W03 Fizyka Haran

Fizyka dla elektroników 1
Dr Grzegorz Harań
Wykład 03
Mechanika
Dynamika
Obserwacje zewnętrznych działań na ciała w ruchu pozwoliły Galileuszowi (1564-1642)
sformułować zasadę bezwładności
Zasada bezwładności
Istnieje układ odniesienia, w którym cząstka (punkt materialny) porusza się bez przyspieszenia,
czyli jednostajnie i prostoliniowo, gdy nic z zewnątrz na nią nie działa.
Zasada bezwładności została uznana przez Newtona w 1687r jako pierwsza zasada dynamiki.
Układ w którym spełniona jest zasada bezwładności nazywamy Inercjalnym układem odniesienia
(IUO).
Izaak Newton w 1687r formułuje zasady dynamiki.
I Zasada dynamiki
= zasada bezwładności Galileusza.
Z istnienia układu inercjalnego wynika istnienie nieskończonej liczby układów (IUO). Aączy je ze
sobą następujące przekształcenie:
Rozważamy ruch cząstki P w dwóch układach odniesienia K i K' z których
jeden: K jest IUO, a K' porusza się względem K ze stałą prędkością
u=śąux ,u ,u źą .
ą
y z
Przyjmijmy, że w chwili t=0 układy pokrywały się tzn. O=O ' .
r r '
Położenie P w K jest określone wektorem a w K' wektorem .
ą ą
t t
W chwili (po upływie czasu ) położenie cząstki względem tych
r
r lub .
układów są związane przekształceniem r=ą '�ąu t śą1źą r '=ą-ut
ą ą
d r d r '
ą ą
ą ą
V = , V '=
Prędkość cząstki P względem K i K' to odpowiednio .
dt dt
d d r d r d
ą' = ą
ą ą
śą1źą - śą u tźą śą 2źą V '=V -u
Licząc otrzymujemy ą
dt dt dt dt
ą ą
d V d V '
K : a= , K ' : a' =
Przyspieszenia w tych układach to: ą ą
dt dt
ą ą ą ą
d V ' d V d u d V ' d V
ą
śą2źą�! = - '" u=const �! = �!a '=a
ą ą ą .
dt dt dt dt dt
Jeśli K jest IUO to i K' jest IUO ponieważ gdy a=0 to też a '=0 .
ą ą
Opisaną transformację między dwoma IUO nazywamy transformacją Galileusza, jest ona
śą1źą r '=ą-ut t '=t
r
wyrażona równaniem . W kartezjańskim układzie odniesienia
ą
x '=x-ux t
y ' = y-u t
y
u=śąux ,u ,u źą
transformacja Galileusza wygląda następująco: , ą jest prędkością K'
y z
z '-z-uz t
t '=t
względem K.
Jeśli próbujemy zmienić prędkość ciała to stawia ono opór tej zmianie, opór ten nazywamy inercją
lub bezwładnością ciała, która jest indywidualną własnością danego ciała.
m
Ilościowo bezwładność jest określona przez masę (bezwładną). Opór stawiany przez masę
bezwładną jest określony II zasadą dynamiki.
II Zasada dynamiki
Zamiana ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły i odbywa się w kierunku prostej, wzdłuż
której siła jest przyłożona.
Inaczej lecz równoważnie:
ą
F m a
Między siłą przyspieszającą , masą i przyspieszeniem cząstki względem IUO
ą
zachodzi zależność:
ą
F=m a
ą
[kg]
m - masa (bezwładna), jednostką masy jest kilogram , masa jest skalarem.
m2 a1
m1=1kg , m2 F =m1 a1=m2a2 �! =
m1 a2
Wprowadzenie jednostki masy:
m2 F2
F1=m1 g , F2=m2 g �! =
m1 F1
III Zasada dynamiki
Jeśli dwa ciała oddziałują, to siła wywierana przez ciało 1 na ciało 2 jest równa co do wartości i
przeciwnie skierowana do siły z jaką ciało 2 działa na ciało 1.
ą ą
F12=-F21
Zasada Względności Galileusza
Prawa mechaniki są takie same we wszystkich IUO. Tzn. zasady dynamiki nie zmieniają się przy
zmianie IUO, tzn. są niezmiennikami transformacji Galileusza.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
W05 Fizyka Haran
W01 Fizyka Haran
W08 Fizyka Haran
W07 Fizyka Haran
W06 Fizyka Haran
W04 Fizyka Haran
W09 Fizyka Haran
W02 Fizyka Haran
pawlikowski, fizyka, szczególna teoria względności
Heller Czy fizyka jest nauką humanistyczną
Program wykładu Fizyka II 14 15
CKE 07 Oryginalny arkusz maturalny PR Fizyka
fizyka P5
fizyka 2
fizyka 2 (8)

więcej podobnych podstron