ΥΝΑΜΕΙΣ. Φυσική Β Γυµνασίου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Αν Fολική = 0 τότε ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. Μέγεθος Τύπος Μεγέθη Μονάδες στο S.I. Κωνσταντίνος Ιατρού Φυσικός

Transcript

1 Φυσική Β Γυµνασίου Κωνσταντίνος Ιατρού Φυσικός ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΥΝΑΜΕΙΣ ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ Μέγεθος Τύπος Μεγέθη Μονάδες στο S.I. Βάρος w w = m.g w βάρος σε Ν m µάζα σε kg g επιτάχυνση βαρύτητας m/s 2 1ος νόµος Νεύτωνα Αν Fολική = 0 τότε Αν το σώµα αρχικά ηρεµεί, εξακολουθεί να παραµένει ακίνητο. υ = 0 Αν αρχικά το σώµα κινείται µε ταχύτητα υ, συνεχίζει να κινείται µε την ίδια σταθερή ταχύτητα Συνθήκη ισορροπίας Fολική = 0 Ευθύγραµµη οµαλή κίνηση υ = σταθερή 1

2 Σύνθεση δυνάµεων Πολλών δυνάµεων ίδιας διεύθυνσης 1. Να υπολογιστεί η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στο σώµα Σ. ορίζω θετική φορά προς τα δεξιά και εργάζοµαι αλγεβρικά Fολ = F 3 + F 4 +F 5 F 1 F 2 = 3N+6N+8N 5N 3N=17N 8N Fολ = +9N µε φορά προς τα δεξιά. 2. Να υπολογιστεί η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στο σώµα Σ. ορίζω θετική φορά προς τα δεξιά και εργάζοµαι αλγεβρικά Fολ = F 4 + F 5 +F 1 F 2 F 3 = 3N+5N-8N 7N 3N= -10N Fολ = -10N µε φορά προς τα αριστερά. υο δυνάµεων καθέτων µεταξύ τους Να υπολογιστεί η συνισταµένη δύο δυνάµεων F 1 = 6N και F 2 = 8N που είναι κάθετες µεταξύ τους. Λύση Σχεδιάζω τη συνισταµένη κατασκευάζοντας το ορθογώνιο παραλληλόγραµµο στη συνέχεια εφαρµόζω το Πυθαγόρειο Θεώρηµα = = F F F F F F F ολ ολ ολ = + = + = = N 2

3 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ 3.1 Η έννοια της δύναµης ύναµη και κίνηση ύναµη και παραµόρφωση 1. Τι είδους αποτελέσµατα µπορούν να προκαλέσουν οι δυνάµεις; (σελ. 43, 44) 2. ώστε από δύο παραδείγµατα για κάθε ένα είδος αποτελέσµατος. (σελ. 43, 44) υνάµεις και αλληλεπιδράσεις 3. Τι εννοούµε λέγοντας ότι τα σώµατα αλληλεπιδρούν; 4. Έχουµε δύο σώµατα Α και Β τα οποία αλληλεπιδρούν. Τι συµβαίνει µε τις δυνάµεις που ασκεί το ένα σώµα στο άλλο; (σχηµατικά) σελ. 44 Κατηγορίες δυνάµεων 5. Σε πόσες κατηγορίες κατατάσσουµε τις δυνάµεις; (ονοµαστικά) (σελ. 45) 6. Τι ονοµάζουµε δυνάµεις επαφής και ποια είδη δυνάµεων επαφής γνωρίζετε; ώστε από ένα παράδειγµα για κάθε περίπτωση. (σελ. 45) 7. Ποια είδη δυνάµεων από απόσταση γνωρίζετε; ώστε από ένα παράδειγµα για κάθε περίπτωση. (σελ. 45) Μέτρηση ύναµης 8. ιατυπώστε το νόµο του Ηοοk για τις επιµηκύνσεις των ελατηρίων. (σελ. 46) 9. Πως βρίσκει εφαρµογή ο παραπάνω νόµος στη µέτρηση των δυνάµεων; (σελ. 46) 10. Τι είναι τα δυναµόµετρα; Σε ποια αρχή στηρίζεται η λειτουργία τους; (σελ. 46) 11. Ποια είναι η µονάδα δύναµης στο S.I.; (σελ. 46) Ο διανυσµατικός χαρακτήρας της δύναµης 11. Ποια τα χαρακτηριστικά ενός διανυσµατικού µεγέθους; (σελ. 46) 12. Τι ονοµάζουµε µέτρο, διεύθυνση, φορά, κατεύθυνση, και σηµείο εφαρµογής ενός διανύσµατος; (σελ. 46) 13. Τι είδους µέγεθος είναι η δύναµη; (σελ. 46) 14. ώστε δύο παραδείγµατα στα οποία να φαίνεται ότι η δύναµη είναι διανυσµατικό µέγεθος. 3.2 ύο σηµαντικές δυνάµεις στον κόσµο Βάρος και βαρυτική δύναµη 1. Ποια δύναµη κατά το Νεύτωνα προκαλεί την πτώση ενός σώµατος; (σελ. 47) 2. Ποια τα κύρια χαρακτηριστικά των βαρυτικών δυνάµεων; (κεντρικές και πάντα ελκτικές) 3. Μεταξύ ποιών σωµάτων ασκούνται οι βαρυτικές δυνάµεις; (σελ. 47) 4. Μέχρι που επεκτείνεται η δράση των βαρυτικών δυνάµεων; (σελ. 47) 5. Ποια η διεύθυνση του βάρους σε έναν τόπο; (σελ. 47) 6. Τι είναι η κατακόρυφος ενός τόπου; (σελ. 47) 7. Πως εξαρτάται το βάρος ενός σώµατος από το ύψος στο οποίο βρίσκεται από την επιφάνεια της Γης; (σελ. 47) 8. Πόσο περίπου είναι το βάρος ενός σώµατος που βρίσκεται στη Σελήνη σε σχέση µε το βάρος που έχει όταν βρίσκεται στην επιφάνεια της Γης; (σελ. 48) Τριβή 9. Γιατί λέµε ότι η τριβή έχει έναν διπλό ρόλο στη ζωή µας; (απ τη µια αντιστέκεται στη κίνηση, αλλά από την άλλη µας βοηθάει να κινηθούµε). (σελ. 48) 10. ώστε παραδείγµατα στα οποία να φαίνεται ότι η τριβή εµποδίζει τις κινήσεις και παραδείγµατα στα οποία να φαίνεται ότι είναι απαραίτητη για τη κίνησή µας. (σελ. 48) 11. Τι είναι η τριβή και πότε εµφανίζεται; (σελ. 48) 12. Ποια η διεύθυνση και ποια η φορά της τριβής; (σελ. 48) Πως σχεδιάζουµε τις δυνάµεις 13. Ποιοι οι κανόνες σχεδιασµού των δυνάµεων; (σελ ) 3.3 Σύνθεση και Ανάλυση υνάµεων 1. Τι ονοµάζουµε συνισταµένη δύναµη και τι συνιστώσες; (σελ.50) Σύνθεση δυνάµεων µε την ίδια διεύθυνση 1. Πως βρίσκουµε τη συνισταµένη πολλών δυνάµεων που έχουν την ίδια διεύθυνση και ίδια φορά; (σελ. 50) 2. Πως βρίσκουµε τη συνισταµένη δύο δυνάµεων που έχουν την ίδια διεύθυνση αλλά αντίθετη φορά; (σελ. 50) 3. Τι ονοµάζουµε αντίθετες δυνάµεις και ποια η συνισταµένη δύο αντίθετων δυνάµεων; (σελ. 50) 3

4 4. Πως βρίσκουµε αλγεβρικά τη συνισταµένη πολλών δυνάµεων ίδιας διεύθυνσης που έχουν διαφορετικές φορές; (σελ. 50) Σύνθεση δυνάµεων µε διαφορετικές κατευθύνσεις 1. Πως συνθέτουµε δύο δυνάµεις µε διαφορετικές διευθύνσεις; (κανόνας παραλληλογράµµου, σχήµα και γραφική επίλυση) (σελ. 51) 2. Υπολογισµός συνισταµένης δύο δυνάµεων κάθετων µεταξύ τους; (Πυθαγόρειο θεώρηµα, και σχήµα) (σελ. 51) 3.4 ύναµη και ισορροπία 1. Πρώτος Νόµος του Νεύτωνα διατύπωση. (σελ. 53) 2. ώστε παραδείγµατα πάνω στον πρώτο νόµο του Νεύτωνα. (Βλέπε 2ο παράδειγµα φυλλαδίου σελ. 9) 3. Τι ονοµάζουµε αδράνεια της ύλης; (σελ. 53) 4. ώστε παραδείγµατα πάνω στην αδράνεια της ύλης. (Βλέπε 1ο παράδειγµα φυλλαδίου σελ.9) 5. Ποιο είναι το µέτρο της αδράνειας ενός σώµατος; (σελ. 56) 3.5 Ισοροπία υλικού σηµείου 1. Τι είναι το υλικό σηµείο; 2. Πότε λέµε ότι ισορροπεί ένα υλικό σηµείο; (σελ. 54) 3. Ποια η συνθήκη ισορροπίας ενός υλικού σηµείου; (σελ. 54) 4. Παραδείγµατα ισορροπίας. (σελ. 54) 3.6 ύναµη και µεταβολή της ταχύτητας 1. Με ποιο τρόπο συνδέεται η δύναµη µε τη µεταβολή της ταχύτητας που επιφέρει σε ένα σώµα; (σελ. 55) Η µάζα ανθίσταται στη µεταβολή της ταχύτητας 1. Ποια η σχέση µεταξύ µάζας και µεταβολής της ταχύτητας του σώµατος; (σελ.56) 2. Ποια η σχέση µεταξύ µάζας και αδράνειας ενός σώµατος; (σελ.56) 3. Μία δύναµη F ασκείται σε ένα σώµα µάζας m, από ποιους παράγοντες εξαρτάται η µεταβολή που θα υποστεί η ταχύτητα του σώµατος; (σελ. 56) 4. Ποιο το µέτρο της αδράνειας ενός σώµατος; (σελ. 56) 5. ώστε παραδείγµατα σχετικά µε την αδράνεια. (σελ. 56) 6. Εξηγήστε γιατί τα σώµατα των επιβατών σε ένα αυτοκίνητο πάνε προς τα µπροστά όταν αυτό φρενάρει και γιατί είναι απαραίτητο να φοράµε τις ζώνες ασφαλείας. 7. Εξηγήστε γιατί τα σώµατα των επιβατών σε ένα λεωφορείο πάνε προς τα πίσω όταν αυτό ξεκινάει και γιατί είναι απαραίτητο να κρατιόµαστε από τις χειρολαβές. Μάζα και Βάρος 1. Ποιες οι βασικές διαφορές µάζας και βάρους; (πίνακας 3.3 σελ. 57) Ένα σώµα µάζας m = 6kg έχει βάρος στην επιφάνεια της Γης 60Ν. Ποια θα είναι η µάζα του και ποιο το βάρος του αν το µεταφέρουµε στην επιφάνεια της Σελήνης; (σελ ) 2. Τι είναι η επιτάχυνση βαρύτητας και πως µεταβάλλεται; (σελ. 57) 3. Ποια σχέση συνδέει το βάρος ενός σώµατος µε την επιτάχυνση βαρύτητας; 4. Ποια η τιµή της επιτάχυνσης βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης; (σελ. 57) 3.7 ύναµη και αλληλεπίδραση 1. Τρίτος νόµος του Νεύτωνα. ιατύπωση, παραδείγµατα. (σελ ) 2. ώστε παραδείγµατα ζευγών δράσης αντίδρασης, (µήλο τραπέζι γη). (σελ. 57) 3. Γιατί κατά τη πτώση ενός µήλου, ενώ ασκείται δύναµη από το µήλο στη Γη, η Γη δεν κινείται; (σελ. 57) 4

5 Ασκήσεις 1. Στο παρακάτω πίνακα έχουν σηµειωθεί µερικές µετρήσεις δυνάµεων και επιµηκύνσεων που πήραµε κατά τη διάρκεια ενός πειράµατος µε ένα ελατήριο. Αν το ελατήριο υπακούει στο νόµο του Hook να συµπληρώστε τα κενά στον παρακάτω πίνακα. ύναµη που ασκήθηκε στο ελατήριο (σε Νιούτον) 100N Επιµήκυνση του ελατηρίου (σε cm) 10 cm 20 cm 50N 2. Είναι σωστή η παρακάτω πρόταση;. «Κατά τη σύγκρουση ενός φορτηγού µε ένα αυτοκίνητο, το αυτοκίνητο δέχεται δύναµη µεγαλύτερου µέτρου από το φορτηγό γι αυτό παθαίνει µεγαλύτερες ζηµιές.» ικαιολογήστε την απάντησή σας. 3. Να σχεδιαστούν οι παρακάτω δυνάµεις µε κλίµακα 1cm = 2N Α) Μια κατακόρυφη µε µέτρο 8Ν, µε φορά προς τα κάτω. Β) Μία οριζόντια µε µέτρο 6Ν, µε φορά προς τα δεξιά. Γ) Μια πλάγια µε µέτρο 9Ν, που να σχηµατίζει µε το οριζόντιο επίπεδο γωνία 30 ο και φορά προς τα πάνω. 4. Σχεδιάστε τις δυνάµεις που ασκούνται στα παρακάτω σώµατα. φ Φφ=30 Ο O Φφ=; F Φφ=30 Ο Φθ=45 Ο 5

6 F Στο σώµα Α Στο σώµα Α F Στο σώµα Β Στο σώµα Β 5. Α) Να υπολογιστεί η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στον κρίκο του διπλανού σχήµατος. ίνονται: F 1 = 10Ν, F 2 = 5Ν, F 3 = 5Ν, F 4 = 9Ν, F 5 = 15Ν. Β) Πόση πρέπει να γίνει η δύναµη F 1 ώστε να ισορροπήσει ο κρίκος; F1 F2 F3 F4 F5 6. ίνονται δύο δυνάµεις µε µέτρα F 1 = 80Ν και F 2 = 60Ν, που είναι κάθετες µεταξύ τους, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήµα. Α) Σχεδιάστε την συνισταµένη των δύο δυνάµεων χρησιµοποιώντας τον κανόνα του παραλληλογράµµου και κλίµακα 1cm = 10N. Β) Υπολογίστε το µέτρο της συνισταµένης των δύο δυνάµεων χρησιµοποιώντας το Πυθαγόρειο Θεώρηµα. F1 F2 Ασκήσεις σχολικού 2, 3, 4 α, δ, ε, 6, 8, 9, 10, 11 σελ. 62 6