Mehanika. dinamika. Сила Њутнови закони кретања Тежина, трење и друге силе Основне силе у природи Статика

Σχετικά έγγραφα
Sila i Njutnovi zakoni (podsetnik)

Silu trenja osećaju sva tela koja se nalaze u blizini Zemlje i zbog nje tela koja se puste padaju nadole. Ako pustimo telo da slobodno pada, ono će

F I Z I K A. Predmetni nastavnik Docent dr Zoran Mijić

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

RAD, SNAGA I ENERGIJA

Gravitacija. Gravitacija. Newtonov zakon gravitacije. Odredivanje gravitacijske konstante. Keplerovi zakoni. Gravitacijsko polje. Troma i teška masa

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Ponašanje pneumatika pod dejstvom bočne sile

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Mehanika je temeljna i najstarija grana fizike koja proučava zakone gibanja i meñudjelovanja tijela. kinematika, dinamika i statika

Ponašanje pneumatika pod dejstvom bočne sile

Mehanika je temeljna i najstarija grana fizike koja proučava zakone gibanja i meñudjelovanja tijela. kinematika, dinamika i statika

Rad, snaga, energija. Tehnička fizika 1 03/11/2017 Tehnološki fakultet

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

Inženjerska grafika geometrijskih oblika (5. predavanje, tema1)

VISKOZNOST TEČNOSTI Viskoznost

1 Kinematika krutog tela

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

M. Tadić, Predavanja iz Fizike 1, ETF, grupa P3, VI predavanje, 2017.

II. ODREĐIVANJE POLOŽAJA TEŽIŠTA

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

numeričkih deskriptivnih mera.

TEHNIƒKA MEHANIKA 2 Osnovne akademske studije, III semestar

Glava 3. Dinamika. 3.1 Pojam sile

Sistem sučeljnih sila

II. ODREĐIVANJE POLOŽAJA TEŽIŠTA

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

3.3. Sile koje se izučavaju u mehanici

( , 2. kolokvij)

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Repetitorij-Dinamika. F i Zakon očuvanja impulsa (ZOI): i p i = j p j. Zakon očuvanja energije (ZOE):

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

DINAMIKA. (Njutnovi zakoni, Ravnomerno kružno kretanje, inercijalne sile, dinamika rotacije)

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

1 UPUTSTVO ZA IZRADU GRAFIČKOG RADA IZ MEHANIKE II

IZVODI ZADACI (I deo)

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

Kaskadna kompenzacija SAU

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Viskoznost predstavlja otpor tečnosti pri proticanju. Viskoznost predstavlja unutrašnje trenje između molekula u fluidu.

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA

Elementi spektralne teorije matrica

10. STABILNOST KOSINA

MEHANIKA FLUIDA. Isticanje kroz otvore sa promenljivim nivoom tečnosti

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

2. Kolokvijum iz MEHANIKE (E1)

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Fizička svojstva fluida i definicije

1 Afina geometrija. 1.1 Afini prostor. Definicija 1.1. Pod afinim prostorom nad poljem K podrazumevamo. A - skup taqaka

Računarska grafika. Rasterizacija linije

3. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer ALKENI. Aciklični nezasićeni ugljovodonici koji imaju jednu dvostruku vezu.

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Mehanika, kinematika i elastičnost

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Dinamika tijela. a g A mg 1 3cos L 1 3cos 1

Drugi zakon termodinamike

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Mašinsko učenje. Regresija.

Izradio: Željan Kutleša, mag.educ.phys. Srednja tehnička prometna škola Split

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

M. Tadić, Predavanja iz Fizike 1, ETF, grupa P3, VII predavanje, 2017.

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

Fizika 1. Auditorne vježbe 5. Dunja Polić. Dinamika: Newtonovi zakoni. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Studij računarstva

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Geometrija (I smer) deo 1: Vektori

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

DIMENZIONISANJE PRAVOUGAONIH POPREČNIH PRESEKA NAPREGNUTIH NA PRAVO SLOŽENO SAVIJANJE

Verovatnoća i Statistika I deo Teorija verovatnoće (zadaci) Beleške dr Bobana Marinkovića

Impuls i količina gibanja

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

OTPORNOST MATERIJALA

Osnovne veličine, jedinice i izračunavanja u hemiji

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

LOGO ISPITIVANJE MATERIJALA ZATEZANJEM

1 Osnovni problemi dinamike materijalne tačke

Mehanika. kinematika. * Obaveštenje : računske vežbe odložene

Lijeva strana prethodnog izraza predstavlja diferencijalnu formu rada rezultantne sile

18. listopada listopada / 13

( ) π. I slučaj-štap sa zglobovima na krajevima F. Opšte rešenje diferencijalne jednačine (1): min

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

7 Algebarske jednadžbe

Transcript:

Сила Њутнови закони кретања Тежина, трење и друге силе Основне силе у природи Статика Galileo Galilei, (1564-1642) Isaac Newton (1643 1727) Mehanika dinamika 1 14., 15. i 16. 10. 2015.

Njutnova kolevka, koja stoji na jednom primerku njegovih Principa, (ova popularna igračka demonstrira održanje impulsa i energije) 2

Mehanika je osnovna i najstarija grana fizike koja proučava zakone kretanja i delovanja između tela. kinematika, dinamika i statika Kinematika (grč. kinein = kretati) je deo mehanike koji opisuje kretanja tela bez obzira na uzroke kretanja. Dinamika (grč. dynamis = sila) je deo mehanike koja proučava uzroke kretanja tela i sila koje deluju na njih, tj. uzrocima promene stanja kretanja tela (pri čemu je i mirovanje neko stanje kretanja). Statika je deo mehanike koji proučava uslove ravnoteže tela. Kretanje je promena položaja tela u odnosu na druga tela (okolinu, referentni sistem) u vremenu. u svemiru ne postoji tačka koja apsolutno miruje svako kretanje je relativno mirovanje oblik kretanja kada telo ima nepromenjene koordinate u odnosu na referentni sistem (laboratorijski sistem sistem koji miruje u odnosu na Zemlju) 3

U okviru kinematike proučavaju se načini kretanja tela, uzimajući u obzir njihove koordinate, pomeraj, brzine i ubrzanja i nalaženjem veze izmedju njih. U okviru dinamike se takodje proučava kretanje tela ali se pri tome uzimaju u obzir još dve nove fizičke veličine: masa tela i sila koje utiče na njegovo kretanje. Dinamika počiva na Njutnovim zakonima kretanja.* Njutnovo formulisanje zakona kretanja je toliko značajno da se može reći da simbolički označava prelaz iz vremena renesanse na moderna vremena u okviru kojih se pogled čoveka na prirodu i njeno funkcionisanje drastično izmenio. 4

Pojam Sile ( F - force) Do promene stanja kretanja (brzine) nekog tela može doći samo pri interakciji, uzajamnom delovanju tela sa drugim telima, odnosno pri delovanju sile na telo. Silom se može uticati ne samo na promenu intenziteta brzine kretanja tela već i na promenu pravca vektora brzine (ubrzati, usporiti, promeniti smer) sila je vektorska veličina. Silom se može uticati i na promenu oblika tela, deformacija. Sila je kvantitativna mera interakcije (međusobnog delovanja) tela, tj. izražava intenzitet interakcije Jedinica sile je Njutn, [F]= N 5

Šta je sila? Sila je vektorska fizička veličina kojom opisujemo međusobno delovanje dva ili više tela (rezultanta). Posledica delovanja sile je promena stanja kretanja tela (ubrzati, usporiti, promeniti smer) => dinamika promena oblik tela (deformacija) Određivanje sile merenjem akceleracije (-ubrzanje) ili deformacije tela dinamometar 6 Vektorska priroda sile

Merenje sila - standardna sila preko restitucione (povratne) sile Dinamometar je uređaj za merenje sile 7

Vrste sila u prirodi Sile mogu biti: kontaktne, kada pri interakciji postoji dodir između tela, i bezkontaktne, kada se interakcija ostvaruje na daljinu, tj. putem fizičkog polja Redosled prema intenzitetu i nosiocima interakcije: jaka nuklearna sila između subatomnih čestica; elektromagnetna sila između naelektrisanja; slaba nuklearna sila pojavljuje se u procesima radioaktivnog raspada; gravitaciona sila između materijalnih objekata. 8

Sile prema intenzitetu i nosiocima interakcije: jaka nuklearna sila između subatomnih čestica, nukleoni, mezoni; elektromagnetna sila između naelektrisanja, naelektrisanje (privlačne i odbojne); slaba nuklearna sila pojavljuje se u procesima radioaktivnog raspada, leptoni kvakova, bozoni, ; gravitaciona sila između materijalnih objekata, masa). 9

Masa Masa: Mera interakcije / inertnosti tela Skalarna, pozitivna, aditivna. Ne može da nestane ili nastane (u procesima koji mogu da se opišu klasičnom fizikom). Što je objekat masivniji to je inertniji!! Kretanje po inerciji kretanje po pravoj liniji! Teže je uticati na kretanje masivnijeg objekta nego onog sa manjom masom Masa je povezana sa sa količinom materije u telu (broj atoma i molekula u telu). Masa je veličina koja ne zavisi od toga gde se nalazi telo već samo od onoga od čega se sastoji. Određivanje mase u praksi: Ne brojimo atome i molekule (a trebalo bi tako) već upoređujemo masu tela sa standardom jedinice mase - kilogramom 10

Uslovi kada klasična mehanika ne može da se primeni kada su tela veoma mala (< od dimenzije atoma) kada se tela kreću brzinama bliskim brzinama svetlosti 11

Njutnovi zakoni kretanja Newton's laws of motion Osnovni zakoni dinamike translacije, koje definisao Njutn, predstavljaju zakone uzajamnog dejstva dva tela, pri čemu oni određuju kretanje jednog tela u odnosu na drugo. I NjZ - Zakon inercije, definiše silu kao uzrok promene stanja kretanja tela. II NjZ Zakon sile, bliže definiše uticaj sile na stanje kretanja. III NjZ - Zakon akcije i reakcije, okarakterisana je sila kao rezultat uzajamnog dejstva dva tela. Newton's First and Second laws, in Latin, from the original 1687 Principia Mathematica.

Njutnovi zakoni kretanja I Njutnov zakon Galileo je prvi naučnik koje je razvio koncept inercije u XVII veku. Galileo je uočio da se telo u kretanju može zaustaviti zbog sile trenja. U eksperimentima je koristio dve ravni nagnute jedna prema dugoj i posmatrao kretanje kuglice po toj ravni. Uočio je da kuglica koja se kotrlja niz jednu ravan dostiže skoro istu visinu i na drugoj ravni. Razlika između početne i krajnje visine može biti samo zbog prisustva trenja. Ako nema trenja visine će biti iste. Bez obzira na nagib druge ravni visina će biti ista. Ako je nagib druge ravni 0 kuglica će se kretati beskonačno dugo bez obzira na početnu visinu. Galileo 13 Galilej, Italijanski fizičar, matematičar, astronom i filozof (1564-1642) Isak Njutn, engleski fizičar i matematičar (1642-1727).

14 Njutnovi zakoni kretanja I Njutnov zakon

Masa i inertnost i količina kretanja Impuls, količina kretanja p [kgm/s] 15

Matematički izraz I Njutnovog zakona 16

Primeri iz svakodnevnog života u kojima se susrećemo sa I Njutnovim zakonom. a) zašto su postavljeni oslonci za glavu na sedištima automobila. b) zašto, kada vozite bicikl i udarite u ivičnjak, kamen ili neki drugi objekt, letite ispred bicikla. c) zašto prilikom sudara dolazi do deformacije vozila. d) zašto isipate kečap iz boce tako što otvor na boci okrenete nadole i udarate rukom dno boce. 18

Iz I NjZ koji definiše silu kao uzrok promene stanja kretanja proizilazi II Njutnov zakon koji bliže definiše uticaj sile na stanje kretanja. Primer: 19

20 Njutn je sila koja telu mase 1 kg daje ubrzanje od 1 m/s2.

II Njutnov zakon - osnovni zakon dinamike 21

III Njutnov zakon - zakon akcije i reakcije Primer: Udarac čekića o ekser čini da ekser ulazi u zid ali isto tako ekser deluje na čekić koji usporava svoje kretanje do zaustavljanja. Dakle, udarac čekića izaziva reakciju kod eksera istog intenziteta i pravca, ali u suprotnom smeru. Njutn je zapazio da izolovana sila ne može postojati sile uvek postoje u parovima. Ako jedno telo deluje na drugo nekom silom, onda i drugo telo deluje na prvo silom istog intenziteta i pravca, a suprotnog smera. 22

III Njutnov zakon - zakon akcije i reakcije Svako delovanje (akcija) stvara uvek suprotno po smeru i jednako po intenzitetu protivdelovanje (reakciju), tj. delovanja dva tela jedno na drugo su jednaka i suprotnog smera. 23

Treći Newtonov zakon 24

Treći Newtonov zakon 25

III Njutnov zakon: Zakon akcije i reakcije. Uzajamna dejstva dva tela su medjusobno jednaka, a suprotno usmerena. Akcija je jednaka po intenzitetu, a suprotna reakciji. F BA = F AB a = B m A a F m a A BA A B = m m = m B A a = B A a a B B F m AB A Q + R = 0

Treći Newtonov zakon T 2 =- (T 1 +T 1 ) T 27

mg 28

29

30

(ω=2π/t, v = ω r) 31

Gravitaciona sila. Njutnov zakon univerzalne gravitacije. = r 12

Težina tela M petak 17.10. KRAJ PREDAVANJA m masa tela, M Z masa Zemlje R Z poluprečnik Zemlje = [N] 33

Zemljina teža je rezultanta gravitacione i centrifugalne sile koje deluju na telo. 34 Merna jedinica težine tela je [N]

Razlika težine tela i Zemljine teže(sila zemljine teže): Zemljina teža i težina tela imaju jednak intenzitet (Fg=Q=mg ). pravac i smer ka površini Zemlje nemaju istu napadnu tačku Napadna tačka: Zemljine teže telo (težište) težine tela tačka oslonca ili tačka višenja Ako se prekine konac o kome visi telo, Zemljina teža deluje (slobodan pad), ali težina tela je jednaka nuli (Q=0). Kada slobodno pada podloga na kojoj se nalazi telo, telo ne pritiska podlogu i težina tela je takođe jednaka nuli, ali Zemljina teža i dalje deluje na podlogu i na telo. Suštinska razlika između pojmova Zemljine teže i težine tela: zemljina teža održava uzajamno delovanje tela i Zemlje težina tela rezultat uzajamnog delovanja tela i podloge težina tela zavisi od ubrzanja podloge na kojoj se telo nalazi zemljina teža ostaje nepromenjena u tim uslovima težina 35 tela na polovima i na ekvatoru nije ista

Težina tela Gustina, specifična zapremina i specifilna težina. Iste zapremine različitih tela nemaju iste mase. Odnosi između mase, zapremine i težine su konstante karakteristike tela: 36

37 Q

38 S sreda 15.10. KRAJ PREDAVANJA

primer 39

Primer: odredi ubrzanje tegova i napetost niti. a a a a 41

Sila trenja Trenje -makroskopska pojava koja se javlja: pri relativnom kretanju tela koja se dodiruju, i pri relativnom pomeranju delova nekog tela. Podela 1: spoljašnje trenje - trenje između dva tela koja su u neposrednom dodiru, unutrašnje trenje - trenje između delova jednog istog tela. Podela 2: viskozno trenje - trenje između slojeva u tečnosti i gasovima, - trenje pri kretanju čvrstog tela kroz fluid, - trenje između dva čvrsta tela između kojih se nalazi fluid, suvo trenje - trenje u odsustvu bilo kakvog međusloja, trenje klizanja, 43 trenje kotrljanja.

Sila trenja F tr - Otpor kretanju F n 44 Koeficijent trenja μ - nemenovan broj i zavisi od: - karaktera dodirne površine i - relativne brzine kretanja. intenzitet sile trenja zavisi od: prirode tela koja se dodiruju, agregatnog stanja tela, uglačanosti površine dodira, sile kohezije i adhezije tela koja se dodiruju relativne brzine kretanja.

45 F n

46 (normalna komponenta težine tela)

47

48

Pri suvom trenju tela koje se nalazi na horizontalnoj ravni: telo klizi pod dejstvom sile F koja je paralelna ravni, kretanju se suprostavlja sila trenja pri klizanju F tr sila trenja proporcionalna je normalnoj sili F N - normalna komponetna sile kojom podloga deluje na telo. Kretanje tela se odvija pod dejstvom rezultante sila F i F tr. 49

Koeficijent trenja pri klizanju se može odrediti posmatranjem kretanja tela na strmoj ravni. Na telo deluju dve komponente težine tela: normalna komponenta na površinu, tangencijalna komponenta sa površinom. Telo miruje za manje nagibe ravni zbog sile trenja. Povećanjem nagiba telo se kreće pod dejstvom tangencijalne komponente težine tela. Telo počinje da klizi konstatnom brzinom ako je F gx =F tr S druge strane sila trenja je proporcionalna normalnoj komponenti sile težine F tr = μ d F n = μ d m g cosθ. F gx = F tr mg sinθ = μ d m g sinθ μ d = tg θ 50

51

Jungov modul elastičnosti,(youngov ) E y 52 σ= Ε δ

Hukov zakon relativna deformacija je srazmerna naponu sile. δ= e σ σ= Ε δ Dijagram istezanja A- granica proporcionalnosti,( važi Hukov zakon), B- granica elastičnosti, C- granica kidanja, žica se ne vraća u prvobitni položaj. 53 σ = Napon sile δ = Relativna deformacija Ε = Jungov modul elastičnosti δ= e σ e= 1/E - koeficijent elastičnosti

54

55 B ČETVRTAK 15.10. KRAJ PREDAVANJA

56

57 a n

r 0 F c? Kojom brzinom će se kretati kuglica ako se prekine konac? F c v 58!!! Centripetalna sila nije posebna vrsta sile, već samo naziv za bilo koju silu čije delovanje dovodi do kružnog kretanja tela oko nekog centra

59 r 0

60

CENTRIFUGALNA SILA Spec.sl. Jednako ubrzana rotacija ugaonom brzinom ω ω Dva sistema; S rotirajući, vrti se stalnom ugaonom brzinom ω S inercioni, miruje S Materijalna tačka m - miruje u sistemu S na udaljenosti r od ose rotacije - rotira u sistemu S stalnom ugaonom brzinom ω m S

CENTRIPETALNA I CENTRIFUGALNA SILA Uzrok kružnog kretanja - rezultanta svih sila na m usmerena prema centru rotacije - centripetalna sila F cp Centripetalno ubrzanje a cp S F cp m ω

CENTRIPETALNA I CENTRIFUGALNA SILA Inercijalna sila - centrifugalna sila F cf S F cp m ω F cf

Jednačina kretanja S posmatrač iz (rotirajučeg) S : - m miruje F ' = F + F = ma' = n i 0 ω F cp m S F cf Posmatrač iz (mirujućeg) S: - m se vrti jednolikom ω F = F = F = ma = mω 2 r n cp cp

CENTRIPETALNA I CENTRIFUGALNA SILA F + F n i F = F n cp = 0 F = F i cp Inercijalna sila centrifugalna sila F cp S m F = F cf cp = mω 2 r F cf Smer: kao smer r, od središta rotacie prema spolja ω F cf

66

Predhodni čas =a cp

Predhodni čas

Njutnova kolevka, koja stoji na jednom primerku njegovih Principa, (ova popularna igračka demonstrira održanje impulsa i energije) 69

70