Siły rzeczywiste

1. Siła sprężystości

2. Siła oporu.

3. Siła tarcia.

4. Siła grawitacyjna.

Siła sprężystości

gdzie:

	 siła sprężystości
k	 współczynnik sprężystości
x	 wychylenie końca sprężyny z położenia równowagi

Siła oporu

Siły oporu mają zwrot przeciwny do zwrotu wektora prędkości (hamują ruch ciał.

Dla niewielkich prędkości siła oporu rośnie liniowo z prędkością.

gdzie:

b	 współczynnik oporu (zależy od kształtów ciała, rozmiarów, stanu powierzchni, właściwości ośrodka)

Dla kuli:

wzór Stokesa

gdzie:

η  współczynnik lepkości płynu

r - promień kuli

1. Załóżmy, że na ciało poruszające się w płynie (cieczy, gazie) działa tylko siła oporu. Jak zmienia się prędkość ciała z upływem czasu ?

Całkując stronami otrzymujemy:

C wyznaczamy z warunków początkowych, jeśli t = 0, to v = v₀ → lnv₀ = C

Zatem

prędkość ciała maleje wykładniczo

2. Ciało spada w płynie

gdzie:

 siła wyporu

 siła ciężkości

Jak zmienia się prędkość ciała z upływem czasu ?

z definicji logarytmu

składnik ten szybko maleje z czasem, a więc po pewnym czasie jest on zaniedbywalnie mały i prędkość kuli osiąga wartość graniczną, która nie zależy od v0

Spadanie człowieka z wysokości 1300 m.

Po otwarciu spadochronu prędkość ruchu maleje do ok. 5 m/s.Tarcie statyczne

gdzie:

 współczynnik tarcia statycznego

Wyznaczanie f_stat

Tarcie kinetyczne (poślizgowe)

gdzie:

 współczynnik tarcia kinetycznego

 siła nacisku

fk zależy od v ciała

Materiały
stal	o	stal	0,15	0,09 - 0,03
metal	o	drewno	0,6 - 0,5	0,5 - 0,2
drewno	o	drewno	0,65	0,4 - 0,2
stal	o	lód	0,027	0,014
opona	o	suchy beton	1,0	0,7
opona	o	mokry beton	0,7	0,5
teflon	o	teflon	0,04	0,04

Tarcie toczne

Prawo powszechnego ciążenia (pr. Newtona)

G - stała grawitacji

W celu określenia siły wzajemnego przyciągania się ciał 1 i 2 należy podzielić je na małe fragmenty o masach m. Fragmenty te są tak małe, że można je uważać za masy punktowe.

Jeżeli ciało 1 podzielono na N₁ części, a ciało 2 na N₂ części, to suma zawiera N składników.

Siła ciężkości

Na ciało znajdujące się na Ziemi działa siła dośrodkowa, która jest wypadkową sił działających na ciało:

• siły grawitacyjnej
  

• siły reakcji podłoża
  

Siła ciężkości to siła
równa co do wartości sile
, ale o przeciwnym zwrocie.

Na biegunie:
Na równiku:

 zależy od położenia geograficznego

Siły rzeczywiste • Fizyka 2002 - 2003

7

---