Mozgások INewton - törvényei

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

Galileo Galilei (1564-1642)

• 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

Isaac Newton (1642- 1727)

• 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)

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.

Newton II. mozgástörvénye• Az erő, a testek kölcsönható-képességének a mértéke. Az erőhatás sebesség-változást (a sebesség nagysága, vagy aziránya 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

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

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

Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás

• Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás fogalma

• Lejtőn való mozgás értelmezése

Lejtőn való mozgás szemléltetése

lejtõ a bemutatóhoz.GIF

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

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

Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás

•

A súlytalanság és értelmezése

• Film

• Tevékenységek:

színét változtató labda

vízzel telt labda

pingponglabda mozgása esés közben

erőmérő + tömeg

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

IV. törvényIV. 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