1 1.

Prezentacja na temat: "1 1."— Zapis prezentacji:

1 1 1

2 Dane Informacyjne Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Rajsku ID grupy:
98/85_MF_G1 Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Siłą fizyki jest SIŁA Semestr/rok szkolny: 2011/2012 2

3 Dane Informacyjne Skład grupy: Justyna ‘Justin’ Smolińska
Paulina ‘Dziedziniec’ Dziedzic Michalina ‘Majkel’ Kaźmierczak Ilona ‘Milka’ Gaczyńska Piotr ‘Piotrek’ Antoszczyk Artur ‘Nowik’ Nowicki Grzegorz ‘Grzechu’ Krymarys Dawid ‘Kudłaty’ Parużak Mariusz ‘Maniek’ Perskawiec Adam ‘Koks’ Smoliński Bartosz ‘DJ Barto’ Bogaczyński Adrian ‘CBA’‘ Majewski Artur ‘Mirek’ Matuszak Piotr ‘CBŚ’ Tomiec

4 „ Siłą fizyki jest SIŁA ”

5 „Nic się nie zdarzy, dopóki nie zadziała siła” Isaac Newton
Sir Isaac Newton – (ur.16 stycznia 1643r., zm. 31 marca 1727r.) angielski fizyk, matematyk, astronom, filozof, historyk, badacz Biblii i alchemik. W swoim słynnym dziele Philosophia Naturalis Principia Mathemathica (1687r.) przedstawił prawo powszechnego ciążenia, a także prawa ruchu leżące u podstaw mechaniki klasycznej. Niezależnie od Gottfrieda Leibniza przyczynił się do rozwoju rachunku różniczkowego i całkowego. „Nic się nie zdarzy, dopóki nie zadziała siła” Isaac Newton

6 Siłą fizyki jest SIŁA Dlaczego ciała się poruszają? Czy ciała poruszałby się, gdyby nic na nie nie ‘oddziaływało’ ? Realizując ten projekt szukaliśmy odpowiedzi na te pytania. Podstawowym pojęciem w dynamice jest siła. Masa podlega sile ciężkości, jeśli siła działa na ciało w ruchu, ciało to przyspiesza. Gdy siła przestaje działać, ciało nadal się porusza, do momentu w którym nie zadziała inna siła. Opór, tarcie to siły, które przeciw działają ruchowi. Siłą fizyki jest SIŁA!

7 Siłą fizyki jest SIŁA Każda siła ma swoją wartość, zwrot, kierunek działania oraz punkt przyłożenia. Dzięki tym cechom siłę możemy przedstawić za pomocą odcinka ze zwrotem - wektora. Po skutkach działania poznajemy siłę. Możemy je równoważyć, mierzyć, składać, rozkładać. Każda siła wywołuje też przeciwdziałanie o tej samej wartości.

8 Definicja Siła to wielkość, która służy do opisu oddziaływań zachodzących między ciałami.

9 Oddziaływanie sił Oddziaływania są wzajemne. Jedno ciało działa siłą na drugie ciało i jednocześnie drugie ciało działa siłą na pierwsze ciało. Siły te się nie równoważą, ponieważ każda z nich przyłożona jest do innego ciała. Jednostką siły jest 1 niuton (1N), a przyrząd do pomiaru siły to siłomierz.

10 RODZAJE ODDZIAŁYWAŃ Oddziaływania Oddziaływania
mechaniczne „na odległość”

11 Oddziaływania „na odległość”

12 Oddziaływania magnetyczne
Występują między biegunami magnesów lub między przewodami, w których płynie prąd. Siły te mogą być siłami przyciągania lub odpychania, w zależności od rodzaju oddziałujących biegunów

13 Oddziaływania jądrowe
Występują między składnikami jąder atomowych i są najsilniejszymi oddziaływaniami w przyrodzie. To dzięki tym siłom jądro atomu jest bardzo trwałym układem

14 Oddziaływania grawitacyjne
Występują między wszystkimi ciałami i zależą od wielkości ich mas. Siły grawitacji są wyłącznie siłami przyciągania.

15 Oddziaływania elektryczne
Do oddziaływania między ciałami obdarzonymi ładunkiem elektrycznym, czyli ciałami naelektryzowanymi. Siły oddziaływań elektrycznych mogą być siłami przyciągania lub odpychania, zależnie od rodzaju oddziałujących ładunków.

16 Skutki działania sił

17 Dynamiczne Obserwujemy wtedy, gdy działanie siły powoduje wprawienie ciała w ruch, zatrzymanie ciała lub zmianę kierunku ruchu.

18 Statyczne Obserwujemy wtedy, gdy działanie siły powoduje zmianę kształtu ciała. Jeżeli zmiana jest nietrwała, to mamy do czynienia z ciałem sprężystym. Trwałym zmianą ulegają pod wpływem oddziaływań ciała plastyczne i kruche.

19 Siła jako wektor Skutki działania siły zależą od tego, gdzie jest ona przyłożona, jak jest duża oraz w którą stronę i w jakim kierunku działa. Jeżeli wielkość fizyczna jest wielkością wektorową, to do jej dokładnego określenia należy podać cztery cechy: Punkt przyłożenia Wartość liczbową Kierunek działania Zwrot

20 Siła wypadkowa Siła, która zastępuje działanie kilku sił, przyłożonych do tego samego ciała. Siła wypadkowa powoduje zmianę pędu ciała, zgodnie z drugą zasadą dynamiki.

21 Składanie sił Dodawanie sił działających na ciało (sił składowych) i zastępowanie ich jedną siłą - siłą wypadkową.

22 Składanie sił Siła Fw siła równoważąca działanie sił składowych F1  i F2 . Jest ona równa sile wypadkowej z tym samym zwrotem.

23 Składanie sił Wypadkowa dwóch sił działających wzdłuż tej samej prostej i mających przeciwne zwroty ma wartość równą różnicy wartości sił składowych, kierunek zgodny z kierunkiem sił składowych, a zwrot zgodny ze zwrotem siły o większej wartości.

24 Składanie sił Siła wypadkowa dwóch sił zbieżnych ma kierunek przekątnej równoległoboku, którego boki odpowiadają siłom składowym, a jej wartość jest równa długości tej przekątnej.

25 Siła równoważąca się Siłę, która równoważy działanie innych sił nazywamy siłą równoważącą. Jest to siła niwelująca (zerująca) działanie siły wypadkowej.

26 Siła równoważąca się Oznaczenia: Fw - siła wypadkowa
Fr - siła równoważąca Siła równoważąca musi spełniać trzy warunki: - wartość siły równoważącej musi być równa wartości siły wypadkowej - kierunek siły równoważącej jest taki sam, jak kierunek siły wypadkowej - zwrot siły równoważącej jest przeciwny do zwrotu siły wypadkowej.

27 I zasada dynamiki Newtona
Siła równoważąca odgrywa szczególne znaczenie w I zasadzie dynamiki Newtona, która mówi, że: jeżeli na ciało nie działa żadna siła, albo działające siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Pierwsza zasada dynamiki nazywana jest zasadą bezwładności.

28 II zasada dynamiki Newtona
Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się, to ciało porusza się ruchem przyspieszonym (opóźnionym), w którym przyspieszenie (opóźnienie) jest wprost proporcjonalne do wartości siły wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalne do masy tego ciała:

29 II zasada dynamiki Newtona
Gdy siła Fw ma zwrot zgodny ze zwrotem prędkości, to zwiększa prędkość ciała i wówczas ruch jest przyspieszony. Gdy zwrot siły Fw jest przeciwny do zwrotu prędkości ciała, to siła zmniejsza prędkość ciała i wtedy ruch jest opóźniony. Ruch jest jednostajnie przyspieszony (jednostajnie opóźniony), gdy wartość siły Fw jest stała.

30 III zasada dynamiki Newtona
Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia. Siły opisane w tej zasadzie nie równoważą się.

31 Siła ciężkości a ciężar ciała
Siła ciężkości - siła z jaką Ziemia lub inne ciało niebieskie przyciąga dane ciało, w układzie odniesienia związanym z powierzchnią ciała niebieskiego. Ciężar jest wypadkową sił przyciągania grawitacyjnego i siły odśrodkowej wynikającej z ruchu obrotowego określonego ciała niebieskiego.

32 Siła ciężkości a ciężar ciała
Masa ciała jest wielkością skalarną. Ciężar ciała to natomiast wielkość wektorowa równa sile, z jaką nasza planeta przyciąga to ciało. Kierunek ciężaru jest zgodny z kierunkiem siły grawitacyjnej, czyli do wnętrza Ziemi. Zależność między masą a ciężarem można zapisać na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona. Wygląda ona następująco:

33 Siła sprężystości Siła sprężystości – siła, która powoduje powrót odkształconego ciała do pierwotnego kształtu lub objętości. Dla małych odkształceń siła sprężystości jest proporcjonalna do odkształcenia, co wyraża prawo Hooke'a, które dla odkształcenia liniowego można przedstawić wzorem :

34 Siła sprężystości W najprostszym przypadku można mówić o wydłużeniu lub skróceniu ciała w jednym wymiarze. W zakresie oddziaływań (i odkształceń) sprężystych wartość odkształcenia zależy od przyłożonej siły. Zależność mówi, że wartość odkształcenia jest wprost proporcjonalna do wartości przyłożonej siły zewnętrznej.

35 Siła tarcia Siła tarcia to całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodujących rozpraszanie energii podczas ruchu. Tarcie zewnętrzne występuje na granicy dwóch ciał stałych. Tarcie wewnętrzne występuje przy przepływie płynów, jak i deformacji ciał stałych.

36 Siła nacisku Siła nacisku jest to siła skierowana zawsze prostopadle do podłoża. Można ją spotkać w różnych wzorach fizycznych. Pojawia się w definicji ciśnienia, we wzorze na siłę tarcia, działa na ciała znajdujące się na podłożu poziomym jak i na równi pochyłej.

37 Siła wyporu Siłę wyporu można zapisać wzorem:

38 Siła wyporu Powodem powstawania siły wyporu jest fakt, że ciśnienie w płynie zmienia się wraz z głębokością – im głębiej tym większe ciśnienie. Ponieważ jednak zanurzone ciało ma pewne rozmiary, a w szczególności pewną wysokość, to inne ciśnienie działa u góry ciała, a inne przy jego dolnej powierzchni.

39 Siła wyporu Większe ciśnienie na dole niż na górze powoduje, że od dołu do góry działa także większa siła parcia. W efekcie zsumowania wektorowego większej siły do góry z mniejszą do dołu powstaje sumaryczna siła skierowana do góry. Nazywa się ona właśnie siłą wyporu.

40 Warunki pływania ciał Ciało będzie tonęło, jeśli jego siła wyporu jest mniejsza od siły ciężaru.

41 Warunki pływania ciał Ciało będzie pływało zanurzone w bezruchu, jeśli jego siła wyporu jest równa co do siły ciężaru.

42 Warunki pływania ciał Ciało będzie pływało częściowo zanurzone na powierzchni cieczy, jeśli jego siła wyporu jest większa od siły ciężaru.

43 Środek ciężkości Środek ciężkości - ciała lub układu ciał jest punktem, w którym przyłożona jest wypadkowa sił ciężkości danego ciała.

44 Środek masy Środek masy - punkt określony przez rozkład mas w danym ciele lub układzie ciał.

45 Równowaga trwała (stabilna)
Ma miejsce, kiedy środek ciężkości jest położony w najniższym możliwym punkcie, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości względem punktu podparcia lub zawieszenia powodujący jego powrót do położenia pierwotnego, w którym to położeniu energia potencjalna ma najmniejszą wartość.

46 Równowaga chwiejna Ma miejsce, kiedy środek ciężkości znajduje się powyżej punktu podparcia, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości wychylających je w taki sposób, że przemieszcza się ono, zmniejszając swoją energię potencjalną, do momentu osiągnięcia równowagi trwałej (stabilnej), kiedy energia potencjalna osiąga najmniejszą wartość.

47 Równowaga obojętna Ma miejsce wtedy, gdy energia potencjalna ma taką samą wartość we wszystkich położeniach ciała, a przy odchyleniu ciała względem położenia równowagi, energia potencjalna nie zmienia się.

48 DOŚWIADCZENIA

49 Doświadczenie 1. Składanie sił. Siła wypadkowa.
Układ eksperymentalny: Ciężka książka Dwa różne ciężarki Sznurki Stół

50 Doświadczenie 1. Książkę obwiązujemy sznurkiem i przyczepiamy dwa sznurki, obciążone różnymi ciężarkami, pod kątem prostym względem siebie. Układ kładziemy na krawędzi stołu i puszczamy ciężarki.

51 Doświadczenie 1. Wniosek
Gdy siły składniowe działają w różnych kierunkach, przemieszczenie książki nie pokrywa się z żadnym z nich. Na książkę działają dwie siły składniowe F1 i F2, które zamieniają się na siłę wypadkową.

52 Doświadczenie 2. Znikający ciężar
Doświadczenie 2. Znikający ciężar. „Czujemy ciężar na naszych barkach jeżeli nie pozwalamy mu aby upadł. Jeśli natomiast będziemy upadać razem z tym ciężarem, to jakże on może cisnąć na nasze barki?” Galileusz. Układ pomiarowy: - ciężarki - siłomierz

53 Doświadczenie 2. Gdy siłomierz z zawieszonym ciężarkiem opuściliśmy szybko w dół , masa ciężarka wynosiła mniej niż ,gdy siłomierz z ciężarkiem podnieśliśmy gwałtownie do góry , ponieważ stał się on cięższy.

54 Doświadczenie 2. Wniosek
Z naszego doświadczenia wynika, że kiedy opuszczamy jakąś rzecz na dół, ciężar staje się lżejszy, a jeśli chcemy podnieść do góry odczuwamy, że ciężar jest cięższy.

55 Doświadczenie 3. Środek ciężkości
Układ eksperymentalny: dłuższy kij (np. od szczotki, miotły)

56 Doświadczenie 3. Kij łapiemy na końcach. Powoli i równomiernie zbliżamy ręce do środka. Po czym dochodzimy do środka, gdzie (mniej więcej) znajduję się środek ciężkości.

57 Doświadczenie 3. Wniosek
Jeżeli znajdziemy środek ciężkości i umieścimy tam punkt podparcia, to kij będzie pozostawał w równowadze, nie chwiejąc się.

58 Doświadczenie 4. Statyczny skutek działania siły, odkształcenie sprężyny. Siła sprężystości.
Układ pomiarowy : dwie różne sprężyny o różnej twardości siłomierz linijka komplet odważników

59 Doświadczenie 4. Wyznaczaliśmy długość początkową sprężyny, zawieszaliśmy odważniki o znanej masie i mierzyliśmy wydłużenie sprężyny w zależności od przyłożonej siły.

60 Doświadczenie 4. Długość sprężyny 1 odważnik 2 odważnik 3 odważnik
Ciężar odważnika Długość sprężyny po odkształceniu Odkształcenie sprężyny Współczynnik sprężystości Sprężyna 1 8 8,3 8,7 9 9,2 9,4 9,6 0,5 0,3 10 Sprężyna 2 6 6,5 6,6 6,8 7 7,3 - 5

61 Doświadczenie 4. Współczynnik sprężystości pierwszej sprężyny jest 2 razy większy od współczynnika sprężystości drugiej sprężyny. Odkształcenie sprężyny drugiej jest natomiast większe od odkształcenia sprężyny pierwszej.

62 Doświadczenie 5. Siła nacisku na powierzchnię.
Kiedy jest większe obciążenie podłoża: gdy stajemy na ziemi na obcasach czy też kiedy stawiamy dom średniej wielkości?

63 Doświadczenie 5. Układ eksperymentalny:
dwie torebki cukru, każda o masie 1 kg, naczynie z piaskiem.

64 Doświadczenie 5. Na powierzchni piasku postawiliśmy jedną torebkę pionowo, drugą położyliśmy na ściance bocznej i porównaliśmy zagłębienia powstałe w piasku.

65 Doświadczenie 5. Wniosek
Torebka postawiona pionowo powoduje większe zagłębienie w piasku, niż torebka będąca w pozycji poziomej. Przedmioty o tej samej masie mające mniejszą powierzchnię powodują większe parcie na podłoże.

66 Doświadczenie 6. Układ eksperymentalny: Bryły różnych ciał :
Ołów (180 g) Mosiądz (120 g) Żelazo (100 g)

67 Doświadczenie 6. Przebieg doświadczenia
Na powierzchni piasku postawiliśmy kolejno bryły (sztabki) różnych ciał pionowo i poziomo; porównaliśmy zagłębienia powstałe w piasku.

68 Doświadczenie 6. Wniosek
Sztabka postawiona pionowo powoduje większe zagłębienie w piasku niż sztabka będąca w pozycji poziomej. Przedmioty o tej samej masie mające mniejszą powierzchnię powodują większe parcie na podłoże.

69 Koniec. xd

70 70 70