Други Њутнов закон-утврђивање

Како гласи Други Њутнов закон?

У ком односу стоје сила, маса тела и убрзања!

Други Њутнов закон у америчком фудбалу.

 

Покренућемо аплет на паметној табли.

IINjZ

Сврха рада на аплету је провера Другог Њутновог закона, тј. релације између силе, масе и убрзања.

Константна величина је маса аутомобила, 2000кг. Почетна брзина је 4m/s.

Посматраћемо убрзавање аутомобила и записаћемо убрзање које је аплет израчунао.

Мењаћемо силу која делује на аутомобил и посматрати кретање. За сваку вредност силе, записаћемо убрзање аутомобила.

Да би смо се уверили да Други Њутнов закон важи, за сваки скуп постављених параметара, поставићемо једначине кретања и из њих узрачинати убрзање аутомобила.

Упоредићемо нашу израчунату вредност, са вредности коју је израчунао аплет.

Да ли очекујете поклапање резултата?

Када завршимо са радом са приупљањем података, нацртаћемо график зависности убрзања аутомобила од примењене силе,  a = f(F).

Одговорити на питање каква је зависнот абрзања аутомобила од примењене силе?

Резултате ћемо бележити у табелу убрзање.

 

 

Advertisements

Други Њутнов закон

Данас  ћемо се упознати са везом која постоји између силе, масе и убрзања, као и са дефиницијом Другог Њутновог закона која произилази из ове везе.

Под којим условима се тело креће равномерно праволинијски или се налази у стању релативног мировања?
У условима када на тело не делује сила.
Како се називају ова стања?
Стања инерције.
Када тело престаје да се креће равн. Прав. Или престаје да буде у стању релативног мировања?
Када на њега почне да делује сила.
Која физичка величина почиње да семења под деловањем силе?
Брзина, тако што расте или се смањује, па се тело или убрзава или успорава.
Које физичке величине су нам потребне да би смо могли да опишемо стање кретања тела чија се брзина повећава или смањује под деловањем силе?
Потрбне су нам маса, сила и убрзање.

Други Њутнов закон

Ако испред себе имате неко тело масе 2 тоне, коликом силом морате да делујете на то тело да би сте га покренули?

Шта морате да урадите да би се то тело кретало брже када га гурнете?
Од чега ће зависити убрзање овога тела масе 2 тоне?
Зависиће од јачине силе којом на њега делујете.
Што је маса тела већа, да би се постигло одређено убрзање, потребно је на тело деловати силом већег интензитета.

Drugi Njutnov zakon


Овај пример нам показује да постоји одређени однос између силе, масе и постигнутог убрзања.

Убрзање тела одређене масе, сразмерно је интензитету силе која на њега делује

 

а ~ F

Ако сада делујемо истом силом на тело масе 4 тоне, видећемо да ћемо га теже покренути и да ће његов пређени пут бити упола краћи. Значи да тело веће масе под дејством исте силе добија мање убрзање.
Убрзања која добијају тела различитих маса под дејством једнаких сила обрнуто су сразмерна тим масама
 
a1/a2 ~ m2/m1
 
Оба ова закључка могу се објединити у један, који представља Други Њутнов закон или Закон силе.
Убрзањекоје при кретању добија једно тело сразмерно је интензитету силе која на њега делује, а обрнуто је сразмерно маси тог тела.

 

a = F/m

Који закљућци следе из Закона силе?

  1. Ако је сила стална, стално је и убрзање, што значи да се тело креће праволинијски равномерно убрзано
  2. Када интензитет силе падне на нулу и убрзање тела ће бити нула, што значћи да ће се тело кретати равномерно праволинијски.

Други Њутнов закон често пишемо и овако
Производ масе тела и његовог убрзања, једнак је интензитету силе која делује на то              тело.
 
F = ma
Из закона силе следи да је јединица за силу 1N = 1 kgm/s2

ЗАДАТАК:

Радник гура сандук по глатком поду фабричке сале делујући на њега силом од 40 њутна. Убрзање сандука је 0.5 m/s2 . Одредити масу сандука.

F=ma   m = F/a = 40N / 0.5 m/s2 = 80kg

РЕЗИМЕ:

Са којим појмовима смо се данас упознали?
Како гласи Други Њутнов закон?

Домаћи  задатак

Дуж залеђене стазе дечак вуче санке на којима седи његова млађа сестра. Одредите масу сестре, ако дечак делује на санке силом од 110 њутна. Маса санки је 7кг и оне се крећу равномерно убрзано убрзањем од 2.5 м/с2

Елементи, карактеристике кретања, средња и тренутна брзина; Сила као узрок промене брзне тела; Појам убрзања

Поновите најважније појмове везане за кретање, силу, мерења, масу и густину и притисак.

Пре него што дођете да чујете резултате иницијалног теста, погледајте презентације, како би сте детаљније поновили појмове везане за кретање тела.

Ове појмове је неопходно знати, да би смо могли да уведемо појам убрзања.

  1. Елементи и карактеристике кретања
  2. Средња и тренутна брзина

СЛЕДИ…

ПОЈАМ СИЛЕ КАО УЗРОКА ПРОМЕНЕ БРЗИНЕ КРЕТАЊА ТЕЛА; ПОЈАМ УБРЗАЊА………

Сила као узрок промене брзине тела; појам убрзања

  1. Ако констатујемо да је сила узрок промене стања кретања тела, да ли је то довољно за описивање посматраног кретања?
  2.  Зашто?
  3. Да би смо на егзактан начин могли да опишемо кретање тела, морамо да знамо шта се током кретања дешава са његовом брзином. Како је брзина у општем случају вектор, њена промена на говори колико растојање је тело прешло за одређено време и да ли је тело мењало свој правац и смер кретања.
  4. Навести пример кретања тела са промењивом брзином.

Аутобус креће из места, дакле брзина му је једнака нули. Брзина полако расте. Пораст       брзине осећамо као убзање. Да би скренуо десно, аутобус смањује брзину. То    смањење осећамо као успорење. Убацује у другу брзину и скреће десно. Поново         убрзава кретање, убацује у трећу итд.

  1. Какве је промене доживела брзина аутобуса у описаном кретању.

Брзина се променила по интензитету, правцу и смеру, под деловање погонске силе мотора.

  1. Закључујемо да увек када сила делује на тело, долази до промене брзине његовог кретања.

Величина која показује колика је промена брзине Δv, и за колики временски интервал Δt се она дешава, назива се убрзање и означава се са а.

a = Δv / Δt

 

  1. У складу са овом дефиницијом, можемо увести и јединицу за убрзање. Како се промена брзине мери у у метрима у секунди, тако се убрзање мери у метрима у секунди за секунд или уобичајено у метрима у секунди на квадрат.

[ a ] = 1m / s2

 

  1. Шта је у суштини убрзање?

Убрзање је прираштај или повећање брзине у јединици времена. Ако сила делује тако да се брзина под њеним деловањем смањује, онда говоримо о успорењу.

  1. Шта се дешава ако се сила током кретања не мења?
  2. Ознака за убзање, а, потиче од латинске речи acceleration. Физичари не користе овај израз, али зато се уређаји који убрзавају честице називају акцеларатори.
  1. Задатак
    1. Које смо појмове данас увели?

Увели смо појам силе као узрочника промене брзине кретања тела и убрзања као мере промене брзине кретања тела.

  1. Када се устрeми на жртву, кобра може достићи убрзање од 50м/с. Након колико времена од почетка кретања кобра достиже брзину 100км/ч.

a=50m/s

v=100km/h

t=?

a=v/t     t=v/a=100 km/h/50m/s2= 0.56s

  1. Домаћи  задатак

Одговорити на питања:

Када се тело креће по инерцији? Каква је брзина тог кретања.

Зашто се већим делом пута космички бродови крећу без утрошка горива?

Топлота-квиз!

kahootНа крају области Топлота, урадићемо квиз. Поновићемо и систематизовати појмове везане за ову област

Правила знате, паметни телефони, Wi-Fi и све оно што сте научили о топлоти, темпеартури, унутрашњој енергији, топлотној равнотежи итд.

Да би све ишло лакше, на Google Playu имате Kahoot апликацију, за Android OS. Власници iphonea ће се већ некако снаћи.

Ако немате апликацију, укуцајте у браузер Kahoot.it и сачекајте активирање квиза.

 

Честични састав супстанције: молекули и њихово хаотично кретање. Унутрашња енергија и температура.

Кључне речи: Брауново кретање, дифузија, унутрашња енергија, температура.

На овом часу ћемо се упознати са деличем историје физике у коме је један шкотски бoтаничар својим открићем дао импулс физичарима да се позабаве проучавањем честичног састава супстанције, које је у 20. веку кулминирало у достигнућима атомске и нуклеарне физике.

Објаснићемо шта се дешава када на часу ликовног ставите четкицу са бојом у часу са водом и шта је унутрашња енергија и каква је њена веза са температуром.

 

Motion of gas molecules Español: Animación mos...

Motion of gas molecules Español: Animación mostrando la agitación térmica de un gas. Cinco partículas han sido coloreadas de rojo para facilitar el seguimiento de sus movimientos. Русский: Хаотическое тепловое движение на плоскости частиц газа таких как атомы и молекулы (Photo credit: Wikipedia)

Robert Brown, botanist and discoverer of Brown...

Robert Brown, botanist and discoverer of Brownian motion. (Photo credit: Wikipedia)

 

 

 

 

 

 

 

 

Пратите презентације

Честични састав супстанције

Унутрашња енергија и температура.

difussion

Klikom na gornju sliku, pogledajte kako se odvija difuzija i rešite kviz. Na engleskom je, ali neka to bude mali izazov.

Ту су и задаци. Обавезно их провежбајте!

  1. Olovni metak leti brzinom od 200m/s i zarije se u zemljani nasip. ZA koliko stepeni se zagreje metak pri tome ako 78%  njegove kinetičke energije pređe u unutrašnjju (tj. potroši se za zagrevanje metka)?(120K)
  2. Za koje vreme bojler snage 1,8kW zagreje 80kg vode od 20°C do 60°C. Pretopstaviti da je stepen korisnog dejstva bojlera 100%. (7462s ili 2h)
  3. Izrazi u kelvinima 0°C, 27°C, -44°C, -273°C
  4. Izrazi u °C, 1563K, 173K, 5K.
  5. Kada se lonac sa vrelom vodom  temperature 100°C ostavi na terasi, njegova temperatura se smanji četiri puta.  Izračunaj krajnju temepraturu u °C i promenu temperature po celzijujosovoj i kelvinovoj skali.(298K)
  6. Aluminijumski suds a vodom ohladi se od 85°C na 23°C. Kolika količina toplotese pri tome preda okolini ako je masa suda 100g a vode 1kg? (266kJ)
  7. Da bi se kuglica mase 100g zagrejala za 20°C morala je da primi količinu toplote od 260J. Od kog metala je napravljena kuglica?
  8. U posudu sa vodom temperature 10°C, naliveno je 200g vode temperature 70°C, i n kraju se uspostavila temepratura 25°C. Koliko je hladne vode bilo u posudi? Zanemari količinu toplote koja se predje posudi.(600g)

Arhimedov zakon-zadaci

Поновити:

Како настаје сила потиска?
Које силе делују у вартикалном правцу на тело зароњено у течност?
Како се тело креће под дејством ових двају сила?
Како се израчунава сила потиска?

Одговоре потражи на линку.

Задаци:

English: Arhimede's law Slovenščina: Arhimedov...

English: Arhimede’s law Slovenščina: Arhimedov zakon Deutsch: Archimedisches Prinzip (Photo credit: Wikipedia)

1. Запремина тела је 0,05m3. Колика сила делује на телоу води, ако је а)потопљено цело тело и б)потопљена петина запремине тела? (500N и 100N)
2. Колика је густина течности у којој на потпуно потпљену куглицу запремине 10cm3, делуеј сила потиска 1.36N? (13600kg/m3)
3. Стаклени кликер има масу од 20g, а густина стакла је 2500kg/m3.  Коликаје запремина кликера? Коликом силом потиска делује ваздух на кликер? Колико пута је сила Земљине теже већа од силе потиска која делује на кликер у ваздуху? (0,000008m3, 0,0001N, 2000)
4. Када је половина запремине тела потопљена у живу, на тело делује сила потиска од 1.36N. Колика је запремина тела, ако је густина живе 13600kg/m3. (20cm3)
5. Тежина металног свећњака у води је 2,4N, а у ваздуху 2.8N. Одреди запремину свећњака и густину метала од кoга је он направљен. (40cm3, 7000kg/m3)

Potisak. Arhimedov zakon.

Кључне речи: колинеарне силе, потисак, сила потиска, Архимедов закон

По предању, Архимед је добио задатак од краља дa утврди да ли је круна коју је златар израдио, заиста била направљена од злата или га је златар преварио.

Рaзмишљајући о томе док је улазио у каду, Архимед је схватио шта се дешава и како да реши проблем. Од среће је искочио из каде и трчећи улицом викао “Еурека!!!“, тј. “Открио сам!!!“

Архимедов принцип је искоришћен за доказивање да ли златна круна сва од злата, како је златар тврдио, или није?

Ако је круна у облику ловоровог  венца (лево) мање густине од референтног тела (грумен злата десно), њена већа запремина ће истиснути више воде и због чега ће на њу деловати већа сила потиска, узрокујући да тежи мање у води.

Како је потисак појава коју сте искусили пуно пута пливајући и ронећи, погледајте презентацију да би сте се упознали са појмовима потиска, силе потиска и Архимедовог закона. Како упознавање није довољно, потрудите се да разумете појаву, начин на који се манифестује и закон који је објашњава.

На примерима ћете, на крају, објаснити шта се дешава и проверити своје знање.

Потисак. Архимедов закон

Ако будете имали времена, погледајте филм о Архмеду.

Равнотежа тела. Полуга и момент силе-задаци

Шта је равнотежа тела?

Који услови морају да буду испуњени да би тело било у равнотежи?

У каквом стању кретања се може налазити тело које је у равнотежи?

Који Њутнов закон описује кретање тела које је у равнотежи?

Шта је полуга?

Како гласу закон полуге?

Како закон полуге може да се изрази преко момента силе?

ЗАДАЦИ:

  1. Лопта мирује на трави. Прикажи векторима силе које делују на лопту. Коликом силом делује подлога на лопту, ако је маса лопте 0.5kg?
  2. Прикажи векторима силе које делују на куглу окачену концем о грану јелке. Коликом силом делује конац на куглу ако је маса кугле 6g?
  3. На вратима фрижидера стоји украсни магнет. Прикажи векторима силе које делују нa магнет у хоризонталном и вертикалном правцу.  Ако се зна да је маса магнета 20g и да га враtа привлаче магнетном силом од 1N, одреди бројне вредности осталих сила.
  4. Једнострана лака полуга има дужину l. На растојању од l/5 од ослонца делује тежина терета, док на другом крају полуге делује вертикална сила од 250N којом је полуга уравнотежена у хоризонталном покожају. У ком смеру делуе та сила? Колика је маса терета?
  5. На kрајеве полуге од хомогеног материјала масе 2kg и дужине 2m, делују две паралелне силе истог смера чији су интензитети 3N и 8N. На ком растојању од крајева полуге би требало поставити ослонац да би полуга била у равнотежи? (1.16m ili 0.84m)

Појам и врсте равнотеже тела-задаци

  1. Шта је сила?
  2. Која је основна јединица за силу?
  3. Шта је компонента силе?
  4. Шта је резултанта сила?
  1. Слонче од 500кг балансира на кугли од 100кг. Колика је укупна сила којом делују слонче и кугла на ослонац? (10m/s2) (6kN)

???????????????????????????????

  1. Пецарош извлачи рибу силом од 1.8 њутна. Скицирај силе које делују. Колика је сила којом делује пецарош, ако риба делује силом од 4,5 њутна? Колика је маса рибе, ако добија убрзање од 0,6m/s2, док је пецарош извлачи? (F2=6,3N, m=3kg)

???????????????????????????????

  1. На хеликоптер делује сила гравитације, Fg, потисна сила пропелера, Fp, а на њих нормална сила која потиче од снажног ветра, Fv. Ако су вредности ових сила као на цртежу, одредити интензитет резултујуће силе која делује на хеликоптер и на цртежу приказати њен правац и смер. (Fr=50kN)

???????????????????????????????

  1. Воз се креће по хоризонталном путу. Препознај и именуј силе које делују на воз?

А) Fv

Б) Fo

В) Fg

Г) N –

IMG_20150125_202122

 

  1. Графички су приказане силе које делују на хеликотер. Хеликоптер иде вертикално навише. Које силе су у равнотежи?

???????????????????????????????

 

  1. Објасни шта би требало да уради путник па да балон иде вертикално навише. Нема ветра, па на балон делују само сила теже и сила потиска топлог ваздуха.
  1. Графички је приказана јединична вредност, правац и смер свих сила које делују на авион. У ком правцу и смеру лети авион ако су интензитети сила Fv=5Fg, Fg=2Fp, Fo=6Fp.

???????????????????????????????

 

Poluga i moment sile

poluga

Кључне речи: полуга, крак силе, момент силе

Шта је сила?
Која је основна јединица за силу?

Шта ћемо да урадимо ако смо у ситуацији да морамо да подигнемо велики терет, а снага мишића нам није довољна?
Употребићемо ПОЛУГУ.
Како?
Један крај штапа подвуче се испод терета и постави се непокретан ослонац. Ако се на други рај штапа делује силом мишића, терет може да се подигне. Ово оруђе се назива ПОЛУГА.
Полуга се обрће око непокретне тачке, тј. ослонца.
Полуга је свако чврсто тело које може да се обрће око непокретног ослонца, а на које истовремено делују бар две силе, с тежњом да изазову супротна обртања око њеног ослонца.
Нормално растојање између ослонца полуга и правца деловања силе, назива се КРАК СИЛЕ, а нормално растојање између ослонца полуге и правца деловања терета јесте КРАК ТЕРЕТА.
Производ силе и њеног крака, назива се МОМЕНТ СИЛЕ или ОБРТНИ МОМЕНТ.
                                                                                             Ms = Fa
Основна јединица је њутнметар, 1Nm.
Момент терета је Mt = Q b

Полуга и момент силе

Равотежа полуге и њена примена
Полуга је у равнотежи ако је момент силе једнак моменту терета.
                                                                                        Fa = Qb F/Q=b/a
Интензитет силе је онолико пута мањи колико је пута њен крак већи од крака терета.
Употреба полуге омогућава да се мањом силом подигне већи терет (кљешта, маказе, лопата…)
Врсте полуга:
• двострана ( сила и терет делују са супротних страна)
• једнострана (сила и терет делују са исте стране)
• разнокрака ( крак силе и крак терета различити)
• равнокрака (крак силе и крак терета једнаки)

Пример:
Дечак тежине 200 њутна седи на клацкалици на удањености 2 метра од ослонца.На коју удањеност од ослонца мора сести његов отац тежине 800 њутна, да би клацкалица била у равнотежи? Колики су моменти сила?
M1= M2= 400N b2=0.5m