Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno Číslo a název projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0521 – Investice do vzdělání nesou nejvyšší úrok Autor: Mgr. Dagmar Hajdová Tematická sada: Opakování základních poznatků středoškolské fyziky (vybrané tématické celky) + bonus Téma: Mechanika tuhého tělesa Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_01_06

Anotace: Prezentace je určena k opakování tématického celku Mechanika tuhého tělesa. Obsahuje čtyřiadvacet otázek různé obtížnosti (1-4 body) ukrytých v interaktivní tabulce. K přechodu na snímek s odpovědí slouží obrázek pod otázkou, zpět na základní tabulku „smajlík“ v pravém dolním rohu snímku s odpovědí. Otázka, která již byla řešena, v tabulce zbělá.

Na závěrečný snímek celé prezentace lze přejít přes nadpis nad tabulkou. Doprovodné obrázky (ty, které nejsou přímo součástí otázky nebo odpovědi) jsou přiřazeny s humorným nadhledem, nikoliv jako ilustrace příslušného fyzikálního jevu.

MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA 1bod 1bod 1bod 1bod 1bod 1bod 2body 2body 2body 2body 2body 2body 3body 3body 3body 3body 3body 3body 4body 4body 4body 4body 4body 4body

Definuj pojem TĚŽIŠTĚ.

Těžiště je působiště výslednice všech tíhových sil působících na jednotlivé hmotné body tělesa.

Definuj základní rozdíl mezi posuvným a otáčivým pohybem tělesa.

Při posuvném pohybu se všechny body tělesa pohybují stejnou rychlostí, při otáčivém různou rychlostí podle vzdálenosti od osy otáčení.

Vyjmenuj rovnovážné polohy tělesa.

a volná (indiferentní). Stálá (stabilní), vratká (labilní) a volná (indiferentní).

Popiš, jak bys složil síly na obrázku.

Skládané síly posuneme po jejich vektorových přímkách do společného počátku, doplníme na rovnoběžník, úhlopříčka v tomto rovnoběžníku je hledaná výslednice (můžeme ji po její vektorové přímce opět libovolně posunout).

Vysvětli, co vlastně znamená „složit síly“.

Složit síly znamená nahradit je jedinou silou, která má na těleso stejné účinky.

Může ležet těžiště tělesa mimo těleso? Pokud ano, uveď příklad.

Může, například prstýnek, obruč, dutý válec,…

Uveď, jak se značí, jak se vypočítá a v jakých jednotkách se udává velikost momentu síly vzhledem k ose otáčení.

d - rameno síly d-rameno síly

Urči, která z vyznačených vzdáleností (d1,d2,d3) je tzv Urči, která z vyznačených vzdáleností (d1,d2,d3) je tzv. rameno síly (užívá se ve výpočtu momentu síly vzhledem k ose otáčení). d3 d1 . osa otáčení d2

Rameno síly je v obrázku vyznačeno jako d2 Rameno síly je v obrázku vyznačeno jako d2. Je to kolmá vzdálenost osy otáčení od přímky, na které leží síla.

Uveď vztah pro výpočet kinetické energie tělesa při posuvném pohybu.

Uveď vztah pro výpočet velikosti valivého odporu.

Popiš, jak graficky zjistíme polohu výslednice, skládáme-li rovnoběžné síly působící v různých bodech tuhého tělesa (viz obrázky).

Síly navzájem vyměníme a u jedné z nich změníme orientaci Síly navzájem vyměníme a u jedné z nich změníme orientaci. Koncovými body přesunutých sil proložíme přímku. Působiště výslednice leží v průsečíku této přímky se spojnicí působišť obou sil (viz obrázky).

Sestav rovnici, ze které lze určit polohu působiště výsledné síly (rovnici pro výpočet x, jestliže známe F1,F2,d). d x

d x

Sestav rovnici, ze které lze určit polohu působiště výsledné síly (rovnici pro výpočet x, jestliže známe F1,F2,d). x d

d x

Definuj pojem „dvojice sil“ a uveď dvě zvláštnosti, které s dvojicí sil souvisejí.

Dvojice sil jsou dvě rovnoběžné stejně velké síly opačné orientace, které působí ve dvou různých bodech tuhého tělesa. Jejich výslednice je nulová, přesto mají na těleso otáčivý účinek. Moment dvojice sil nezávisí na poloze osy otáčení.

Uveď název a základní charakteristiku rovnovážné polohy, ve které je kulička na obrázku.

Jedná se o rovnovážnou polohu vratkou (labilní) Jedná se o rovnovážnou polohu vratkou (labilní). Při vychýlení těžiště klesá, potenciální energie je v této poloze tedy nejvyšší.

Uveď název a základní charakteristiku rovnovážné polohy, ve které je kulička na obrázku.

Jedná se o rovnovážnou polohu stálou (stabilní) Jedná se o rovnovážnou polohu stálou (stabilní). Při vychýlení těžiště stoupá, potenciální energie je v této poloze tedy nejnižší.

Uveď název a základní charakteristiku rovnovážné polohy, ve které je kulička na obrázku.

Jedná se o rovnovážnou polohu volnou (indiferentní) Jedná se o rovnovážnou polohu volnou (indiferentní). Při vychýlení se výška těžiště (tedy ani potenciální energie) nemění, těleso ve volné rovnovážné poloze zůstává.

Uveď vztah pro výpočet kinetické energie rotujícího tělesa.

Uveď, jak se značí a v jakých jednotkách se udává moment setrvačnosti.

Moment setrvačnosti se značí J, jeho jednotka je kg.m2.

Definuj, čím je určena stabilita tělesa (včetně vztahu pro její výpočet).

Stabilita tělesa je určena prací, kterou musíme vykonat, abychom těleso překlopili z rovnovážné polohy stálé do rovnovážné polohy vratké.

Uveď Steinerovu větu (matematické vyjádření) a vysvětli její využití.

Slouží k výpočtu momentu setrvačnosti tělesa vzhledem k ose otáčení neprocházející těžištěm (J), jestliže známe moment setrvačnosti vzhledem k rovnoběžné ose, která těžištěm prochází (J0).

Porovnej momenty setrvačnosti dutého a plného válce o stejné hmotnosti a stejném poloměru vzhledem k ose procházející těžištěm (viz obrázek).

Moment setrvačnosti dutého válce je větší, protože veškerá hmotnost je soustředěna ve větší vzdálenosti od osy otáčení.

Sestav rovnici, ze které lze vypočítat výslednou rychlost při nepružném rázu (viz obrázek) dvou homogenních koulí, a uveď, z jakého zákona rovnice vyplývá.

Jedná se o zákon zachování hybnosti.

Sestav rovnice, ze kterých lze vypočítat rychlosti homogenních koulí po dokonale pružném rázu (viz obrázek), a uveď, z jakých zákonů rovnice vyplývají.

Jedná se o zákon zachování hybnosti a zákon zachování mechanické (kinetické) energie.

Díky za spolupráci a těším se zase příště… Autorka: Dagmar Hajdová Zdroj doprovodných obrázků: Galerie MS Office