DINAMIKA. Newtonnak a törvényei csak inerciarenszerben érvényesek.

Átírás

1 DINAMIKA A ozást indi viszonyítanunk kell valaihez. Azt a környezetet, aihez viszonyítjuk a test helyzetét vonatkoztatási rendszernek, nevezzük. A sokféle vonatkoztatási rendszer közül indi azt választjuk ki, elyben a ozás a leeyszerűbben írható le. Az olyan vonatkoztatási rendszert, elyben a test ozásállapota csak valailyen kölcsönhatás következtében változhat e inerciarendszernek nevezzük. Ez a kölcsönhatás szárazhat ey testtől, vay ey ezőtől. Testtől pl., ha ey autó nekiütközik ey fának. Mezőtől pl. Ha ey test szabadon. Ha vasdarabhoz ánest közelítünk. Jó közelítéssel inercia rendszernek tekintjük a öldet, de inden nyualoban lévő, vay eyenes vonalú eyenletes ozást véző testet is. A ozás és a nyualo viszonylaossáának eállapítása Galilei, olasz tudós nevéhez fűződik. Ő foalazta e először, hoy az eyáshoz képest eyenes vonalú eyenletes ozást véző vonatkoztatási rendszerek dinaikaila ekülönböztethetetlenek. Ey teneren állandó sebesséel, eyenes vonalon haladó hajóban lévő utasok seilyen kísérlettel ne tudják eldönteni, hoy a hajó áll, vay ozo. Ha ülünk a vonatban, és ellettünk elindul ey ásik, akkor olyan, intha i ozonánk. Ne inercia rendszer a yorsuló vay kanyarodó járű. A kanyarodó vay hirtelen fékező buszban az utasok inden féle kölcsönhatás nélkül is eváltoztathatják ozásállapotukat, azaz eldőlhetnek, ha ne kapaszkodnak. Newtonnak a törvényei csak inerciarenszerben érvényesek. Ha ey vasolyót leteszünk az asztalra, akkor az nyualoban arad, ha azonban ujjunkkal epöccintjük, vay ey ánest közelítünk hozzá akkor ozásba jön. Ha ey fahasábot elökünk a padlón, akkor az, lassuló ozással eáll, de a jéen csúszó koronnak csak akkor változik e a sebessée, ha a palánknak ütközik, vay ha ey játékos ütőjének ütközik. Newton I. törvénye Minden test etartja nyuali állapotát, vay eyenes vonalú eyenletes ozását indaddi, í ennek eváltoztatására valailyen kölcsönhatás ne készteti. (Newton I. törvényének éppen az a jelentősée, hoy seítséével ki lehet választani azokat a vonatkoztatási rendszereket, aelyekben érvényesek a dinaika törvényei.) A testek tehát tehetetlenek. A tehetetlensé értéke a töe. Jele: M.e.: k (kilora) Skalár ennyisé. Kétkarú érleel érjük. SI alapeysé. A ozásállapot eváltozásához kölcsönhatás, azaz erő szüksées. Például a tizeneyes rúása előtt a pályára helyezett labda nyualoban van, de aikor a játékos belerú, akkor eváltozik a sebessée, azaz a labda yorsul. A yorsulás értéke fü a test töeétől. A edecil labdával ne célszerű tizeneyes rúásra vállalkozni. ρ V

2 Erő: A ozásállapot - változást előidéző hatás értéke. Röviden: a kölcsönhatás értéke. Jele: (az anol force szó alapján) M.e.: N (newton) a Az erő vektorennyisé, iránya a yorsulás irányába utat. Az erőt nyilakkal szeléltetjük. A nyíl hossza az erő naysáát, iránya az erő irányát jelzi. Az erőt Sion Stevin ( ) holland fizikus, ateatikus ábrázolta először nyíllal. Az ő nevéhez fűződik é a tizedestörtekkel való száolás bevezetése is. Newton II. törvénye: Bárely testre ható erő arányos a test yorsulásával és az erő iránya a yorsulás irányába utat. Az arányossái tényező a test töee. Az a összefüés Newton II. törvényének ateatikai alakja, vay ás néven a dinaika alapeyenlete. Newton III. törvénye Két test kölcsönhatásánál, ha az eyik test erőhatást yakorol a ásikra, akkor az a ásik, uyanakkora, de ellentétes irányú erővel hat vissza rá. Az erő és az ellenerő indi eyenlő naysáú, ellentétes irányú, és különböző testekre hat. Ha nekidőlünk a falnak, akkor aekkora erővel nyojuk a falat, a fal uyanakkora, de ellentétes irányú erővel hat vissza ránk. A hatás-ellenhatás elvét kihasználó szerkezeteket ár réóta készítettek és alkalaztak. Ilyen volt a örö Hérón által i. sz. 100 körül készített labda, ely ey tenelyre felszerelt félöb, elyből két derékszöben ehajlított cső nyúlik ki. Ha a öbbe töltött vizet felforralják, a őz nay sebesséel kiáralik és forásba hozza a öböt. Uyanilyen elven űködik a Sener János András ( ) által kifejlesztett Senerkerék, aely a vízturbinák eyik őse, ellyel vízialot hajtottak. A hatás-ellenhatás elvén űködnek a rakéták is. Aikor nay erővel préseli ki hátrafelé az éésteréket, az éésterék uyanakkora erővel tolja előre a rakétát. A kínaiak ár 104-ben készítettek puskaporos rakétát. Európában a napóleoni háborúk idején az anolok később az 1848-as ayar szabadsáharcban a ayarok is használtak lőporos rakétát. Ezért fájdul e a kezünk, ha az asztalra csapunk.

3 Súly : Az az erő, aely az alátáasztást nyoja, vay a felfüesztést húzza. Jele: G M.e.: N (newton) G G A test súlya közel eeyezik a testre ható ravitációs erővel. ny ny t t A ravitációs erő, az általános töevonzás törvényéből szárazó vonzóerő. A test súlya a ravitációs erő és a öld forásából szárazó centrifuális erő eredője. A súly szót a köznyelv nayon yakran hibásan, a töe helyett használja. Dinaika IV. törvénye: Ha ey testre eyidejűle több erő hat, akkor a test úy ozo, intha rá az összes erők eredője hatna. Σ a s Ha < s v 0 Ha s v állandó Ha > s a állandó - s a - a H a < v 0 H a v állandó H a > a állandó A testek ozásának, ozásállapotának ennyiséi jellezésére a sebessé önaában ne eleendő, célszerűbb a töeet is feyelebe venni. Lendület (Ipulzus) A testek ozásállapotát jellező fizikai ennyisé. Jele: I k M.e.: s I v A lendület vektorennyisé. Iránya a sebessé irányába utat. Ha ey test lendülete, azaz ozásállapota eváltozik, akkora sebesséének iránya vay naysáa, vay indkettő eváltozik. Pontszerű test lendületének eváltozása eeyezik a testre ható erők vektori összeének és az erőhatás időtartaának szorzatával. Ezt fejezi ki a lendület tétel: I Σ t

4 A dinaika alapeyenlete csak akkor érvényes, ha a kölcsönhatás során a töe állandó. A lendület-tétel általánosabb efoalazás, ert a lendület változása úy is elképzelhető, ha a test töee változik. (A sebessée változik Klasszikus fizika A töee változik e. Modern fizika) Issac Newton ( ) Én az óceán partján játszadozó yerekhez hasonlíto aa, aki itt is, ott is talál ey szép kavicsot, érdekes csiát, eljátszadozik velük, de sejtele sincs, ennyi titkot rejt aában a vételen óceán. Sötétbe bújt terészet és törvény, szólott az Úr leyen Newton és lőn fény 1687-be jelent e a Principia cíű űve elyben összefolalta a echanikai isereteit. A ű háro részből áll: A definíciók és axióák után az első rész a pontozás törvényeiről szól. Mefoalazza háro isert ozástörvényét. A ásodik részben a súrlódó közeben vébeenő ozásokat táryalja a szerző. Itt fektette le a ateatikai analízisnek, az alapjait. A haradik részben a bolyóozást táryalja az általános töevonzás alapján. Newton nevéhez fűződik: Dinaika törvényei Töevonzás törvénye: összekapcsolta a földi és az éi echanikát. Közeellenállás vizsálata Távcsövet készített elvetette a fény részecske terészetét Vizsálta a fehér fény színeit priza seítséével, és bebizonyította, hoy a fehér fény összetett fény. olalkozott a fénytöréssel és a fényvisszaverődéssel. ényinterferenciás kísérleteire utal a Newton-féle színes yűrűkről írt efiyelései

5 Erőfajták 1. Gyorsító erő t I a. Eelő erő 3. Gravitációs erő 1 r γ 4. Súlyerő G 5. Súrlódási erő ny µ 6. Nyoóerő talajon vízsz int es A p 7. Centripetális erő cp a 8. Kötélerő 9. Húzóerő 10. elhajtóerő V test foly ς 11. Rualas erő y D 1. Coulob erő 1 r k 13. Elektroos erő E 14. Lorentz erő l I B B v