3.6 Δύναμη και μεταβολή της ταχύτητας. Φυσική Β' Γυμνασίου

Transcript

1 1 3.6 Δύναμη και μεταβολή της ταχύτητας Φυσική Β' Γυμνασίου

2 Πότε η μπάλα αποκτά μεγαλύτερη ταχύτητα; 2

3 3 Ποιο καρότσι θα τρέξει με μεγαλύτερη ταχύτητα αν του ασκηθεί μεγαλύτερη δύναμη; Με ποιο τρόπο συνδέεται η δύναμη με τη μεταβολή της ταχύτητας; Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που ασκείται σ' ένα σώμα που έχει ορισμένη μάζα, τόσο πιο γρήγορα μεταβάλλεται η ταχύτητα του.

4 4 Ποιο κουτί θα αποκτήσει μεγαλύτερη ταχύτητα; Σκέψου με ποιο τρόπο μπορείς να διακρίνεις το άδειο από το γεμάτο κουτί, χωρίς να τα ακουμπήσεις!

5 5 Ποιο καρότσι θα τρέξει με μεγαλύτερη ταχύτητα αν του ασκηθεί η ίδια δύναμη; Με ποιο τρόπο συνδέεται η μάζα με τη μεταβολή της ταχύτητας; Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός σώματος τόσο δυσκολότερα μπορεί μια συγκεκριμένη δύναμη να αλλάξει τη ταχύτητα του.

6 6 Άνοιξε την προσομοίωση 2ος νόμος Νεύτωνα ΦΕ

7 7 Η σχέση δύναμης και μεταβολής της ταχύτητας 2ος νόμος του Νεύτωνα Η μεταβολή της ταχύτητας ενός σώματος είναι τόσο μεγαλύτερη: όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που δέχεται ή όσο μικρότερη είναι η μάζα του

8 8 Αν αντικαταστήσουμε μια μπάλα του ποδοσφαίρου με μια μπάλα του μπάσκετ, ο ίδιος ποδοσφαιριστής ασκώντας την ίδια δύναμη κινεί δυσκολότερα την μπάλα του μπάσκετ. Πώς εξηγείται αυτό; Η μεταβολή της ταχύτητας εξαρτάται από τη μάζα του σώματος. Η μπάλα του μπάσκετ έχει μεγαλύτερη μάζα. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο μικρότερη είναι η μεταβολή της ταχύτητας που προκαλείται από την ίδια δύναμη, εφόσον αυτή ασκείται για το ίδιο χρονικό διάστημα

9 Πότε σταματάει ένα φορτηγό δυσκολότερα όταν είναι φορτωμένο ή όταν είναι άδειο; Όταν το φορτηγό είναι φορτωμένο σταματάει δυσκολότερα. Η ταχύτητα του φορτηγού μεταβάλλεται ευκολότερα όταν είναι άδειο. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός σώματος τόσο δυσκολότερα μπορεί να μεταβληθεί η ταχύτητά του. 9

10 Η μάζα ανθίσταται στη μεταβολή της ταχύτητας Αδράνεια η τάση των σωμάτων να αντιστέκονται σε κάθε μεταβολή της ταχύτητάς τους Μεγάλη μάζα σημαίνει μεγάλη αδράνεια. Η μάζα αποτελεί το μέτρο της αδράνειας των σωμάτων. 10

11 11 Αδράνεια, μια ιδιότητα της ύλης Δραστηριότητα Κρέμασε δυο κουτάκια αναψυκτικών με δυο νήματα ίσου μήκους, ένα γεμάτο και ένα άδειο. Άφησέ τα να ισορροπήσουν. Σκέψου με ποιο τρόπο μπορείς να διακρίνεις το άδειο από το γεμάτο κουτί, χωρίς να τα ακουμπήσεις.

12 12 Μάζα και Βάρος 1. Η μάζα ενός σώματος, της οποίας το μέτρο συνδέεται με την αδράνεια της, παραμένει η ίδια σε οποιοδήποτε σημείο του σύμπαντος και αν μεταφερθεί. 2. Το βάρος ενός σώματος όμως, μεταβάλλεται. Μια μπάλα του ποδοσφαίρου με μάζα 0,75 κιλά και βάρος 7,5 Ν στη γη, αλλά μόνο 1,25 Ν στη σελήνη. Κλοτσώντας την μπάλα πάνω στην επιφάνεια της σελήνης, θα είναι ποιο εύκολο να την κινήσουμε από ότι στη γη;

13 13 Για να διακρίνουμε με σαφήνεια τις δυο έννοιες, εντοπίζουμε τις βασικές διαφορές τους... ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΒΑΡΟΥΣ Μάζα Είναι το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος Είναι μονόμετρο μέγεθος Παραμένει ίδια σε οποιοδήποτε σημείο του σύμπαντος Βάρος Είναι η βαρυτική δύναμη που ασκεί η γη στο σώμα Είναι διανυσματικό μέγεθος Αλλάζει από τόπο σε τόπο Μονάδα είναι το 1 kg Μονάδα είναι το 1 Ν

14 14 Γιατί στην καθημερινή μας ζωή οι έννοιες της μάζας και του βάρους συγχέονται; 1. Χρησιμοποιούμε χωρίς διάκριση τη μονάδα κιλό και για τη μάζα και για το βάρος. 2. Επειδή η μέτρηση της μάζας ενός σώματος γίνεται μέσω του βάρους του. 3.Ακόμα και όταν για τη μέτρηση της μάζας ενός σώματος χρησιμοποιούμε ζυγό ισορροπίας, το κάνουμε εξισώνοντας το βάρος του με το βάρος γνωστής μάζας.

15 15 Η επιτάχυνση της βαρύτητας (g) Η μάζα και το βάρος ενός σώματος συνδέονται μέσω ενός μεγέθους που ονομάζεται επιτάχυνση της βαρύτητας (g) και μεταβάλλεται από τόπο σε τόπο. W = m g ή διαφορετικά, σε κάθε τόπο το πηλίκο του βάρους ενός σώματος προς τη μάζα του είναι σταθερό και ίδιο για όλα τα σώματα. = g Πόσο γρήγορα πέφτεις; g 9,8 m/s 2 στην επιφάνεια της γης

16 Για το σπίτι Ερωτήσεις Ασκήσεις Προφορικά σελ.61 B9, B11 βιβλίο Τετράδιο σελ.62 12, 13, 16

17 17 Φύλλο εργασίας Επέλεξε σταμάτημα κάθε sec. Πρώτα θα κρατήσεις τη μάζα σταθερή και θα αλλάζεις τη δύναμη. Εδώ θέλεις να δεις πώς επηρεάζει η δύναμη την μεταβολή της ταχύτητας στη διάρκεια ενός δευτερολέπτου. 1) Επέλεξε δύναμη F και μάζα m. Τρέξτε την προσομοίωση πατώντας το κουμπί «Έναρξη» και συμπλήρωσε τον πίνακα παρακάτω με τις τιμές των ζητούμενων μεγεθών τα οποία θα βρεις σε κουτάκια στο κάτω μέρος της σελίδας. 2) Επέλεξε δύναμη 2F και μάζα m. Τρέξε την προσομοίωση και συμπλήρωσε τον πίνακα. 3) Επέλεξε δύναμη 3F και μάζα m. Τρέξε την προσομοίωση και συμπλήρωσε τον πίνακα.

18 18 Άρα όσο μεγαλώνει η δύναμη τόσο και η μεταβολή της ταχύτητας. Δύναμη Μάζα F m υ 1 = Ταχύτητα στο ένα δευτερόλεπτο Μεταβολή ταχύτητας στο ένα δευτερόλεπτο-σχέση ταχυτήτων με την αρχική 2F m υ 2 = 3F m υ 3 =

19 19 Τώρα θα κρατήσεις τη δύναμη σταθερή και θα αλλάζεις τη μάζα. Εδώ θέλεις να δεις πώς επηρεάζει η μάζα τη μεταβολή της ταχύτητας στη διάρκεια ενός δευτερολέπτου. 1. Επέλεξε δύναμη F και μάζα 2m. Τρέξε την προσομοίωση και συμπλήρωσε τον πίνακα. 2. Επέλεξε δύναμη F και μάζα 3m. Τρέξε την προσομοίωση και συμπλήρωσε τον πίνακα. Δύναμη Μάζα F m υ 1 = F 2m υ 2 = F 3m υ 3 = Ταχύτητα στο ένα δευτερόλεπτο Μεταβολή ταχύτητας στο ένα δευτερόλεπτο-σχέση ταχυτήτων με την αρχική Άρα όσο μεγαλώνει η μάζα τόσο... η μεταβολή της ταχύτητας

20 20 Συμπεράσματα: 1. Όταν μεγαλώνει η δύναμη η μεταβολή της ταχύτητας στο ένα δευτερόλεπτο a) Μεγαλώνει b) Μικραίνει c) Παραμένει σταθερή 2. Όταν μεγαλώνει η μάζα η μεταβολή της ταχύτητας στο ένα δευτερόλεπτο a) Μεγαλώνει b) Μικραίνει c) Παραμένει σταθερή Άρα για να αλλάξω την ταχύτητα σε ένα σώμα πρέπει να του ασκήσω κάποια δύναμη. Όσο πιο.. είναι η δύναμη τόσο πιο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα, για ίδια μάζα. Όσο πιο μεγάλη είναι η τόσο πιο αργά αλλάζει η ταχύτητα για την ίδια δύναμη.