Κεφάλαιο 3. Δυνάμεις (10 12 ΩΡΕΣ) 1 Κίνηση και αλληλεπίδραση: Δυο γενικά χαρακτηριστικά της ύλης 3.1 Η έννοια της δύναμης 3.2 Δύο σημαντικές δυνάμεις στον κόσμο 3.3 Σύνθεση και ανάλυση δυνάμεων. Σύνθεση δυνάμεων - συνισταμένη Σύνθεση δυνάμεων με την ίδια διεύθυνση, Σύνθεση δυνάμεων με διαφορετικές διευθύνσεις Δύναμη που ασκείται από τραχιά επιφάνεια, Ανάλυση δύναμης ΟΧΙ 3.4 Δύναμη και ισορροπία 3.5 Ισορροπία υλικού σημείου Εισαγωγή Ανάλυση δυνάμεων και ισορροπία» και το παράδειγμα 3.2. ΟΧΙ 3.6 Δύναμη και μεταβολή της ταχύτητας 3.7 Δύναμη και αλληλεπίδραση Εφαρμογές Οι ασκήσεις 7,12,13 Εργαστηριακή άσκηση 7 «Νόμος του Hooke» Εργαστηριακός Οδηγός ΌΧΙ
2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΔΥΝΑΜΕΙΣ Φυσική Β' Γυμνασίου
3 Η κίνηση Στο προηγούμενο κεφάλαιο μελετήσαμε τις κινήσεις των σωμάτων. Αγνοήσαμε την αιτία που προκαλεί τη μεταβολή στην κινητική κατάσταση των σωμάτων. Το επόμενο βήμα είναι Να αναζητήσουμε την αιτία που καθορίζει εάν ένα σώμα ηρεμεί ή εκτελεί ένα ορισμένο είδος κίνησης
4 Γιατί αρχίζει να κινείται η βάρκα; Από πού προέρχεται η δύναμη που ασκείται στο.. σώμα; Η βάρκα αρχίζει να κινείται, η ταχύτητα της βάρκας μεταβάλλεται. Το σκοινί ασκεί δύναμη στη βάρκα.
5 Γιατί όταν η πέτρα φθάσει στο έδαφος σταματά; Από πού προέρχεται η δύναμη που ασκείται στο.. σώμα; Αφήνουμε μια πέτρα από κάποιο ύψος να πέσει. Μόλις η πέτρα φθάσει στο έδαφος σταματά, η ταχύτητα της μεταβάλλεται. Το έδαφος ασκεί δύναμη στην πέτρα.
6 Ποιος αλλάζει την πορεία της μπάλας; Από πού προέρχεται η δύναμη που ασκείται στο.. σώμα; Ο τερματοφύλακας, για να αλλάξει την πορεία της μπάλας που κατευθύνεται προς το τέρμα του, θα πρέπει να τη χτυπήσει δυνατά με το χέρι του. Το χέρι ασκεί δύναμη στην μπάλα.
7 Ποιος αλλάζει την πορεία στο μπαλάκι; Από πού προέρχεται η δύναμη που ασκείται στο.. σώμα; Για να αλλάξουμε την πορεία στο μπαλάκι του τένις, πρέπει να το χτυπήσουμε με τη ρακέτα Η ρακέτα ασκεί δύναμη στο μπαλάκι του τένις.
8 Συμπεραίνουμε...για τις δυνάμεις Οι δυνάμεις προκαλούν μεταβολή στην ταχύτητα των σωμάτων στα οποία ασκούνται.
9 Το ελατήριο παραμορφώνεται... Από πού προέρχεται η δύναμη που ασκείται στο... σώμα; Τραβάμε ένα ελατήριο και το επιμηκύνουμε. Το ελατήριο παραμορφώνεται. Το χέρι μας ασκεί δύναμη στο ελατήριο
10 Δύναμη και παραμόρφωση Ποιος ασκεί τη δύναμη; Όταν φυσάει ο άνεμος, τα πανιά του ιστιοφόρου «φουσκώνουν» παραμορφώνονται. Ο άνεμος ασκεί δύναμη στα πανιά Κρατάμε στα χέρια μας ένα κομμάτι πλαστελίνης και το πιέζουμε. Η πλαστελίνη παραμορφώνεται. Το χέρι ασκεί δύναμη στην πλαστελίνη
11 Συμπεραίνουμε... για τις δυνάμεις Οι δυνάμεις προκαλούν παραμόρφωση των σωμάτων στα οποία ασκούνται.
12 Μεταβολή στην ταχύτητα των σωμάτων και παραμόρφωση Όταν χτυπάμε με τη ρακέτα ένα μπαλάκι του τένις, το μπαλάκι παραμορφώνεται και η ταχύτητα του μεταβάλλεται. Πολλές φορές μια δύναμη προκαλεί και τα δύο αποτελέσματα ταυτόχρονα.
13 3.1 Η έννοια της δύναμης Πως αντιλαμβανόμαστε τη δύναμη; Η απλούστερη αντίληψη που έχουμε για τη δύναμη είναι ότι σ' ένα σώμα ασκούμε δύναμη όταν το σπρώχνουμε ή το τραβάμε. Δεν αντιλαμβανόμαστε τις ίδιες τις δυνάμεις αλλά τα αποτελέσματα των δυνάμεων.
14 Τι είναι δύναμη; Είναι η αιτία που μπορεί να προκαλέσει: 1. Μεταβολή στην ταχύτητα των σωμάτων 2. Παραμόρφωση των σωμάτων
15 Από πού προέρχεται η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα; Το ένα αυτοκίνητο ασκεί δύναμη στο άλλο Ο ήλιος ασκεί δύναμη στη γη αλλά και η γη ασκεί δύναμη στον ήλιο. O βατήρας ασκεί δύναμη στον αθλητή από επαφή
16 Δυνάμεις και αλληλεπιδράσεις Οι δυνάμεις εμφανίζονται πάντοτε ανά δύο μεταξύ δύο σωμάτων.
17 Πότε δυο σώματα αλληλεπιδρούν; Δυο σώματα αλληλεπιδρούν, όταν ασκούν δυνάμεις το ένα στο άλλο. Όπως η κίνηση έτσι και η αλληλεπίδραση αποτελεί ένα γενικό χαρακτηριστικό της ύλης.
18 Κίνηση ή ηρεμία μεταβολή στην κινητική κατάσταση των σωμάτων Η αιτία Η δύναμη Η αλληλεπίδραση ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΥΟ ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΥΛΗΣ
ήλιο. 19 Κατηγορίες δυνάμεων;
20 Κατηγορίες δυνάμεων Δυνάμεις επαφής Δυνάμεις από απόσταση ελατήρια - σχοινιά συγκρούσεις τριβή δυνάμεις από υγρά ή αέρια βαρυτικές ηλεκτρικές μαγνητικές
21 Μέτρηση της δύναμης Πώς μπορούμε να μετρήσουμε μια δύναμη; Για να συγκρίνουμε και να μετρήσουμε δυνάμεις, θα χρησιμοποιήσουμε τα αποτελέσματα που αυτές προκαλούν στα σώματα στα οποία ασκούνται. (πχ. μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την επιμήκυνση την οποία μια δύναμη προκαλεί σ' ένα ελατήριο).
22 17ος αιώνας ο Άγγλος φυσικός Ρόμπερτ Χουκ (Ηοοk) Εφαρμόζοντας διπλάσια και τριπλάσια δύναμη στο ελατήριο, η επιμήκυνση του διπλασιάζεται και τριπλασιάζεται, αντίστοιχα. Η επιμήκυνση του ελατηρίου είναι ανάλογη της δύναμης που την προκαλεί. Ηοοκ
23 Ο νόμος του Ηοοκ Η επιμήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη με τη δύναμη που ασκείται σ' αυτό. F = k ΔL F: η δύναμη που ασκείται στο ελατήριο, ΔL: η επιμήκυνση του ελατηρίου από το αρχικό του μήκος και K: μια σταθερά, που ονομάζεται «σταθερά του ελατηρίου».
24 Δυναμόμετρα Όργανα μέτρησης δυνάμεων Την ιδιότητα των ελατηρίων την εκμεταλλευόμαστε στην κατασκευή των δυναμόμετρων Η μονάδα δύναμης στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I.) ονομάζεται 1 Ν (Newton-Νιούτον).
25 Προς τα που θα κινηθεί; Η κασετίνα είναι αρχικά ακίνητη Η κατεύθυνση που θα κινηθεί εξαρτάται: Από την κατεύθυνση προς την οποία ασκούμε τη δύναμη. Κατεύθυνση της κίνησης
26 Προς τα που θα κινηθεί; Η δύναμη είναι αντίθετη με την κατεύθυνση της κίνησης. Το σώμα σταματά. Η δύναμη είναι κάθετη στην κατεύθυνση της κίνησης. Το σώμα κινείται κυκλικά
27 Από τι εξαρτάται το αποτέλεσμα της δύναμης; Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις παρατηρούμε ότι: Το αποτέλεσμα της δύναμης (η μεταβολή της ταχύτητας) εξαρτάται από την κατεύθυνση στην οποία ασκείται η δύναμη.
28 Ο διανυσματικός χαρακτήρας της δύναμης Το αποτέλεσμα της δύναμης (η μεταβολή της ταχύτητας) εξαρτάται από: 1. Το μέγεθός της (το μέτρο της) 2. Την κατεύθυνση της δύναμης (διεύθυνση, φορά) 3. Το σημείο εφαρμογής της (το σημείο του σώματος στο οποίο ασκείται) Η δύναμη είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος και παριστάνεται με βέλος Αν ένα σώμα θεωρηθεί υλικό σημείο, τότε το σημείο εφαρμογής της δύναμης ταυτίζεται με αυτό.
29 Το μέτρο της δύναμης Ισούται με το μήκος του διανύσματος, αν αυτό σχεδιαστεί με κατάλληλη κλίμακα. Εάν διαλέξουμε 1 cm να αντιστοιχεί σε 1 Ν, τότε η δύναμη 8 Ν παριστάνεται από διάνυσμα μήκους 8 cm
30 Για το σπίτι Ερωτήσεις Ασκήσεις Προφορικά Σελ. Βιβλίο Σελ. 59 1 (i,ii,iii,iv) Τετράδιο Σελ. 61 1 Φυσική Β' Γυμνασίου