background image

 

 

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”  

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 

 

 

 

Biuro Projektu:

 

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego 

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81 

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: informatyka@pr.radom.pl 

Zajęcia wyrównawcze z fizyki     -Zestaw 4   -Teoria      

  

Dynamika.  Siła,  przyspieszenie,  zasady  dynamiki  Newtona.  Siła  wypadkowa.  Przykłady  sił:  siła 
ciężkości, siła tarcia, siła wyporu Archimedesa. Nieinercjalne układy odniesienia, siła bezwładności. 

Oddziaływania podstawowe  

Według  naszej  dotychczasowej  wiedzy  istnieją  tylko  cztery  podstawowe  oddziaływania  (siły), 

których wynikają wszystkie siły i oddziaływania zaobserwowane we Wszechświecie: 

 

Oddziaływanie grawitacyjne 

- 

siła grawitacyjna działa na wszystkie masy (jest siłą powszechną) 

pochodzi od mas; ma długi zasięg i najmniejsze względne natężenie.  

 

 

Oddziaływanie elektromagnetyczne 

siła elektromagnetyczna działa na ładunki i prądy i jej 

źródłem są ładunki i prądy; ma długi zasięg. Siły międzyatomowe mają charakter 
elektromagnetyczny ponieważ atomy zawierają naładowane elektrony i protony, a oddziaływania 
elektromagnetyczne ma wielokrotnie większe natężenie od grawitacyjnego. Większość sił z jakimi 
spotykamy się na co dzień np. tarcie, siła sprężystości jest wynikiem oddziaływania atomów, są to 
więc siły elektromagnetyczne. 
 

 

Oddziaływanie jądrowe (silne)

 - 

siła utrzymująca w całości jądra atomowe pomimo odpychania 

między protonami (ładunki dodatnie), ma bardzo krótki zasięg i największe względne natężenie. 
 

 

Oddziaływanie słabe 

temu oddziaływaniu podlegają wszystkie cząstki elementarne, w 

szczególności oddziaływanie to odpowiada za rozpady cząstek elementarnych. 

W tabeli poniżej zestawione są cztery oddziaływania podstawowe.  

Oddziaływanie 

Źródło oddziaływania 

Względne natężenie 

Zasięg 

Grawitacyjne 

Elektromagnetyczne 

Jądrowe  

Słabe 

Masa 

Ładunek elektryczny 

min. protony, neutrony 

cząstki elementarne 

około 10

-38

  

około 10

-2

  

około 10

-15

  

Długi  

Długi 

Krótki (około 10

-15

 m) 

Krótki (około 10

-18

 m) 

 

Siła F –to miara oddziaływań ciał. Jest to wielkość wektorowa. Jeżeli na ciało działa więcej niż jedna 
siła, to siła wypadkowa jest równa sumie działających sił. (Suma w sensie dodawania wektorów) 

3

2

1

F

F

F

F

 

Pęd ciała definiujemy jako iloczyn jego masy i prędkości (wektorowej) 

v

m

p

 

 

 

background image

 

 

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”  

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 

 

 

 

Biuro Projektu:

 

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego 

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81 

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: informatyka@pr.radom.pl 

I. 

Zasada dynamiki Newtona

 

Ciało, na które nie działa żadna siła (lub gdy siła wypadkowa jest równa zeru) pozostaje w spoczynku 
lub porusza się ze stałą prędkością po linii prostej. 

II. 

Zasada dynamiki Newtona

 

Jeżeli  na  ciało  o  masie  m  działa  siła  niezrównoważona  siła  F  lub  kilka  działających  na  to  ciało  sił 
posiada niezerową wypadkową  F, to zmianie ulega pęd tego ciała. Działająca siła jest wtedy równa 
pochodnej pędu względem  czasu. 

dt

p

d

F

 

Dla ciała o stałej masie sprowadza się to do iloczynu masy i przyspieszenia ciała. 

a

m

F

 

III. 

Zasada dynamiki Newtona

 

Gdy  dwa  ciała  oddziałują  wzajemnie,  to  siła  wywierana  przez  ciało  drugie  na  ciało  pierwsze  jest 
równa co do wartości i przeciwnie skierowana do siły, jaką ciało pierwsze działa na drugie. 

12

21

F

F

 

Ciężar 

Ciężar definiujemy jako siłę ciężkości działającą na ciało. 

mg

Q

 

, gdzie g = 9.81 m/s

2

 jest to przyspieszenie ziemskie na powierzchni Ziemi. 

Powyższy wzór pomija wpływ siły odśrodkowej związanej z ruchem obrotowym Ziemi wokół jej osi 
na ciężar ciała. 

Tarcie

 

Siła  tarcia  zawsze  działa  stycznie  do  powierzchni  zetknięcia  ciał  i  przeciwstawia  się  względnemu 
ruchowi  dwóch
  powierzchni.  Tarcie  może  istnieć  wówczas,  gdy  powierzchnie  są  nieruchome 
względem siebie (tarcie statyczne), jak również  wtedy, gdy  powierzchnie  te poruszają się  względem 
siebie  (tarcie  kinetyczne)  Maksymalna  siła  tarcia  statycznego  T

s

 

jest  równa  tej  krytycznej  sile,  którą 

musieliśmy przyłożyć, żeby ruszyć ciało z miejsca. 

Dla suchych powierzchni T

s

 

spełnia dwa prawa empiryczne. 

T

s

 

jest w przybliżeniu niezależna od wielkości pola powierzchni styku ciał; 

T

s

 

jest proporcjonalna do siły z jaką jedna powierzchnia naciska na drugą.

 

background image

 

 

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”  

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 

 

 

 

Biuro Projektu:

 

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego 

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81 

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: informatyka@pr.radom.pl 

N

s

s

F

T

 

Gdy działająca siła F jest większa od T

s

 

to ciało zostanie wprawione w ruch, ale nadal będzie istniała 

siła  tarcia  kinetycznego  T

k

 

przeciwstawiająca  się  ruchowi.  Siła  T

k

 

spełnia  dodatkowo,  oprócz  dwóch 

wymienionych powyżej, trzecie empiryczne prawo: 

T

k

 

nie zależy od prędkości względnej poruszania się powierzchni. 

N

k

k

F

T

 

Dla większości materiałów 

µ

k

 jest nieco mniejszy od  

µ

s

.

 

Siły bezwładności 

 

 

Siła  bezwładności  jest  to  siła  działająca  na  obiekty  znajdujące  się  w  nieinercjalnym  układzie 
odniesienia.  Nieinercjalny  układ  odniesienia  to  układ  poruszający  się  z  przyspieszeniem  względem 
układu inercjalnego. 

Na rysunku  XY to inercjalny układ odniesienia, 

X’Y’ to nieinercjalny układ odniesienia, 

a

O  

to przyspieszenie układu odniesienia nieinercjalnego X’Y’  względem układu inercjalnego XY 

o

ma

F

a

m

 

druga zasada dynamiki w układzie nieinercjalnym, 

gdzie 

o

b

ma

F

 

jest to siła bezwładności. 

W przypadku ruchu po okręgu siła bezwładności odśrodkowa wyraża się wzorem: 

background image

 

 

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”  

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 

 

 

 

Biuro Projektu:

 

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego 

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81 

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: informatyka@pr.radom.pl 

R

v

m

F

b

2

Siła wyporu Archimedesa 

Ciało  w  całości  lub  częściowo  zanurzone  w  płynie  jest  wypierane  ku  górze  siłą  równą  ciężarowi 
wypa

rtego przez to ciało płynu. 

Z

p

p

wyporu

gV

g

m

F