FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Wykład 2

Prezentacja na temat: "FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Wykład 2"— Zapis prezentacji:

1 FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Wykład 2

2 Zjawiska ruchu Ruch – jedno w najczęściej obserwowanych zjawisk fizycznych Często ruch zachodzi z tak dużą lub tak małą prędkością i w tak krótkim lub tak długim czasie, że nie można obserwować bezpośrednio jego przebiegu. Wówczas zarejestrujemy tor poruszającego się obiektu Ten ruch cząstek emitowanych w zderzeniach jąder atomowych  trwał ułamki milionowych części sekundy. (CERN, Rap.Ann. 1986) Teleskop ''Gemini'' na Hawajach. Widoczne ślady ruchu samochodów i ... gwiazd. (Cern Courier, 39/7, 1999)

3 Opis ruchu - podstawowe pojęcia (1)
Układ odniesienia – nieruchome w czasie obserwacji ciało lub zbiór ciał, względem którego opisujemy ruch innych ciał Układ współrzędnych – związany z danym układem odniesienia zespól wzajemnie prostopadłych osi umożliwiający jednoznaczne określenie położenia punktu w przestrzeni Punkt materialny - ciało, którego rozmiary w badanym ruchu można uznać za pomijalnie małe Układ punktów materialnych - zbiór skończonej liczby punktów materialnych o zadanej konfiguracji przestrzennej Ciało sztywne – ciało, które nie ulega odkształceniu w czasie rozpatrywanego ruchu Stan spoczynku względem danego układu odniesienia – kiedy ciało nie zmienia swego położenia względem tego układu odniesienia. X Y Z Układ odniesienia związany z przejazdem kolejowym i umiejscowiony na nim układ współrzędnych prostokątnych

4 Opis ruchu - podstawowe pojęcia (2)
Ruch postępowy - wszystkie punkty danego ciała przemieszczają się tak samo co do wartości i kierunku względem zadanego układu odniesienia Ruch prostoliniowy - przemieszczenie odbywa się wzdłuż linii prostej Ruch obrotowy - wszystkie punkty danego ciała poruszają się po okręgach, których środki znajdują się na jednej prostej - osi obrotu Ruch płaski – ruch zachodzący w jednej płaszczyźnie. Kinematyka – dział fizyki zajmujący się opisem ruchu, bez wnikania w jego przyczyny Dynamika - dział fizyki zajmujący się opisem związków pomiędzy przyczynami ruchu, a jego własnościami Pociąg TGV na dworcu w Nantes; prędkość przejazdowa: 300 km/godz.

5 Układ współrzędnych prostokątnych
Wektor wodzący punktu P wersory

6 Układ współrzędnych sferycznych

7 Układ współrzędnych cylindrycznych

8 Układ współrzędnych biegunowych

9 Prędkość - prędkość chwilowa Wektor położenia w funkcji czasu.
Zmiana wektora położenia w przedziale czasu Zmiana położenia w jednostce czasu: Fot. Ruch samochodu w czasie fotografowania Wielkość „rozmycia” proporcjonalna jest do prędkości samochodu i czasu naświetlana. Kiedy przyrost czasu dąży do zera, to - prędkość chwilowa

10 To wskazuje prędkościomierz w samochodzie.
Kierunek wektora prędkości chwilowej pokrywa się ze styczną do toru w danym punkcie, a jego zwrot wyznaczony jest przez znak przyrostu wektora położenia.  To wskazuje prędkościomierz w samochodzie.

11 Prędkość w biegunowym układzie współrzędnych
Prędkość radialna Prędkość transwersalna

12 Prędkość w biegunowym układzie współrzędnych
Prędkość radialna Prędkość transwersalna

13 Przemieszczenie i droga
Z definicji prędkości: Przemieszczenie: Droga: Kiedy prędkość stała:

14 Przyspieszenie Składowa przyspieszenia styczna do toru – wskazuje, jak szybko zmienia się wartość prędkości. Składowa przyspieszenia odpowiedzialna za zmianę kierunku wektora prędkości

15 Przyspieszenie

16 Jednostka przyspieszenia: 1 m/s2
Przyspieszenie Jednostka przyspieszenia: 1 m/s2 Składowa normalna przyspieszenia – przyspieszenie dośrodkowe. Składowa styczna przyspieszenia

17 Przyspieszenie an - przyspieszenie normalne
Kiedy naciskasz pedał gazu lub hamulca – zmieniasz as. as - przyspieszenie styczne an - przyspieszenie normalne (dośrodkowe) Kiedy kręcisz kierownicą - zmieniasz an. Przyspieszenie, to nie tylko zmiana prędkości, to także zmiana kierunku

18 Przyspieszenie dośrodkowe

19 Kierunek przyspieszenia a zmiana wektora prędkości

20 Kierunek przyspieszenia a zmiana wektora prędkości

21 Ruch jednostajnie przyspieszony
Warunki początkowe (t = 0)

22 Ruch jednostajnie przyspieszony
Obliczamy składowe prędkości: Z warunków początkowych:

23 Ruch jednostajnie przyspieszony
Obliczamy składowe położenia:

24 Ruch jednostajnie przyspieszony
x(t) y(t) z(t) Równania ruchu to zależności Równanie toru to zależność y(x) Ruch płaski – w płaszczyźnie YZ Z równań ruchu eliminujemy czas: Tor ruchu to parabola: z=ay2+by+c

25 Przykład – rzut ukośny

26 Przykład – rzut ukośny

27 Przykład – rzut ukośny

28 Przykład – rzut ukośny Przypadek szczególny – rzut poziomy:

29 Przykład – rzut ukośny