1. PRZEANALIZUJ RUCH KULKI W LEPKIEJ CIECZY, PRZY CZYM GĘSTOŚĆ KULKI JEST WIĘKSZA OD GĘSTOŚCI CIECZY.

Na kulkę działają siły:

• siła ciężkości kulki $\overrightarrow{P}$ = $\overset{}{\text{mg}}$→ =$p\overrightarrow{\text{Vg}}$

• siła wyporu Archimedesa $\overrightarrow{W}$ =-p’V $\overrightarrow{g}$,

• siła oporu wynikająca z ruchu $\overrightarrow{\text{Ft}\ }$= -6πrn$\overrightarrow{v}$

przy czym:

V =$\frac{4}{3}\pi r^{3}$ - objętość kulki,

p - gęstość materiału kulki,

p ' - gęstość cieczy

Siła wypadkowa $\overrightarrow{F,}$ działająca na ciało wynosi

$\overrightarrow{F,}$=$\overrightarrow{P}$+$\overrightarrow{W}$+$\overrightarrow{\text{Ft}\ }$

Wartość wypadkowej siły F maleje wraz z czasem spadania kulki w cieczy. Ruch tej kulki jest ruchem przyspieszonym, lecz niejednostajnie(przyśpieszenie maleje w czasie-przyczyną jest zwiększenie prędkości kulki i wzrost wartości siły oporu).

Ruch w cieczy lepkiej z prędkością początkową v0 = 0 związanej z lepkością cieczy, Ft . Po dostatecznie długim czasie suma siły oporu i siły wyporu równoważy siłę ciężkości; wtedy wypadkowa siła osiąga wartość zero. Od tego momentu kulka porusza się ruchem jednostajnym ze stałą prędkością zwaną prędkością graniczną.

1. PRZEANALIZUJ PRZEMIANĘ ENERGII MECHANICZNEJ NA RÓWNI POCHYŁEJ DLA STACZAJĄCEJ SIĘ BRYŁY.

Przemiany energii mechanicznej,to przemiany energii potencjalnej Ep w energię kinetyczną Ek.
Ciało umieszczone na równi pochyłej posiada energię potencjalną

Ep= m* g* h,

gdzie:

m-masa ciała,

g- przyśpieszenie grawitacyjne(g=10[m/s2],

h- wysokość równi.

Ciało zsuwając się z równi zamienia się w energię kinetyczną Ek i jest w stanie wykonać pracę W:

Ep=Ek+W

Ep=m*g*h

Ek=(m*V2)/2

W=Fs*s

Fs- siła zsuwająca(wprawiająca ruch);

Fs=m*g*sin(alfa)

Alfa-kąt nachylenia równi do płaszczyzny podstawy.

F=Fs - T

F- siła niezrównoważona,

T- siła tarcia poślizgowego lub toczenia

F=m*a

T=m*g*f

f- współczynnik tarcia.
Związek pomiędzy siłami

F=Fs –T

m*a=m*g*sin(alfa) -m*g*f
a=g(sin - f)

1. ZASADA ZACHOWANIA PĘDU.

Pęd definiujemy jako iloczyn masy i prędkości ciała.

Pęd jest wektorem o zwrocie zgodnym z kierunkiem ruchu ciała. Pęd, a raczej jego zmiana , ma ścisły związek z siłą działającą na ciało.

Zależność tę określa się nieraz mianem uogólnionej drugiej zasady dynamiki Newtona.

Jeżeli na jakiś układ ciał nie działają siły (oddziaływania) zewnętrzne, wtedy układ ten ma stały pęd. Czyli, zapisując to wzorami:

jeżeli F = 0, to p = const

Lub jeszcze inaczej:

Zmienić pęd układu może tylko siła działająca z zewnątrz układu.

1. PORÓWNAJ PODSTAWOWE ODDZIAŁYWANIA W PRZYRODZIE. WYJAŚNIJ RÓŻNICĘ POMIĘDZY CIĘŻAREM CIAŁA A GRAWITACJĄ.

Znamy cztery rodzaje oddziaływania elementarnego między cząstkami: grawitacyjne, elektromagnetyczne, silne i słabe.

• Oddziaływanie grawitacyjne- występuje między każdymi ciałami posiadającymi masę. Opisywane jest prawem powszechnego ciążenia podanym przez Newtona. Jest to najsłabsze znane oddziaływanie. Przy oddziaływaniu między dwoma protonami siła grawitacyjna jest około 10³⁶ razy mniejsza od siły elektrostatycznej. Ma ona znaczenie przy oddziaływaniu ciał o bardzo dużych masach. Przy oddziaływaniach cząstek elementarnych ją pomijamy. Hipotetyczną cząstką przenoszącą oddziaływanie grawitacyjne jest grawiton.

• Oddziaływanie elektromagnetyczne- odpowiada za siły działające między naładowanymi cząstkami - ładunkami dodatnimi i ujemnymi. Jednoimienne się odpychają, różnoimienne przyciągają. Oddziaływanie to odpowiedzialne jest za siły kontrolujące strukturę atomową, reakcje chemiczne i wszystkie zjawiska elektromagnetyczne. Oddziaływanie elektromagnetyczne przenosi foton czyli kwant promieniowania elektromagnetycznego.

• Oddziaływanie silne- jest około 100 razy silniejsze od oddziaływania elektromagnetycznego stąd jego nazwa. Działa tylko na niewielkie odległości (rzędu 10^-15m między kwarkami). Cząstki przenoszące oddziaływanie silne nazywamy glonami. Kwarki i gluony posiadają ładunek kolorowy zwany krótko kolorem. Kwarki ciągle zmieniają swój kolor podczas wymiany gluonów z innymi kwarkami. Kwarki jednego protonu mogą się "sklejać" z kwarkami innego protonu, nawet gdy proton pozostaje kolorowo obojętny. Nazywamy to szczątkowym oddziaływaniem silnym. Oddziaływanie silne odpowiedzialne jest za siłę działającą między nukleonami, która powoduje ogromną trwałość jądra atomowego.

• Oddziaływanie słabe- jest ono około 10¹⁰ słabsze od oddziaływania elektromagnetycznego i działa na bardzo małe odległości(10^-18m). W oddziaływaniach słabych uczestniczą wszystkie cząstki z wyjątkiem fotonu (ewentualnie grawitonu). Kiedy kwark lub lepton zmienia rodzaj mówimy o zmianie zapachu. Wszystkie zmiany zapachu powodują oddziaływania słabe. Oddziaływanie słabe występuje więc między leptonami i odpowiedzialne jest za rozpad hadronów.

1. ZDEFINIUJ MOMENT SIŁY, MOMENT PĘDU, MOMENT BEZWŁADNOŚCI. PODAJ TWIERDZENIE STEINERA.

Moment bezwładności to miara bezwładności ciała w ruchu obrotowym względem ustalonej osi obrotu. Im większy moment bezwładności tym trudnie jest ruch obrotowy ciała. Wartość ta zależy od osi obrotu ciała. Kształtu ciała i rozmieszczenia w nim masy. Mierzony jest w .

Moment siły (moment obrotowy) to iloczyn wektorowy promienia wodzącego r o początku w punkcie O, końcu w punkcie przyłożenia siły oraz siły F.

Jednostką momentu siły jest Nm- niutonometr. Wektor momentu siły jest wektorem

osiowym, zaczepionym w punkcie 0. Jego kierunek jest prostopadły do kierunku płaszczyzny wyznaczonej przez wektor F i promień wodzący r.

Moment pędu punktu materialnego o pędzie p, którego położenie opisane jest wektorem wodzącym r względem danego układu odniesienia, definiuje się jako wektor będący rezultatem iloczyny wektorowego wektora położenia i pędu:

Twierdzenie Steinera (dotyczy zmiany momentu bezwładności ciała sztywnego przy zmianie osi obrotu):

Jeśli moment bezwładności względem osi przechodzącej przez środek masy ciała wynosi

l₀, to względem osi równoległej do danej i odległej od niej o a, moment bezwładności będzie wynosił:

I=I₀+ma²

gdzie m – masa ciała