Dynamika hmotného bodu

2. Teoretická otázka - Dynamika hmotného bodu

ľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľ

- dynamika - studuje příčiny pohybu těles - síly

1) ZÁKLADNÍ POJMY

- síla - zprostředkovává vzájemné působení těles (vzájemným kontaktem nebo silovým polem)

- je vektorová veličina

- značka F; jednotka N (newton)

- silové účinky - deformace těles (deformační účinky)

- změna pohybového stavu těles (pohybové účinky)

- izolované těleso - není ve vzájemném silovém působení s jiným fyzikálním objektem

- inerciální vztažná soustava - soustava, ve které izolované body zůstávají v klidu nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu (platí v nich 1. Newtonův zákon setrvačnosti)

- všechny soustavy, které jsou vzhledem k IVS v klidu, nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu jsou rovněž inerciální Ţ všechny IVS jsou si rovny Ţ

Galileův princip relativity:

Zákony mechaniky jsou stejné ve všech IVS. Mechanickými pokusy nelze rozlišit IVS.

- neinerciální vztažná soustava = soustava, která se vzhledem k IVS pohybuje jinak než rovnoměrně přímočaře

- v NVS neplatí Newtonovy zákony

- hybnost p - charakterizující pohyb tělesa

- vektorová veličina (směr stejný s vektorem rychlosti)

- impuls síly I - vyjadřuje časový účinek síly

- je roven změně hybnosti

- vektorová veličina (směr stejný s vektorem síly)

3) NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY

PRVNÍ NEWTONŮV POHYBOVÝ ZÁKON - ZÁKON SETRVAČNOSTI

Hmotný bod v IVS setrvává v klidu nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu, pokud není nucen vnějšími silami tento svůj stav změnit.

DRUHÝ NEWTONŮV POHYBOVÝ ZÁKON - ZÁKON SÍLY

Síla je určena poměrem změny hybnosti HB a času, za který tato změna proběhla.

TŘETÍ NEWTONŮV POHYBOVÝ ZÁKON - ZÁKON AKCE A REAKCE

Dvě tělesa na sebe vzájemně působí stejně velkými silami opačně orientovanými.

Síly akce F1 a síly reakce F2 současně vznikají a zanikají.

4) ZÁKON ZACHOVÁNÍ HYBNOSTI

Celková hybnost izolované soustavy se vzájemným silovým působením nemění.

- zásadní význam např. pro teorii dokonale pružných rázů a reaktivních motorů

5) SETRVAČNÉ SÍLY

- příklad kuličky na dně vozíku Ţ vozík se rozjíždí

- vnější pozorovatel (z IVS)- kulička se nepohybuje a vozík se pohybuje se zrychlením a

- pozorovatel uvnitř vozíku (v NVS) - kulička se pohybuje se zrychlením -a směrem k zadní stěně vozíku Ţ na kuličku působí setrvačné síly

- zavedení setrvačných sil umožňuje použití Newtonových zákonů v NVS

- nemají původce - "nepravé síly" - způsobeny neinercialitou soustavy

6) DOSTŘEDIVÁ SÍLA

- při pohybu HB po kružnici - mění se vektor rychlosti Ţ musí existovat síla, která udržuje HB na kruhové dráze - dostředivá síla

- existuje z pohledu pozorovatele v IVS

- např: síla provázku, gravitační síla,...

- typické pokusy: Besselovy kruhy, Wattův odstředivý regulátor, odstředivka