I zasada dynamiki (ruch postępowy)

Jeżeli na ciało nie działa żadna niezrównoważona siła,

to nie zmienia się stan jego ruchu, tzn. pozostaje ono

w stanie spoczynku lub ruchu prostoliniowego jednostajnego.

układ inercjalny – układ odniesienia, w którym spełnione są zasady dynamiki Newtona

działają wyłącznie siły rzeczywiste

do zmiany stanu ruchu ciała konieczne działanie sił – bezwładność inercja

II zasada dynamiki (ruch postępowy)

A. sformułowanie dla m = const

Jeżeli na ciało o stałej masie działa niezrównoważona siła,

to porusza się ono ruchem zmiennym z przyspieszeniem

wprost proporcjonalnym do działającej siły i tak samo

skierowanym, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

I zasada dynamiki jest szczególnym przypadkiem

II zasady dynamiki (sformułowanie A)

B. sformułowanie ogólne

Zmiana pędu ciała w jednostce czasu jest wprost proporcjonalna

do wypadkowej siły działającej na to ciało i zgodnie z nią

skierowana.

II zasada dynamiki (sformułowanie A) jest szczególnym przypadkiem II zasady dynamiki (sformułowanie B)

III zasada dynamiki (ruch postępowy)

Jeżeli jedno ciało działa na drugie pewną siłą, to drugie ciało

działa na pierwsze siłą równą co do wartości i wzdłuż tego

samego kierunku, ale o zwrocie przeciwnym.

1

2

Każdej akcji towarzyszy równa jej co do wartości lecz przeciwnie

skierowana reakcja

Zasada zachowania energii mechanicznej

Jeżeli wszystkie działające na rozpatrywany układ zamknięty

siły są zachowawcze, to całkowita energia mechaniczna układu

(kinetyczna + potencjalna) nie ulega zmianie.

siła zachowawcza – praca nie zależy od drogi, tylko od położeń początkowego i końcowego

Rodzaje sił zachowawczych:

• siły centralne – np. siły grawitacyjne, elektrostatyczne

• siły elastyczne – np. siła sprężystości sprężyny

Siły zachowawcze – energia potencjalna

pojęcie siły zachowawczej pozwala wprowadzić definicję

(zmiany) energii potencjalnej

zmiana energii potencjalnej – praca wykonana przez siłę

zewnętrzną, równoważącą siłę zachowawczą

punkt odniesienia: ep = 0 – najczęściej dla Fz=0

Zasada zachowania pędu

Jeżeli zamknięty układ ciał jest izolowany (nie działa na niego

niezrównoważona siła zewnętrzna), to pęd układu nie ulega zmianie kierunek poziomy:

zasada zachowania pędu

kierunek pionowy:

moment bezwładności – cecha ciała określająca opór stawiany czynnikom zmieniającym stan ruchu obrotowego (odpowiednik

masy w ruchu postępowym)

określony względem osi obrotu

zależy od rozkładu masy względem osi obrotu

moment siły – miara zdolności siły do zmiany stanu ruchu

obrotowego

określony względem punktu

moment pędu – miara „ilości ruchu obrotowego”

określony względem punktu

I zasada dynamiki (ruch obrotowy)

Jeżeli na ciało sztywne nie działa żaden niezrównoważony

moment siły, to pozostaje ono w stanie spoczynku lub

porusza się ruchem obrotowym jednostajnym wokół

nieruchomej osi.

II zasada dynamiki (ruch obrotowy)

A. sformułowanie dla I = const i stałej osi obrotu Jeżeli na ciało sztywne o stałym momencie bezwładności

działa niezrównoważony moment siły, to porusza się ono

ruchem obrotowym zmiennym z przyspieszeniem

kątowym wprost proporcjonalnym do działającego

momentu siły, zależnym od momentu bezwładności ciała.

I zasada dynamiki jest szczególnym przypadkiem

II zasady dynamiki (sformułowanie A)

II zasada dynamiki (ruch obrotowy)

B. sformułowanie ogólne

Zmiana momentu pędu ciała sztywnego w jednostce czasu

jest wprost proporcjonalna do wypadkowego momentu

siły działającego na to ciało i zgodnie z nim skierowana.

Zasada zachowania momentu pędu

Jeżeli na zamknięty układ ciał nie działa niezrównoważony

moment siły zewnętrznej, to moment pędu układu nie ulega

zmianie.

wynika z II zasady dynamiki dla ruchu obrotowego

Oscylator harmoniczny prosty

równanie ruchu:

rozwiązanie:

faza początkowa nieistotna.

Oscylator harmoniczny tłumiony

równanie ruchu:

rozwiązanie:

faza początkowa nieistotna

oscylator harmoniczny wymuszony

Prawo powszechnego ciążenia (1665)

Siła działająca między dwoma ciałami punktowymi

obdarzonymi masą jest siłą przyciągającą skierowaną

wzdłuż prostej łączącej te ciała (centralną),

wprost proporcjonalną do iloczynu mas

i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości.

0 zasada termodynamiki

Jeżeli ciała A i B są w stanie równowagi termodynamicznej z trzecim ciałem T, to są one także w stanie równowagi termodynamicznej ze sobą nawzajem. Warunkiem koniecznymi dostatecznym

równowagi termodynamicznej jest równość temperatur.

Ciepło właściwe – pojemność cieplna na jednostkę masy

I zasada termodynamiki

Zmiana energii wewnętrznej układu termodynamicznego jest sumą

ciepła dostarczonego do układu i wykonanej nad nim pracy.

W postaci różniczkowej

Gaz doskonały

Gaz doskonały – ujęcie makroskopowe

w dowolnych warunkach spełnia równanie stanu

gazu doskonałego (równanie Clapeyrona):

pV = nRT

Podstawowe przemiany gazu doskonałego:

• izochoryczna ( V = const)

• izobaryczna ( p = const)

• izotermiczna ( T = const)

• adiabatyczna ( Q = 0)

II zasada termodynamiki

Sformułowania II zasady termodynamiki

A. Entropia układu zamkniętego wzrasta w przemianach

nieodwracalnych i nie zmienia się w przemianach

odwracalnych:

Wszystkie układy dążą do uzyskania stanu najbardziej

prawdopodobnego – naturalnym kierunkiem przemian

jest wzrost stopnia nieuporządkowania.

B. Nie jest możliwy ciąg przemian, którego jedynym skutkiem byłoby pobranie ciepła i całkowita zamiana go na pracę

Nie istnieją silniki doskonałe

C. Nie jest możliwy ciąg przemian, którego jedynym skutkiem byłoby oddanie ciepła przez ciało chłodniejsze ciału cieplejszemu

Nie istnieją chłodziarki doskonałe