materiály dílem autora, vytvořené v open-source sw Inkscape, případně jde o fotografie pořízené autorem materiálu