Komplex természettudomány 9.évfolyam Dinamika-alapmennyiségek,Newtoni törvények Komplex természettudomány 9.évfolyam

1.Tehetetlenség és inerciarendszer Tehetetlenség: A testeknek az a tulajdonsága, hogy megőrzik mozgásállapotukat, ha erő nem hat rájuk. Tömeg: A tehetetlenség mértéke. Jele: m. A tömeg az SI alapegységek egyike, alapmértékegysége a kilogramm (kg). A tömeg skalármennyiség, nincs iránya. A tömeg mérésére mérleget használunk. Azt a vonatkoztatási rendszert amiben Newton I törvénye érvényesül tehetetlenségi rendszernek vagy inerciarendszernek nevezzük. A leggyakrabban használt inerciarendszerek a föld (talaj) vagy az állócsillagokhoz viszonyított inerciarendszer. Gyorsuló vonatkoztatási rendszerek: nem érvényesül bennük Newton I törvénye.

2.A tehetetlenség törvénye (Newton I. törvénye) Ha mozgásba akarunk hozni egy tárgyat akkor valamilyen erőt kell rá kifejteni. Ezt az erőt kifejtheti valamely másik test vagy mező. Tehetetlenség törvénye (Newton I. törvénye): Minden test, megtartja nyugalmi állapotát, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását, mindaddig, míg más test, vagy mező mozgásállapotának megváltoztatására nem kényszeríti.

3.Lendület, lendületmegmaradás Mozgásban levő testek megtartják mozgásállapotukat ha nem hatunk rá lassító vagy gyorsító erővel. Vagyis a mozgó testeknek lendülete van. A lendület annál nagyobb minél nagyobb a test tömege és minél nagyobb a sebessége. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének a szorzata. Jele: I. Mértékegysége: kgm/s. I=mv A lendület vektormennyiség, iránya a sebesség irányába mutat. Lendületmegmaradás törvénye: Rugalmas ütközéskor a testek lendülete úgy változik meg, hogy az ütközés utáni lendületek összege, egyenlő az ütközés előtti lendületek összegével. Ha a rendszerre ható összes külső erő eredője 0 akkor a rendszer összes lendülete állandó, nem változik. A belső erők a rendszer összes lendületét nem változtatják meg. Rugalmatlan ütközéskor alakdeformáció következik be. Zárt rendszer: olyan rendszer ahol csak belső erők hatnak. Zárt rendszer összlendülete nem változik.

4.Az erő, erőhatás A lendület megváltozása mindig valamilyen erőnek a következménye. Az erő a testek lendületváltoztató képessége. Jele: F. Mértékegysége: N (newton) A gyorsítást okozó testről mutat arra a testre, amelyik az erő hatására gyorsul. 1N=1kg m/ s2 F= I/t=(mv)/t=m(v/t)=ma

5.Newton II. törvénye Az erő az m tömegű testen létrehozott gyorsulás oka. F=ma Az erő vektormennyiség. Nem mindegy, hogy hol éri az erő a testet. Azt a pontot ahol a testet éri az erő támadáspontnak nevezzük. Az erőt nyillal ábrázoljuk. Azt az egyenest amiben az erőnyíl fekszik hatásvonalnak nevezzük.

6.Newton III. törvénye Ha egy A test FAB erővel hat B testre, akkor B test is hat A testre egy F nagyságú, de az előző erővel ellentétes irányú FBA erővel. A két erő két különböző testre hat! Newton III. törvényét nevezik még: erő-ellenerő hatás-ellenhatás elvének akció-reakció A B FBA FAB

7.Newton IV. törvénye Általában a testekre egyszerre több erő is hat. Ilyenkor keressük azt az erőt, amely ugyanazt a hatást fejti ki mint az összes többi erő együttvéve. Ezt az erőt eredőerőnek nevezzük. Az eredő erő a testre ható erők vektoriális összege. Erőhatások függetlenségének elve (Newton IV. törvénye): Az erők egymástól függetlenül hatnak. Az erők által létrehozott összhatás ugyanaz, mintha az erők eredője hatott volna.

8.Erők összegzése 1. azonos irányú erők összege 2. ellentétes irányú erők összege 3. azonos nagyságú de ellentétes irányú erők eredője 0.

9.Erőfajták 1. Súly(G), nehézségi erő(Fneh) Súly: az az erő amely nyomja az alátámasztást, vagy húzza a felfüggesztést. A súly függőlegesen lefele mutat. Nyugalomban levő testek esetén a súly megegyezik a testre ható nehézségi erővel. A súly támadáspontja a felfüggesztési vagy alátámasztási pont. A nehézségi erő a gravitációs tér miatt a test minden pontjára hat, merev test modelleknél a tömegközéppontba helyezzük a támadáspontját. G=mg

10.Erőfajták 2. Tapadási surlódási erő: Az a legnagyobb erő, ami ahhoz kell, hogy a talajon fekvő, nyugalomban lévő testet nyugalmi állapotából kimozdítsuk a felülettel párhuzamos irányba. Ez a erő függ a nyomóerőtől és a felület érdességétől. Jele: Ft (S-el is szokás jelölni). Mértékegysége: N (newton). Ft=0FN Ahol 0 a felület érdességére jellemző tapadási súrlódási együttható. A tapadási súrlódási erő mindig ellentétes irányú a húzóerővel!

11.Erőfajták 3. Csúszási súrlódási erő: A talajon mozgó testet fékező erő, mely ellentétes irányú a mozgás irányával vagyis a sebességgel. Ez a erő függ a nyomóerőtől és a felület érdességétől. Jele: Fs (S-el is szokás jelölni). Mértékegysége: N (newton). Fs=FN Ahol  a felület érdességére jellemző csúszási súrlódási együttható. Adott felület esetén a csúszási súrlódási együttható mindig kisebb mint a tapadási súrlódási együttható!  < 0

12.Erőfajták 4. Közegellenállási erő: Légnemű vagy folyékony közegben mozgó test mozgását fékező, sebességét csökkentő erő. A közegellenállási erő kis sebességeknél a sebességgel arányos. Oka a folyadékok és gázok belső súrlódása, az atomok egymáson „gördülése”. Nagy sebességeknél a fékezés oka elsősorban örvények keletkezése, ilyenkor a közegellenállási erő a sebesség négyzetével arányos. A közegellenállási erő nagy mértékben függ a felület alakjától is.

13.Erőfajták 5. Nyomóerő: A testet alulról támasztó erő, hogy ne essen bele pl. a könyv az asztallapba. Iránya merőleges a talajra (asztallap), nagysága akkora, hogy a test nyugalomban legyen. Kényszererő. Rugóerő: Az összenyomott, vagy megnyújtott rugót ha szabadon engedjük erőt képes kifejteni. Ez a rugóerő. F= - Dx

14.Kísérlet-az erő gyorsító hatása Feladat: Lejtőn leguruló kocsira ható erőhatás vizsgálata! Mérés menete: Különböző tömegű autó esetén mérje a test tömegét, a leguruláshoz szükséges időt és a megtett utat! Ezekből határozza meg a test gyorsulását majd a ráható erőhatást!

15.Adattáblázat Mérés/Adatok 1.mérés 2.mérés 3.mérés Tömeg (kg) Út (m) Idő (s) Gyorsulás (m/s2) Erő (N)