Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 280. Ruch pod wpływem siły. Ruch ze stałym przyspieszeniem.

Ruch pod wpływem siły

Zadanie
Ciało o stałej masie m spoczywające do chwili t₀=0s w punkcie x₀ zaczęło poruszać się po linii prostej pod wpływem stałej siły F. W ciągu działania siły (w czasie t) ciało przemieściło się do punktu x.

Przyjąć, że dane są:

F – wartość siły;

t - czas ruchu ciała;

x – przemieszczenie ciała.

Obliczyć:

1) prędkość końcową ciała;

2) prędkość średnią ciała;

3) przyspieszenie ciała;

4) masę ciała;

5) końcowy pęd ciała.

Obliczenia numeryczne wykonać dla wybranych wartości wielkości.

Ważne pojęcia dynamiki

Dynamika - dział mechaniki w którym opisywane są przyczyny zmian ruchu.

Zasady dynamiki - prawa przyrody wiążące ruch z konkretnymi przyczynami zmian ruchu.

Ruch prostoliniowy - ruch, którego torem jest linia prosta.

Ruch ze stałym przyspieszeniem - ruch, w którym przyspieszenie jest stałe.

Droga w ruchu prostoliniowym ze stałym przyspieszeniem.

Prędkość chwilowa w ruchu prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym - przyrost prędkości jest proporcjonalny do czasu ruchu.

Prędkość średnia w ruchu prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym.

Zadanie

Ciało o stałej masie m spoczywające do chwili t₀=0s w punkcie x0 zaczęło poruszać się po linii prostej pod wpływem stałej siły F. W ciągu działania siły (w czasie t) ciało przemieściło się do punktu x.

Przyjąć, że dane są:

F – wartość siły;

t - czas ruchu ciała;

x – przemieszczenie ciała.

Obliczyć:

1) prędkość końcową ciała;

2) prędkość średnią ciała;

3) przyspieszenie ciała;

4) masę ciała;

5) końcowy pęd ciała.

Obliczenia numeryczne wykonać dla wybranych wartości wielkości.

Rozwiązanie

Rozwiązywanie zadania zaczniemy od obliczenia prędkości średniej. Obliczymy ją jako iloraz przemieszczenia x przez czas ruchu t.

Stała siła działająca na ciało o stałej masie daje stałe przyspieszenie. W ruchu ze stałym przyspieszeniem prędkość średnią możemy obliczyć jako połowę sumy prędkości początkowej i końcowej.

Prędkość początkowa jest równa zero, a więc prędkość średnia równa jest połowie prędkości końcowej.

Pozwoli to na obliczenie przyspieszenia ponieważ prędkość końcowa jest równa iloczynowi przyspieszenia i czasu (prędkość początkowa jest równa zero).

Przyspieszenie zależy od przyłożonej do ciała siły. Współczynnikiem proporcjonalności w tej zależności jest odwrotność masy. Znając siłę i przyspieszenie możemy więc obliczyć masę ciała.

Końcowy pęd ciała obliczymy jako iloczyn masy i końcowej prędkości ciała.

Końcowy pęd ciała (początkowy jest równy zero) możemy obliczyć jako iloczyn siły i czasu działania tej siły.






280.11-2010.12.05