Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0349 Šablona III/2VY_32_INOVACE_719

Pohyb těles a jejich vzájemné působení Tematická oblast: Předmět: Jméno autora: Danuše Černínová Třída/ročník: 1. Datum vytvoření: 16.11.2012 Vzdělávací oblast: Pohyb těles a jejich vzájemné působení Tematická oblast: Dostředivá síla, síla působící v otáčející se soustavě Předmět: Fyzika Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Prezentace je určena žákům I. ročníku 4-letého a 5. ročníku 8-letého gymnázia jako podpůrný materiál ke studiu. Klíčová slova: Dostředivá síla, odstředivá setrvačná síla Druh učebního materiálu: prezentace

Dostředivá síla Síly působící v otáčející se soustavě Dostředivá síla působí z hlediska pozorovatele v inerciální vztažné soustavě. Otáčející se vztažná soustava je neinerciální. Na pozorovatele umístěného v této soustavě působí setrvačná odstředivá síla

Dostředivá síla Dostředivá síla působí z hlediska pozorovatele v inerciální vztažné soustavě. Jejím vlivem je zakřivována trajektorie, působí dostředivé zrychlení. Síla reakce se nazývá odstředivá síla Jakmile přestane dostředivá síla působit , těleso se bude pohybovat přímočaře ve směru tečny k trajektorii, viz. obrázek

Dostředivá síla - výpočet Při rovnoměrném pohybu hmotného bodu po kružnici má hmotný bod dostředivé zrychlení Podle druhého pohybového zákona musí na hm. bod působit síla stejného směru. Její velikost je dána: F= m.a

Příklady A) Sportovec při hodu kladivem roztáčí kladivo o hmotnosti 7,25 kg po kružnici o poloměru 1,8 m tak, že vykoná jednu otočku za 0,45 s. Jak velkou dostředivou sílu musí vyvinout? B) Při hodu diskem roztáčí atlet disk o hmotnosti 2 kg po kružnici o poloměru 1,1 m, přičemž na něj působí dostředivou silou o velikosti 900 N. Jaké rychlosti disk dosáhne?

Výsledky A) = 2544,2N = 2,5kN B) v = 22,2 m.s-1

Síly působící v otáčející se soustavě Soustava spojená s pozorovatelem P na sedačce kolotoče, který se rovnoměrně otáčí je neinerciální. Pozorovatel je vzhledem k sedačce v klidu,protože se pohybuje po kružnici, působí na něj dostředivá síla, která je kompenzována setrvačnou odstředivou silou opačného směru.Obě síly působí na stejné těleso a proto se ruší. Nejedná se o síly akce a reakce.

Otázka Jaká situace nastane v případě,že přestane působit dostředivá síla na sedačku kolotoče? Řešte z hlediska pozorovatele v inerciální soustavě spojené se zemí. B) Řešte z hlediska pozorovatele v neinerciální vztažné soustavě spojené se sedačkou.

Odpověď A) Sedačka se bude pohybovat rovnoměrným přímočarým pohybem ve směru tečny k trajektorii v místě, kde byla sedačka uvolněna. B)Setrvačná odstředivá síla není rušena dostředivou silou a proto udělí sedačce impuls k pohybu ve směru původní odstředivé síly - tj. sedačka se bude vzdalovat od osy otáčení kolotoče ve směru setrvačné odstředivé síly.

Příklad 1. A)Auto o hmotnosti 1200 kg přejíždí most vypuklého tvaru. Jak velkou silou působí na most v jeho nejvyšším bodě, přejíždí-li ho rychlostí 54 km·h-1? Poloměr křivosti mostu je 45 m.

Výsledek

Příklad 2. B) Zatáčka závodní dráhy má poloměr 24 m a je klopena pod úhlem 25°. Jak velkou rychlostí projíždí zatáčkou automobil, je-li výslednice tíhové a setrvačné odstředivé síly kolmá k povrchu vozovky.

Výsledek

Zdroje [online]. [cit. 2012-11-08]. Dostupné z: http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=4d656368616e696b61h&key=208 [online]. [cit. 2012-11-09]. Dostupné z: http://www.google.cz/imgres?q=dostředivá+síla&hl=cs&sa=X&rlz=1C1ASUT_csCZ504CZ504&biw=1241&bih=606&tbm=isch&prmd=imvns&tbnid=DnHasrU4IshCMM:&imgrefurl=ht [online]. [cit. 2012-11-09]. Dostupné z: http://www.google.cz/imgres?q=dostředivá+síla&hl=cs&sa=X&rlz=1C1ASUT_csCZ504CZ504&biw=1241&bih=606&tbm=isch&prmd=imvns&tbnid=MpXNrc59TmN-JM:&imgrefurl=h [online]. [cit. 2012-11-09]. Dostupné z: http://galaktis.cz/ext/1318/