Fyzika 1. ročník učebních oborů 2. Mechanika - dynamika Fyzika 1. ročník učebních oborů

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Mechanika-dynamika Fyzika učební obory první Mgr. Libor Vakrčka Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Prohlášení Prohlašuji, že jsem tento výukový materiál vypracoval samostatně, a to na základě poznatků získaných praktickými zkušenostmi z pozice učitele ve Střední odborné škole Josefa Sousedíka Vsetín, a za použití níže uvedených informačních zdrojů a literatury. Tento výukový materiál byl připravován se záměrem zkvalitnit a zefektivnit výuku minimálně v 8 vyučovacích hodinách. Ve Vsetíně dne Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Obsah: 2. kapitola : Mechanika-dynamika 2.1. Síla 2.2. Grafické znázornění síly 2.3. Skládání sil 2.4. Gravitace 2.4.1. Gravitační a tíhová síla 2.4.2. Tíhová síla, tíha Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Obsah: 2. kapitola : Mechanika-dynamika 2.5. Newtonovy pohybové zákony 2.5.1. Zákon setrvačnosti 2.5.2. Zákon síly 2.5.3. Zákon akce a reakce 2.6. Newtonovy pohybové zákony - výpočty 2.7. Těžiště 2.8. Rovnovážné polohy těles 2.9. Shrnutí a procvičení učiva Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

2.1. Síla je veličina, kterou užíváme k popisu vzájemného působení těles. značka: F jednotka: N (Newton) tělesa na sebe mohou působit při dotyku nebo na dálku (prostřednictvím silových polí) účinky síly: deformační (změna tvaru tělesa) -pružná, nepružná pohybové (změna pohybového stavu)

2.1. Síla video Siloměr - prodloužení pružiny je přímo úměrné působící síle

2.2. Grafické znázornění síly Sílu můžeme znázornit orientovanou úsečkou (úsečka s šipkou). Síla má tři charakteristiky – působiště, směr, velikost působiště (bod, ve kterém síla působí) směr velikost

2.3. Skládání sil Výslednice sil je síla, která má stejné účinky jako skládané síly. Výslednice rovnoběžných sil stejného směru je síla s velikostí rovnou součtu sil. Má stejný směr jako skládané síly F1=4N F2=6N F=10N

2. 3. Skládání sil Výslednice rovnoběžných sil opačného směru F1=5N je síla s velikostí rovnou rozdílu sil. Má směr větší síly. F1=5N F2=8N F=3N

2. 3. Skládání sil 2. Výslednice rovnoběžných sil opačného směru rovnováha sil : dvě stejně velké síly opačného směru působící ve stejné přímce

2.3. Skládání sil V kabině výtahu je zavěšeno na siloměru závaží o hmotnosti 5kg. Jak velkou tahovou sílu ukáže siloměr je-li kabina v klidu m = 5kg g = 10 m.s-2 F = m . g = 5 . 10 = 50N

2.3. Skládání sil b) pohybuje-li se vzhůru se zrychlením 2m.s-2 F = (m .g) + (m . a) = (5 . 10) + (5 . 2) = 60N c) pohybuje-li se dolů se zrychlením 2m.s-2 F = (m . g) - (m . a) = (5 . 10) - (5 . 2) = 40N d) padá-li volným pádem k zemi F = (m . g) - (m . g) = (5 . 10) - (5 . 10) = 0N

Výslednice dvou různoběžných sil se stejným působištěm 2.3. Skládání sil Výslednice dvou různoběžných sil se stejným působištěm úsečky znázorňující síly doplníme na rovnoběžník výslednice je síla, která je úhlopříčkou rovnoběžníka a vychází z působiště obou sil

Výslednice dvou různoběžných sil se stejným působištěm 2.3. Skládání sil Výslednice dvou různoběžných sil se stejným působištěm video

2.4. Gravitace Gravitace = vzájemná přitažlivost je obecnou vlastností všech těles Dva hmotné body se přitahují stejně velkými silami opačného směru. Velikost gravitační síly Fg je přímo úměrná hmotnosti a nepřímo druhé mocnině vzdálenosti obou těles m2 m1

2.4. Gravitace video

2.4.1. Gravitační a tíhová síla Na všechna tělesa na povrchu Země působí dvě síly: Gravitační síla Fg (směřuje do středu Země) Setrvačná síla Fs (směřuje od osy otáčení a je způsobená rotací Země kolem osy) Výslednicí je tíhová síla FG (určuje směr svislý)

2.4.2. Tíhová síla, tíha FG = m . g video Tíhová síla FG/N vyjadřuje působení Země na těleso Tíha G/N je síla, kterou působí těleso na vodorovnou podložku nebo na závěs Velikost a směr FG a G jsou pro dané místo stejné g = tíhové zrychlení = 9,81m.s-2 = 10 m.s-2 video FG = m . g

2.4.2. Tíhová síla, tíha Jak velkou silou působí basketbalista o hmotnosti 100kg pověšený na obroučku koše? m =100kg g = 10 m.s-2 FG = m . g = 100 . 10 = 1000N = 1kN

2.4.2. Tíhová síla, tíha video Tíhové zrychlení na Zemi a Měsíci 6,05 1

2.5. Newtonovy pohybové zákony Zákon setrvačnosti (první pohybový zákon) Zákon síly (druhý pohybový zákon) Zákon akce a reakce (třetí pohybový zákon)

2.5.1.Zákon setrvačnosti Těleso setrvává v relativním klidu nebo se pohybuje rovnoměrným pohybem, pokud není přinuceno vnějšími silami tento stav změnit Pohybový stav tělesa charakterizuje – hybnost značka: p jednotka: kg.m.s-1 Každá změna hybnosti je vyvolána silovým působením jiného tělesa p = m . v p m . v

2.5.1. Zákon setrvačnosti síly působící po a proti směru pohybu - Tíhová síla FG (pohyb z kopce) - Působení jiného tělesa - Tíhová síla FG (pohyb do kopce) - Tření – smykové, valivé - Odpor prostředí (vzduch, voda) video

2.5.1. Zákon setrvačnosti síly působící po a proti směru pohybu Tření = klidové > smykové > valivé video

2.5.1. Zákon setrvačnosti síly působící po a proti směru pohybu Velikost třecí síly závisí na: video hmotnosti drsnosti styčných ploch nezávisí na velikosti styčných ploch

2.5.1. Zákon setrvačnosti síly působící po a proti směru pohybu video Kapalina snižuje smykové tření Kuličkové ložisko = součástka převádějící smykové tření na valivé

2.5.1. Zákon setrvačnosti síly působící po a proti směru pohybu Odpor prostředí video Ve vakuu odpor prostředí neexistuje

2.5.2. Zákon síly Působením síly na těleso můžeme: Uvést z klidu do pohybu Uvést z pohybu do klidu Změnit trajektorii pohybu Změnit rychlost pohybu

2.5.2. Zákon síly Poměr změny hybnosti tělesa Δp a času, v němž tato změna nastala Δt se rovná působící síle F Velikost zrychlení a, které uděluje síla F tělesu o hmotnosti m, je přímo úměrná velikosti síly F a nepřímo úměrná hmotnosti m » F m . a FG m . g

p (celková hybnost) = p1 + p2 = konstanta 2.5.3. Zákon akce a reakce Dvě tělesa na sebe navzájem působí stejně velkými silami opačného směru. Tyto síly současně vznikají a zanikají, označujeme je akce a reakce. Platí zákon zachování hybnosti p (celková hybnost) = p1 + p2 = konstanta reakce akce

2.5.3. Zákon akce a reakce video

2.6. Newtonovy pohybové zákony výpočty Automobil má při rychlosti 90km/h hybnost 15 000kg.m.s-1. Jakou má automobil hmotnost? v = 90km.h-1 : 3,6 = 25m.s-1 p = 15 000kg.m.s-1 m = p : v = 15000 : 25 = 600kg

2.6. Newtonovy pohybové zákony výpočty Jak velká je rychlost střely o hmotnosti 20g, která měla při dopadu na cíl hybnost 12kg.m.s-1? m = 20g = 0,02kg p = 12kg.m.s-1 v = p : m = 12 : 0,02 = 600m.s-1

2.7. Těžiště Každé těleso má jen jedno těžiště ( T ) Těžiště je působištěm tíhové síly Těžiště najdeme v průsečíku těžnic (prodloužení závěsu), poloha těžiště závisí na rozložení látky v tělese Těžiště může být i mimo tělesa T FG T FG

2.8. Rovnovážné polohy těles Podle vzájemné polohy těžiště T a závěsu Z (bodu podepření) rozeznáváme: Poloha stálá (stabilní) Poloha volná (indiferentní) Poloha vratká (labilní) Z T T = Z T Z

2.8. Rovnovážné polohy těles Těleso je v rovnovážné poloze volné také tehdy, pokud svislá přímka vedená z jeho těžiště prochází vždy bodem dotyku tělesa s podložkou video

2.8. Rovnovážné polohy těles Těleso je v rovnovážné poloze stálé také tehdy, je-li podepřeno alespoň ve třech bodech a prochází-li svislá těžnice obrazcem, který tyto body vytvářejí. T video

2.9. Shrnutí a procvičení učiva

Seznam použitých zdrojů a literatury INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Seznam použitých zdrojů a literatury Ivan Štoll, Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU, 1.vydání, Prometheus Praha, str. 25-35, ISBN 80-7196-223-6 RNDr. Milan Bednařík, CSc, doc. RNDr. Miroslava Široká, CSc, RNDr. Jaromír Široký, CSc, Fyzika I pro studijní obory SOU, 3. vydání, SPN Praha, str. 60-80, ISBN 80-04-25515-9 František Jáchim, Jiří Tesař, Fyzika pro 7. ročník ZŠ,SPN Praha 1999, str. 52-90, ISBN 80-7235-116-8 LANGMaster, Jak věci fungují 1, Fyzika, CD A, www.langmaster.cz Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky