Δυνάμεις. Απ : Δυο σώματα αλληλεπιδρούν όταν το ένα επηρεάζει με κάποιο τρόπο το άλλο

Transcript

1 Δυνάμεις 9. Τι ονομάζουμε αλληλεπίδραση δυο σωμάτων; Απ : Δυο σώματα αλληλεπιδρούν όταν το ένα επηρεάζει με κάποιο τρόπο το άλλο 30. Ποια η σχέση της δύναμης με τις αλληλεπιδράσεις των σωμάτων ; Απ : Με τις δυνάμεις εξηγούμε και περιγράφουμε τα φαινόμενα αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων. Οι δυνάμεις δηλαδή είναι το εκφραστικό εργαλείο της Φυσικής για τις αλληλεπιδράσεις. 31. Η δύναμη ως αιτία αλλαγής της κίνησης Aπ: Για να αλλάξει η κινητική κατάσταση ενός σώματος πρέπει σε αυτό να επιδράσει κάποια δύναμη. α υ αρχ α υ τελ 3. Η δύναμη ως αιτία παραμόρφωσης ενός σώματος. Aπ: Η παραμόρφωση ενός σώματος μπορεί να δικαιολογηθεί σαν αποτέλεσμα της δράσης κάποιας δύναμης. Δ 33. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του φυσικού μεγέθους δύναμη ; Απ : Η δύναμη σαν φυσικό μέγεθος παριστάνεται με διάνυσμα για να καθορίζεται η κατεύθυνσή της καθώς και το σημείο εφαρμογής της

2 34. Τι είναι η συνισταμένη δύο δυνάμεων; Απ : Είναι η αντικατάσταση δύο ή περισσότερων δυνάμεων από μία άλλη που θα έχει τα ίδια αποτελέσματα. 35. Πώς υπολογίζεται η συνισταμένη δύναμη δύο δυνάμεων ; Απ : Εάν οι δυνάμεις έχουν την ίδια κατεύθυνση τότε ισχύει ολ = 1 + Εάν οι δυνάμεις έχουν αντίθετες κατευθύνσεις τότε ισχύει ολ = 1 - Εάν οι δυνάμεις είναι κάθετες,το μέτρο της συνισταμένης δίνεται από τη σχέση : 1 oλ και η διεύθυνση της συνισταμένης καθορίζεται από τη γωνία ω, για την οποία ισχύει : ˆ εφω 1 ολ ω Πώς υπολογίζεται η συνισταμένη δύναμη δύο δυνάμεων γενικά ; Aπ: Έστω φ η γωνία που σχηματίζουν οι δύο δυνάμεις. Το μέτρο της συνισταμένης δύναμης δίνεται από τη σχέση : oλ 1 1 συνφ Η διεύθυνση της συνισταμένης καθορίζεται από τη γωνία. Ε Δ 1 ω θ ω Α Β Γ

3 37. Τι είναι η ανάλυση μιας δύναμης ; Aπ: Έστω μια δύναμη που έχει κατεύθυνση πλάγια σε ένα ορθογώνιο σύστημα αξόνων. Μπορούμε να αντικαταστήσουμε τη δύναμη αυτή με δυο άλλες πάνω στους άξονες, με τρόπο ώστε να δίνουν ως συνισταμένη τη δύναμη. Οι νέες δυνάμεις αυτές ονομάζονται συνιστώσες και υπολογίζονται με τη βοήθεια της τριγωνομετρίας: x ˆ x = συν(ω) και ˆ ψ = ημ(ω) 38. Π.χ.1 Να αναλυθεί το βάρος ενός σώματος σε δυο συνιστώσες πάνω σε άξονες κάθετο και παράλληλο στο κεκλιμένο επίπεδο. Aπ: Το βάρος ( Β ) είναι μια κατακόρυφη δύναμη και δε συμπίπτει με τους άξονες του σχήματος. Με τη βοήθεια του παραλληλογράμμου δημιουργούμε δυο νέες δυνάμεις που θα αντικαταστήσουν το βάρος Β. Β x Β ψ Β 30 ο Β 30 ο Β σχ.1 σχ. σχ.3 30 ο Υπολογίζουμε την τιμή των δυνάμεων Β x και Β ψ με τους τριγωνομετρικούς τύπους B 30 Β ψ = Β συν(30 ο B ) και x 30 Βx = Β ημ(30 ο ) B B Π.χ. 30 ο 30 ο 30 ο =0Ν x =0Ν ψ

4 39. Τι είναι η αδράνεια ; Aπ: Είναι η ιδιότητα των σωμάτων να διατηρούν την κινητική τους κατάσταση. Η αδράνεια ενός σώματος δείχνει πόσο ευκολοκίνητο ή πόσο δυσκολοκίνητο είναι ένα σώμα. Γενικά τα σώματα δεν έχουν κάποιο ιδιαίτερο λόγο να αλλάξουν την κινητική τους κατάσταση. Inertia ΑΔΡΑΝΕΙΑ (Eureka! Episode Ποια είναι η σχέση μάζας και αδράνειας ; Aπ: Όταν ένα σώμα έχει μεγάλη αδράνεια τότε έχει και μεγάλη μάζα. Δηλαδή το σώμα με μεγάλη μάζα αλλάζει δύσκολα την κινητική του κατάσταση. Μάζα ύλη αδράνεια, είναι έννοιες αλληλένδετες 41. Πώς διατυπώνεται ο 1 ος νόμος της κίνησης; ( νόμος της αδράνειας ) Aπ: Όταν σε ένα σώμα δεν ασκούνται δυνάμεις ή ασκούνται αλλά έχουν συνισταμένη μηδέν, τότε το σώμα ή είναι ακίνητο ή κινείται με σταθερή ταχύτητα. εάν ολ = 0 τότε υ = 0 ή υ = σταθ.

5 4. Η δύναμη ως αιτία αλλαγής της κίνησης. Aπ: Διαπιστώσαμε ότι για να αλλάξει η κινητική κατάσταση ενός σώματος πρέπει αυτό να αλληλεπιδράσει με κάποιο άλλο σώμα. Η προκαλούμενη μεταβολή της ταχύτητας καθορίζεται από το μέγεθος της δύναμης και από τη μάζα του σώματος. 43. Ποια είναι η μαθηματική σχέση μεταξύ της δύναμης και της προκαλούμενης επιτάχυνσης; Aπ: Το μέγεθος που φανερώνει πόσο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα, δηλαδή η επιτάχυνση ( a ), η δύναμη αλληλεπίδρασης () και η μάζα (m ) του σώματος συνδέονται με τη t σχέση υ m ή m a Δt Η παραπάνω σχέση είναι γνωστή ως «Ο ος νόμος του Νεύτωνα» 44. Με βάση το νόμο = m α, να ορίσετε τη μονάδα μέτρησης της δύναμης Aπ: ε σώμα με μάζα 1Kg ασκούμε μια δύναμη και το σώμα αποκτά μια επιτάχυνση α. Εάν η επιτάχυνση του σώματος είναι 1 m τότε η sec δύναμη θα είναι 1 Ν. ( Newton) 45. Με βάση το νόμο = m α, να δείξτε τη διανυσματική σχέση της δύναμης με την επιτάχυνση. Aπ: Τα διανύσματα και a έχουν την ίδια κατεύθυνση.

6 46. Ελαστικά σώματα Aπ: Τα σώματα που μπορούν να παραμορφωθούν και μετά να επανέλθουν στην αρχική κατάσταση, λέγονται ελαστικά. ( Όλα τα στερεά σώματα μπορούν κάτω από κατάλληλες συνθήκες να γίνουν ελαστικά ) 47. Η δύναμη ως αιτία παραμόρφωσης ενός σώματος Aπ: τα ελαστικά σώματα η δύναμη παραμόρφωσης ( ) και η προκαλούμενη παραμόρφωση ( Δ ) είναι μεγέθη ανάλογα., Δ : ανάλογα Δ : σταθ. Δ = k και τελικά = k Δ ( νόμος του Hooke )

7 48. Δυνάμεις επαφής ( ελατηρίου, δαπέδου, τριβή, ) α) H δύναμη δαπέδου ( Ν ) Είναι πάντα κάθετη στο δάπεδο. Η τιμή της καθορίζεται από τις υπόλοιπες δυνάμεις στο σώμα. β) H στατική τριβή ( Τστ ) Η τριβή στο ακίνητο σώμα: Λέγεται στατική τριβή ( Τστ ). Η τιμή της καθορίζεται από τις υπόλοιπες δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα γ) H τριβή ολίσθησης ( Τ ) Η τριβή στο κινούμενο σώμα: Λέγεται τριβή ολίσθησης ( Τ ). Η τιμή της καθορίζεται από τη δύναμη του δαπέδου ( Ν ) και το είδος των επιφανειών που τρίβονται και δίνεται από τη σχέση : Τ = μ Ν δ) H δύναμη ελατηρίου ( ελ ) ε) Η άνωση

8 49. Δυνάμεις από απόσταση Aπ: Είναι οι δυνάμεις που δηλώνουν την αλληλεπίδραση δύο σωμάτων που βρίσκονται σε απόσταση. Δυνάμεις από απόσταση είναι : Οι μαγνητικές Οι ηλεκτρικές Οι βαρυτικές