Strona główna

III Zasada Dynamiki Newtona

Trzecia zasada dynamiki mówi o wzajemności oddziaływań.

III zasada dynamiki Newtona

Zasada ta pozwala wyjaśnić działanie silników odrzutowych.


Jeśli ciało A działa na ciało B pewną siłą, to ciało B działa na ciało A siłą o takiej samej wartości i kierunku, lecz przeciwnym zwrocie.

Trzecia zasada dynamiki mówi o wzajemności oddziaływań. Jest ona często nazywana zasadą akcji i reakcji.

III zasada dynamiki Newtona 

Mając do czynienia z dwoma ciałami możemy powiedzieć, że ciało A działa na ciało B siłą FAB. Zatem ciało B działa na ciało A siłą FBA o takim samym kierunku i wartości jak FAB, ale przeciwnym zwrocie.

A zatem III zasadę dynamiki (zasadę akcji i reakcji) można zapisać wzorem:



 

 

Jeżeli podnosimy siatkę z zakupami działając siłą 80 N, siła, z jaką podnosimy siatkę, jest skierowana do góry i musi być równa co do wartości sile nacisku skierowanej do dołu naciskającej na rękę podnoszącego. Siła nacisku siatki na rękę podnoszącego wynosi również 80 N.

Trzeba zaznaczyć, że siły występujące w III zasadzie dynamiki nie równoważą się. Są to siły działające na dwa różne ciała. Równoważenie sił występuje tylko wtedy, gdy przeciwne siły działają na to samo ciało. W omawianym przypadku siła FAB działa na ciało B i siła FBA na ciało A.

II Zasada Dynamiki Newtona

Zasada opisująca przyczyny ruchu jednostajnie przyśpieszonego i jednostajnie opóźnionego

II zasada dynamiki Newtona 


Jeżeli na ciało działa stała, niezrównoważona siła, ciało porusza się ruchem jednostajnie zmiennym z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do wartości siły i odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

Lub inaczej:

Przyspieszenie, jakie nadaje niezrównoważona siła F ciału o masie m jest wprost proporcjonalne do tej siły, a odwrotnie proporcjonalne do masy ciała, czyli a = F/m.

II zasada dynamiki Newtona rys1 

Biorąc pod uwagę, że zarówno przyspieszenie, jak i prędkość są wielkościami wektorowymi, to trafniejsze wydawałoby się przedstawienie II zasady dynamiki w postaci wektorowej:



 

 

W tej postaci wzór na II zasadę dynamiki podaje nie tylko samą wartość przyspieszenia, ale uwzględnia również jego kierunek i zwrot. W takim razie możemy stwierdzić, iż kierunek i zwrot wektora przyspieszenia jest taki sam jak kierunek i zwrot wektora siły.

II zasada dynamiki Newtona rys2 


W przypadku, gdy na ciało działa tylko jedna siła, to II zasada dynamiki jest prosta do zastosowania. Natomiast w przypadku, gdy sił jest więcej, podstawiamy do wzoru siłę wypadkową. Jako siła powstała ze złożenia wszystkich sił składowych „zawiera w sobie” wszystkie te siły. Uwzględnienie tego faktu pozwala na poprawne obliczenie przyspieszenia.

Można więc sformułować II zasadę dynamiki w postaci:



 

Ważnym faktem wynikającym z II zasady dynamiki jest możliwość zdefiniowania wartości siły (F = m · a) oraz jej jednostki.

1 niuton (1N) to wartość siły, która ciału o masie 1 kg nadaje przyspieszenie o wartości 1 m/s2:



 

Spadające swobodnie ciała poruszają się pod wpływem siły przyciągania ziemskiego (z pominięciem oporów ruchu) ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem ziemskim, które wynosi g = 9,81m/s2.Czas spadania nie zależy od masy ciała (jeśli pominąć siły oporu).

Siła Przyciągania Ziemskiego

 

Siła przyciągania ziemskiego to siłą, z jaką Ziemia przyciąga do siebie ciała

Siła przyciągania ziemskiego

Grawitacja - jedno z czterech oddziaływań podstawowych, będące zjawiskiem naturalnym polegającym na tym, że wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie przyciągając się.

Występuje między każdymi ciałami posiadającymi masę. Opisywane jest prawem powszechnego ciążenia podanym przez Newtona. Nie stwierdzono odpychania grawitacyjnego. Jest to najsłabsze znane oddziaływanie. Przy oddziaływaniu między dwoma protonami siła grawitacyjna jest około 1036 razy mniejsza od siły elektrostatycznej. Ma ona znaczenie przy oddziaływaniu ciał o bardzo dużych masach.

siła przyciągania ziemskiego, ciężar ciała

 Siła przyciągania ziemskiego to siłą, z jaką Ziemia przyciąga do siebie ciałą. Najważniejszą cechą siły przyciągania zimeskiego jest jej powszechność,ciążenie działa tak samo na wszystkie obiekty fizyczne niezależnie od ich natury. Nie można w żaden sposób ani odizolować żadnego obiektu od wpływu ciążenia, ani zakłócić tego wpływu.

 ciężar ciała

Fg = P = mg

to oznacza, że na małe ciało działa mała siła przyciągania ziemskiego, a na duże ciało siła większa.

I Zasada Dynamiki Newtona

Zasada opisuje zachowanie ciał jeżeli nie działają na nie żadne siły , lub działają siły które się równoważą

I zasada dynamiki Newtona

Możemy się spotkać z różnymi sformułowaniami dotyczącymi pierwszej zasady dynamiki. Jedno z nich mówi:

Jeżeli na ciało (lub układ ciał) nie działają żadne siły zewnętrzne, lub działające siły wzajemnie się równoważą, to ciało (lub układ ciał) pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Zależność tę możemy zilustrować rysunkiem 

I zasada dynamiki Newtona

Pierwsza zasada dynamiki nosi również nazwę zasady bezwładności. Bezwładność to cecha ciała polegająca na przeciwdziałaniu jakimkolwiek zmianom aktualnego stanu ciała (stanu ruchu lub spoczynku).

 

Siła Tarcia

Siła oporu ruchu pochodząca od oporu podłoża, środowiska

Opory ruchu


Opory ruchu są to siły przeciwdziałające ruchowi ciała. Jedną z takich sił jest tarcie. Jest to siła oporu ruchu pochodząca od oporu podłoża, środowiska. Dokonujemy następującego podziału sił tarcia:

» tarcie kinetyczne (poślizgowe, toczne) – przy względnym ruchu ciał,

» tarcie statyczne – spoczynkowe.

Tarcie jest tym większe, im większa jest chropowatość powierzchni oraz im mocniej ciała naciskają na siebie. Wartość siły tarcia nie zależy natomiast od wielkości trących się powierzchni. Do określania zależności pomiędzy tarciem i naciskiem ciała, używamy współczynnika tarcia.



 

 

Tarcie jako siła oporu ruchu jest siłą, która przeciwstawia się ruchowi obiektów. Wynika stąd, że jest zawsze skierowana przeciwnie do prędkości.

tarcie1

Tarcie ma wiekszą wartość, gdy chcemy ciało wprawić w ruch – mówimy wtedy o tarciu statycznym.

Natomiast gdy ciało znajduje się w ruchu, wartość siły tarcia jest mniejsza – mówimy wtedy o tarciu dynamicznym.

Gdyby udało się zlikwidować wszystkie opory ruchu, to poruszające się ciało nie zatrzymałoby się nigdy.