Mozgások I Newton - törvényei

Az előadások a következő témára: "Mozgások I Newton - törvényei"— Előadás másolata:

1 Mozgások I Newton - törvényei

2 Arisztotelész (k.e. 384-322) A tökéletes, természetes mozgás
az egyenletes körmozgás Az égi mozgás a tökéletes rend, az örök harmónia birodalma Az anyag természetes állapota a nyugalom A lét határozza meg a mozgást, az élőlények maguktól, a nehéz testek gyorsabban, a könnyűek lassabban esnek A mozgás folyamat, fenntartásához erő szükséges A sebesség (v) egyenesen arányos a ható erővel (F), ha a F = 0 akkor v = 0

3 Galileo Galilei ( ) A természetes mozgás: az egyenletes körmozgás Az erő a mozgásállapot megváltoztatásához szükséges, nem a mozgás fenntartásához. Egy test mindaddig megőrzi mozgásállapotát, amíg más test vagy mező ennek megváltoztatására nem kényszeríti. Ha külső erő nem hat (F = 0), akkor a mozgó test nyugalomban van vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez (v = 0, v = áll) Film: mozgások vonatkoztatási-rendszer, inerciarendszer fogalma A lejtőn való mozgás értelmezése, A szabadesés egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás

4 Isaac Newton ( ) A természetes mozgás: az egyenes vonalú egyenletes mozgás I törvény: a tehetetlenség törvénye A tehetetlenség törvényének értelmezése a mindennapi közlekedésben. Tevékenységek: (főtt- és nyers tojás, üvegpohár + papírlap, gyufásdoboz + vízzel telt pohár + vonalzó)

5 A tehetetlenség törvényének következményei
A tehetetlenség (inercia) a testek azon képessége, hogy képesek egyenes vonalú egyenletes mozgásra minden ok nélkül. A nyugalom és az egyenes vonalú egyenletes mozgás egyenértékű, nem különböztethető meg egymástól. A testek alapvető tulajdonsága a tehetetlenség, melynek mértéke a tömeg. Inerciarendszerben érvényes a tehetetlenség törvénye. A gyorsuló vagy forgó rendszerek nem inerciarendszerek. Minden mozgásállapot-változásnak oka van, mely ok mindig más testben vagy mezőben keresendő.

6 Newton II. mozgástörvénye
Az erő, a testek kölcsönható-képességének a mértéke. Az erőhatás sebesség-változást (a sebesség nagysága, vagy az iránya vagy egyszerre mindkettő) vagy alakváltozást eredményez. Jele: F (tulajdonságai) Mértékegysége: N (értelmezés) A sebességváltozást gyorsulással jellemezzük. a = Δv/Δt Mértékegysége: m/s2. Állandó erő hatására a test gyorsul. A gyorsulás egyenesen arányos a létrehozó erővel: F ~ a, hányadosuk állandó F/a = m (tehetetlen tömeg) filmrészletek - realika

7 Newton II. mozgástörvénye (folytatás)
A dinamika alaptörvénye F = m a A mozgó test lendítőképességének a mértéke a lendület (impulzus). I = m v (I -lendület, m-tömeg, v-sebesség) Egy rendszerre ható külső erők eredője egyenlő a rendszer impulzusának időegységre eső megváltozásával  F = ΔI / Δt F = (I1 - I0) /Δt = (mv1- mv0) /Δt = m (v1 - v0 ) /Δt = m Δv /Δt = m a

8 Egyenes vonalú egyenletes mozgás
Film: egyenes vonalú és egyenletesen változó mozgás Egyenes vonalú egyenletes mozgás fogalma Leíró mennyiségei: pálya-, út-, idő-, sebesség fogalma Az út és a sebesség ábrázolása az idő függvényében Átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség értelmezése Dinamikai feltétele: ne hasson erő, vagy ha hat, akkor az eredő erő legyen zérus : F = 0 vagy ΣF = 0, ekkor a v = állandó Gyakorlati példák a mozgástípus értelmezésére Ejtőernyős-realika

9 Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás
Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás fogalma Lejtőn való mozgás értelmezése

10 Lejtőn való mozgás szemléltetése

11 Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás
Dinamikai feltétele: állandó nagyságú erőhatás, melynek iránya a mozgás irányába esik. F = állandó vagy Σ F = állandó, akkor az a = állandó Az s, v, és az a ábrázolása az idő (t) függvényében

12 Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás
A természetben ilyen mozgás az esés. Légritkított térben minden test, alakjától, nagyságától, tömegétől függetlenül azonos gyorsulással esik. Sebességük minden másodpercben 9,81 m/s-mal változik, tehát gyorsulásuk 9,81 m/s2 Film: szabadesés A szabadesés gyorsulása, a nehézségi gyorsulás. Jele: g Értéke: g = 9,81 m/s2 ~ 10 m/s2 A Föld geoid alakja miatt a g értéke a helytől is függ: rs < re F =  (m1 mF) /r2F gs > ge filmrészletek -realika

13 Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás

14 A súlytalanság és értelmezése
Film Tevékenységek: színét változtató labda vízzel telt labda pingponglabda mozgása esés közben erőmérő + tömeg

15 Newton III. mozgástörvénye
Az erők párosával lépnek fel. Egyenlő nagyságúak, de ellentétes értelműek. Mindegyik más testre hat, F12 = - F21 két erőmérő használata, járás magyarázata Rakétaelv modellezése: lufi mozgásának megfigyelése Film: Vizes rakéta ΔI = - ΔI ΔI - ΔI = 0 két testből álló rendszer impulzusa kölcsönhatás során nem változik, amennyivel nő az egyik test impulzusa, annyival csökken a másiké. Impulzus megmaradásának tétele: zárt rendszer impulzusa állandó Gyakorlati példák az impulzus megmaradására: lövészet, csónakból kilépés, ütközések

16 IV. törvény Szuperpozíció elve: ha egy testre több erő hat, akkor a test úgy viselkedik, mintha egyetlen erő az eredő erő hatására mozogna. Az erők vektoriálisan összegezhetők: ΣF = Σ m · a