9. Dynamika – hybnost, tření, tíhová a tlaková síla Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Anna Červinková Název prezentace (DUMu): 9. Dynamika – hybnost, tření, tíhová a tlaková síla Název sady: Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař Ročník: 1. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/34.0727 Datum vzniku: 5. 10. 2012 Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1 Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům prvních ročníků technických oborů základní poznatky z daných odvětví fyziky. Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na objasnění pojmu hybnost a zákona zachování hybnosti, vysvětlení tření a rozlišení tíhové a tlakové síly

Hybnost Charakterizuje pohybový stav tělesa Vektorová fyzikální veličina Směr vektoru hybnosti je stejný, jako směr vektoru rychlosti

Značka: p Jednotka: kg·m·s-1 Platí: p = m · v m - hmotnost v – rychlost Čím větší je hmotnost a rychlost tělesa, tím hybnost může udělit

Změna hybnosti Mění–li se při působení síly na těleso jeho rychlost mění se i jeho hybnost Platí-li pro sílu vztah F = m·a a pro změnu rychlosti (charakterizuje veličina zrychlení) a = Δv/Δt můžeme napsat:

Značka pro změnu hybnosti: Δp Platí Δp = m ·Δv nebo Δp = F ·Δt Předposlední vztah je obecnějším vyjádřením 2. pohybového zákona Vyjadřuje časový účinek síly na těleso

Zákon zachování hybnosti p1+ p2 = konst. m1·v1 + m2·v2 = konst. m1·v1 = - m2·v2 v1 ,v2 - rychlosti, m1, m2 - hmotnosti Celková hybnost izolované soustavy se vzájemným působením nemění. Mění se pouze hybnost jednotlivých těles

Brzdná síla Je síla působící proti pohybu tělesa posunuje-li se po povrchu jiného tělesa nebo se pohybuje v látkovém prostředí Způsobuje brzdění tělesa Dělí se na smykové tření a valivý odpor

Smykové tření Vzniká při smýkavém pohybu těles Příčinou jsou nerovnosti plochy nebo vzájemné působením částic na povrchu stykových ploch Závisí na jakosti stykových ploch a na tlakové síle působící kolmo k podložce Nezávisí na obsahu plochy a na rychlosti (při malých rychlostech při větších rychlostech závisí nepřímo úměrně)

Značka: Ft Platí: Ft = Fn · f Fn = m·g – tlaková síla f – součinitel smykového tření, jeho hodnoty najdeme v tabulkách

Valivý odpor Vzniká při valivém pohybu těles Příčinou jsou deformace podložky před tělesem nebo jeho vlastní deformace Závisí na tlakové síle poloměru tělesa a jakosti stykových ploch Za stejných podmínek je menší než smykové tření

Značka: Fv Platí: Ft = (ξ · Fn ) / R Fn = m·g – tlaková síla R – poloměr tělesa ξ – rameno valivého odporu

Tíhová síla Síla, kterou působí Země na všechna tělesa při svém povrchu Směr je svisle dolů Uděluje tělesům tíhové zrychlení g = 9,81 m/s2 Tíhové zrychlení se mění se zeměpisnou šířkou

Má pohybový účinek Má působiště v těžišti tělesa Značka: FG Jednotka: N Platí: FG = m·g m – hmotnost g – tíhové zrychlení

Tíha Síla, kterou působí nehybná tělesa na vodorovnou podložku nebo závěs Projevuje se jako tlaková nebo tahová síla Je důsledkem tíhové síly, kterou působí Země na těleso Nemá pohybový účinek

Působiště je v místě závěsu nebo v místě styku podložky s tělesem Velikost i směr je stejný jako u tíhové síly Umožňuje určovat hmotnost těles vážením Značka: G Jednotka: N Platí: G = m·g m – hmotnost g – tíhové zrychlení

Závěrečný test Skupina A Jak ovlivní rychlost hybnost tělesa? Urči, které z těles má větší hmotnost a proč, jestliže se po srážce pohybují v1 = 5m/s a v2 = 3m/s? Co je příčinou smykového tření? Kde je působiště tíhové síly Která ze sil nemá pohybový účinek? Na čem závisí velikost valivého odporu?

Skupina B Jak ovlivní hmotnost hybnost tělesa? Urči, které z těles se bude po srážce pohybovat větší rychlostí a proč m1 = 5kg m2 = 3kg. Co je příčinou valivého odporu? Kde je působiště tíhy? Která ze sil má pohybový účinek? Na čem závisí velikost třecí síly?

Odpovědi Skupina A S rostoucí rychlostí se zvětšuje hybnost Druhé. Plyne ze zákona zachování hybnosti Příčinou jsou nerovnosti plochy nebo vzájemné působením částic na povrchu stykových ploch V těžišti tělesa Tíha Na jakosti povrchů, poloměru a tlak. síle

Skupina B S rostoucí hmotností se zvětšuje hybnost Lehčí. Plyne ze zákona zachování hybnosti Příčinou jsou deformace podložky před tělesem nebo jeho vlastní deformace V místě závěsu nebo styku s podložkou Tíhová síla Na jakosti stykových ploch, na tlakové síle

Seznam zdrojů pro textovou část LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1.díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995 SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 LEPIL, O. a kol. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995 BEDNAŘÍK, M. a kol. Fyzika I pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984

Seznam zdrojů pro použité obrázky Snímek 4 – Steinmann, S. [cit. 2006-26-05]. Dostupný pod licencí  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Inelastischer_sto%C3%9F.gif Snímek 4 - Steinmann, S. [cit. 2006-26-05]. Dostupný pod licencí  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elastischer_sto%C3%9F.gif

Snímek 7 – Rogue, R. [cit. 2006-26-05] Snímek 7 – Rogue, R. [cit. 2006-26-05]. Dostupný pod licencí  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elastischer_sto%C3%9F3.gif