Oddziaływania w przyrodzie

Prezentacja na temat: "Oddziaływania w przyrodzie"— Zapis prezentacji:

1 Oddziaływania w przyrodzie
Dział II

2 Rodzaje oddziaływań Oddziaływania bezpośrednie na odległość
mechaniczne - zderzenie - zginanie - zgniatanie - tarcie grawitacyjne (przyciąganie) - spadek - zsuwanie elektrostatyczne (przyciąganie i odpychanie) -iskra elektryczna magnetyczne (przyciąganie i odpychanie) -elektromagnes Bartosz Jabłonecki

3 Rodzaje oddziaływań Skutki oddziaływań
statyczne, dynamiczne. Wszystkie oddziaływania są wzajemne - jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie oddziałuje na pierwsze. Bartosz Jabłonecki

4 Siła jako miara oddziaływań
Siła jest miarą oddziaływania ciał. Aby określić w pełni siłę, trzeba określić: jaki jest jej kierunek działania? w którą stronę działa siła? jaka jest wartość siły? jaki jest punkt zaczepienia siły? Bartosz Jabłonecki

5 Siła jako miara oddziaływań
Siła jest wielkością wektorową. Jej graficznym obrazem jest strzałka, zwana wektorem siły. Jednostką siły jest 1 newton (1N). Wartość siły możemy zmierzyć siłomierzem. Bartosz Jabłonecki

6 Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych.
Siły pojawiające się wewnątrz ciała przy jego rozciąganiu oraz ściskaniu, dążące do przywrócenia jego początkowych rozmiarów i kształtu, nazywamy siłami sprężystości. Fs - siła sprężystości Bartosz Jabłonecki

7 Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych.
Wartość siły sprężystości jest wprost proporcjonalna do wydłużenia sprężyny. Zdolność ciała do powrotu do swojego poprzedniego kształtu (postaci) nazywamy sprężystością postaci. Bartosz Jabłonecki

8 Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych.
Ciała o małej sprężystości postaci (to znaczy ulegające odkształceniom trwałym już pod działaniem sił o niewielkich wartościach) nazywamy plastycznymi. Bartosz Jabłonecki

9 Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych.
Ciała o dużej sprężystości (takie, które nawet pod działaniem sił o dużych wartościach odkształcają się sprężyście) nazywamy sprężystymi. Bartosz Jabłonecki

10 Dynamiczne skutki oddziaływań.
I zasada dynamiki Newtona Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się (siła wypadkowa jest równa zero), to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Bartosz Jabłonecki

11 Dynamiczne skutki oddziaływań.
II zasada dynamiki Newtona Jeżeli na ciało działające siły nie równoważą się (siła wypadkowa jest różna od zera), to ciało porusza się ruchem zmiennym z przyspieszeniem, którego wartość jest proporcjonalna do wartości siły wypadkowej. Bartosz Jabłonecki

12 Dynamiczne skutki oddziaływań.
III zasada dynamiki Newtona Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek ale przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia. Bartosz Jabłonecki

13 Dynamiczne skutki oddziaływań.
Inny przykład Bartosz Jabłonecki

14 Dynamiczne skutki oddziaływań.
Miarą oddziaływania ciała jest siła F równa iloczynowi masy tego ciała i wartości przyspieszenia, jakie ciało to w wyniku tego oddziaływania uzyskało. Bartosz Jabłonecki

15 Dynamiczne skutki oddziaływań - zadanie
Wiedząc, że samochód porusza się z przyspieszeniem 2m/s2 oraz jego masa wynosi 1t oblicz siłę ciągu silnika. Bartosz Jabłonecki

16 Prawo powszechnej grawitacji
Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał kulistych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Bartosz Jabłonecki

17 Prawo powszechnej grawitacji
gdzie: m1 i m2 - to masy ciał r - odległość między ciałami G - stała grawitacji Bartosz Jabłonecki

18 Prawo powszechnej grawitacji - zadanie
Zad. 1. Oblicz siłę oddziaływania grawitacyjnego dwóch kulek o masach 100kg i 200kg znajdujących się w odległości: a) 1m, b) 4m. Bartosz Jabłonecki

19 Prawo powszechnej grawitacji - zadanie
Oblicz siłę oddziaływania dwu kul ołowianych o masie 1t każda, stykających się i znajdujących się w odległości 1m. Bartosz Jabłonecki

20 Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym
Siła grawitacji jest przyczyną ruchu planet wokół Słońca, a także ruchu Księżyca i sztucznych satelitów wokół Ziemi. Siła grawitacji pełni w tych ruchach rolę siły dośrodkowej. Bartosz Jabłonecki

21 Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym
I prawo Keplera Planety krążą wokół Słońca po orbitach w kształcie elipsy - Słońce znajduje się w jednym z charakterystycznych jej punktów zwanym ogniskiem. planeta Słońce Bartosz Jabłonecki

22 Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym
II prawo Keplera Szybkość planety w ruchu wokół Słońca nie jest stała - największa jest, gdy planeta znajduje się najbliżej Słońca, a najmniejsza, gdy znajduje się najdalej od niego. Bartosz Jabłonecki

23 Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym
III prawo Keplera Czas jednego pełnego obiegu planety wokół Słońca (czyli okres obiegu) zależy od średniej odległości planety od Słońca. Dla bardziej odległych planet od Słońca okres obiegu jest dłuższy. Bartosz Jabłonecki

24 Oddziaływania elektrostatyczne
Oddziaływania elektrostatyczne są wynikiem posiadania przez ciała ładunku elektrycznego. Ładunek elektryczny to własność niektórych cząstek będących składnikami atomów: proton (posiada ładunek dodatni), elektron (posiada ładunek ujemny). Bartosz Jabłonecki

25 Oddziaływania elektrostatyczne
Ładunek elementarny to najmniejsza porcja ładunku elektrycznego. Zarówno proton i elektron posiadają taką porcję ładunku (jednak proton dodatnią, elektron ujemną). Wartość ładunku elementarnego: (coulomba) Bartosz Jabłonecki

26 Oddziaływania elektrostatyczne
Ciało można naelektryzować przez: potarcie, zetknięcie z ciałem naelektryzowanym, wtedy następuje przepływ ładunków elektrycznych z jednego ciała do drugiego, indukcję, wówczas ładunki elektryczne przemieszczają się wewnątrz ciała (dobrego przewodnika). Bartosz Jabłonecki

27 Prawo Coulomba Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał kulistych obdarzonych ładunkiem elektrycznym jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Bartosz Jabłonecki

28 Prawo Coulomba gdzie: q1 i q2 - to ładunki elektryczne
r - odległość między ciałami k - stała Bartosz Jabłonecki

29 Prawo Coulomba Ładunki jednoimienne (dwa dodatnie lub dwa ujemne) odpychają się. Ładunki różnoimienne (dodatni i ujemny) przyciągają się. Bartosz Jabłonecki

30 Prawo Coulomba Zad. Oblicz siłę oddziaływania elektrostatycznego dwóch ładunków 2C i 4C znajdujących się w odległości: a) 2cm, b) 1m. Bartosz Jabłonecki

31 Oddziaływania elektrostatyczne w mikroświecie
Atom zbudowany jest: dodatniego jądra atomowego centralnie usytuowanego, ujemnych elektronów krążących wokół jądra. Bartosz Jabłonecki

32 Oddziaływania elektrostatyczne w mikroświecie
Między każdym elektronem a dodatnim jądrem atomowym, zgodnie z prawem Coulomba, występuje siła oddziaływania elektrostatycznego, pełniąca rolę siły dośrodkowej. Q+ e- Fr v Bartosz Jabłonecki

33 Oddziaływania elektrostatyczne w mikroświecie
Wartość siły oddziaływania elektrostatycznego w atomie zależy od odległości między elektronem a jądrem. Elektrony znajdujące się na zewnętrznej powłoce mają najmniejszą energię. Powłoką walencyjną nazywamy zewnętrzną (ostatnią) powłokę, a należące do niej elektrony elektronami walencyjnymi. Bartosz Jabłonecki

34 Oddziaływania magnetyczne
Pole magnetyczne wokół magnesu trwałego magnes sztabkowy magnes podkowiasty Bartosz Jabłonecki

35 Oddziaływania magnetyczne
Pole magnetyczne wokół magnesu trwałego bieguny N i S bieguny N i N (lub S i S) Bartosz Jabłonecki

36 Oddziaływania magnetyczne
Każdy magnes posiada dwa bieguny: północny N, południowy S. Bieguny jednoimienne magnesów odpychają się, a bieguny różnoimienne przyciągają się. Bartosz Jabłonecki

37 Oddziaływania magnetyczne
Drobne przedmioty stalowe umieszczone w pobliżu magnesu stają się magnesami. Nie wszystkie substancje (np. aluminium i miedź) umieszczone w pobliżu magnesu ulegają namagnesowaniu. Bartosz Jabłonecki

38 Oddziaływania magnetyczne
Różnica w oddziaływaniach magnetycznych i elektrostatycznych polega na tym, iż ładunki elektryczne dodatnie i ujemne można rozdzielić, natomiast biegunów magnesów nie można. Rozłamanie magnesu powoduje powstanie dwóch nowych magnesów, każdy z nich ma dwa bieguny. Bartosz Jabłonecki

39 Oddziaływania przewodnika z prądem
Prądem elektrycznym w metalu nazywamy uporządkowany ruch ładunków elektrycznych (elektronów), zachodzący w przypadku, gdy do końców przewodnika przyłożymy napięcie. Bartosz Jabłonecki

40 Oddziaływania przewodnika z prądem
Wielkością charakteryzującą przepływ prądu elektrycznego jest natężenie prądu (I), definiowane jako iloraz ładunku elektrycznego (q) przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika do czasu (t) tego przepływu. Bartosz Jabłonecki

41 Oddziaływania przewodnika z prądem
Jednostką natężenia prądu jest amper. Bartosz Jabłonecki

42 Oddziaływania przewodnika z prądem
Przestrzeń wokół przewodnika z prądem (np. zwojnicy) posiada podobne własności jak przestrzeń wokół magnesu. Bartosz Jabłonecki

43 Oddziaływania przewodnika z prądem
Dwa przewodniki z prądem oddziałują wzajemnie. I1 I2 przewodniki przyciągają się prądy o zgodnym zwrocie prądy o przeciwnym zwrocie I1 I2 przewodniki odpychają się Bartosz Jabłonecki

44 Oddziaływania przewodnika z prądem
Zwojnica, przez którą płynie prąd elektryczny, jest magnesem podobnym do magnesu trwałego. Elektromagnesem nazywamy zwojnicę, wewnątrz której umieszczono rdzeń ze stali miękkiej. Bartosz Jabłonecki

45 Oddziaływania jądrowe
Oddziaływaniami jądrowymi nazywamy oddziaływania, które występują między nukleonami, czyli cząstkami jądra atomowego (do których zaliczamy dodatnie protony i elektrycznie obojętne neutrony). Bartosz Jabłonecki

46 Oddziaływania jądrowe
Siłami jądrowymi nazywamy siły przyciągania występujące w jądrze atomowym między nukleonami. Bartosz Jabłonecki

47 KONIEC www.fizyka.iss.com.pl Bibliografia
R.Rozenbajgier i E. Misiaszek Fizyka z astronomią dla zasadniczej szkoły zawodowej Kraków 2003, ZamKor