Fizika alapok. Az előadás témája

Hasonló dokumentumok
Dinamika. A dinamika feladata a test(ek) gyorsulását okozó erők matematikai leírása.

Mechanika. Kinematika

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Tömegvonzás, bolygómozgás

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Képlet levezetése :F=m a = m Δv/Δt = ΔI/Δt

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Newton törvények és a gravitációs kölcsönhatás (Vázlat)

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Periódikus mozgás, körmozgás, bolygók mozgása, Newton törvények

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

Speciális mozgásfajták

Mérnöki alapok 2. előadás

A test tömegének és sebességének szorzatát nevezzük impulzusnak, lendületnek, mozgásmennyiségnek.

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Rezgés tesztek. 8. Egy rugó által létrehozott harmonikus rezgés esetén melyik állítás nem igaz?

Erők (rug., grav., súrl., közegell., centripet.,), és körmozgás, bolygómozgás Rugalmas erő:

Fizika 1i, 2018 őszi félév, 4. gyakorlat

Az inga mozgásának matematikai modellezése

1. gyakorlat. Egyenletes és egyenletesen változó mozgás. 1. példa

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

Körmozgás és forgómozgás (Vázlat)

IMPULZUS MOMENTUM. Impulzusnyomaték, perdület, jele: N

3. fizika előadás-dinamika. A tömeg nem azonos a súllyal!!! A súlytalanság állapotában is van tömegünk!

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

A gravitációról és a nehézségi erőről, a tehetetlen és súlyos tömeg azonosságáról

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Fizika példák a döntőben

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK január 30.

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Irányításelmélet és technika I.

5. Körmozgás. Alapfeladatok

Haladó mozgások A hely és a mozgás viszonylagos. A testek helyét, mozgását valamilyen vonatkoztatási ponthoz, vonatkoztatási rendszerhez képest adjuk

Digitális tananyag a fizika tanításához

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó tárgy, test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

ÁLTALÁNOS JÁRMŰGÉPTAN

Mérnöki alapok 2. előadás

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

Fizika feladatok - 2. gyakorlat

A mechanika alapjai. A pontszerű testek kinematikája. Horváth András SZE, Fizika és Kémia Tsz szeptember 29.

FIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015

A 2015/2016. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Newton törvények, erők

Newton törvények, lendület, sűrűség

1. ábra. 24B-19 feladat

Komplex természettudomány 3.

Erők (rug., grav., súly, súrl., közegell., centripet.,), forgatónyomaték, egyensúly Rugalmas erő:

1. MECHANIKA Periodikus mozgások: körmozgás, rezgések, lengések

Hely, idő, haladó mozgások (sebesség, gyorsulás)

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

A testek tehetetlensége

Adatok: fénysebesség; a Föld sugara; a Nap-Föld távolság; a Föld-Hold távolság; a Föld és a Hold keringési ideje.

Kérdések Fizika112. Mozgás leírása gyorsuló koordinátarendszerben, folyadékok mechanikája, hullámok, termodinamika, elektrosztatika

A mechanikai alaptörvények ismerete

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Hely, idő, haladó mozgások (sebesség, gyorsulás)

2.3 Newton törvények, mozgás lejtőn, pontrendszerek

Kinematika. A mozgás matematikai leírása, a mozgást kiváltó ok feltárása nélkül.

Geometria és gravitáció

33. Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny I. forduló feladatainak megoldása. Gimnázium 9. évfolyam

HELYI TANTERV. Mechanika

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

Kinematika. speciális pályák: egyenes, szakasz, kör, ellipszis, parabola, spirál, Egyenes vonalú mozgások: egyenletes: s=vt, v=áll. tösszes.

Exponenciális és logaritmusos kifejezések, egyenletek

Gépészmérnöki alapszak Mérnöki fizika ZH NÉV: október 18. Neptun kód:...

Tárgymutató. dinamika, 5 dinamikai rendszer, 4 végtelen sok állapotú, dinamikai törvény, 5 dinamikai törvények, 12 divergencia,

EGYENES VONALÚ MOZGÁSOK KINEMATIKAI ÉS DINAMIKAI LEÍRÁSA

A statika és dinamika alapjai 11,0

Mozgásleírás különböző vonatkoztatási rendszerekből. Mozgásleírás egymáshoz képest mozgó inerciarendszerekből

Differenciálegyenletek a mindennapokban

Tér, idő, hely, mozgás (sebesség, gyorsulás)

Gyakorló feladatok Feladatok, merev test dinamikája

Rezgések és hullámok

Mérnöki alapok 10. előadás

Az alábbi fogalmak és törvények jelentését/értelmezését/matematikai alakját (megfelelő mélységben) ismerni kell: Newtoni mechanika

0. Teszt megoldás, matek, statika / kinematika

Mérje meg a lejtőn legördülő kiskocsi gyorsulását a rendelkezésre álló eszközök segítségével! Eszközök: Kiskocsi-sín, Stopperóra, Mérőszalag

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Erők fajtái. Fajtái: Irányuk, funkciójuk alapján: húzóerő, tolóerő, tartóerő, nyomóerő

Mechanika - Versenyfeladatok

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Mozgástan (kinematika)

EGYSZERŰ GÉPEK. Azok az eszközök, amelyekkel kedvezőbbé lehet tenni az erőhatás nagyságát, irányát, támadáspontjának helyét.

2. MECHANIKA Periodikus mozgások: körmozgás, rezgések, lengések

Newton törvények, erők

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

Fizika feladatok megoldása Tanszéki, Munkaközösség, Pannon Egyetem Fizika és Mechatronika Intézet

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Átírás:

Az előadás témája Körmozgás jellemzőinek értelmezése Általános megoldási módszer egyenletes körmozgásnál egy feladaton keresztül Testek mozgásának vizsgálata nem inerciarendszerhez képest Centripetális gyorsulás, mint derivált

Egyenletes körmozgás értelmezése Egyenletes körmozgás: Körpályán keringő test azonos idők alatt azonos íveket fut be. A test sebessége állandó A test gyorsulása nulla

Egyenletes körmozgás értelmezése A pillanatnyi sebesség vektor mennyiség!!! A sebesség nagysága állandó, de az iránya nem A sebesség, mint vektor nem állandó! Van gyorsulás!

Egyenletes körmozgás értelmezése Milyen irányú a gyorsulás? a v t v v v B A v v v A B v v A v B v B B v A A Tehát v középpont irányú a is középpont irányú Centripetális gyorsulás

Egyenletes körmozgás értelmezése Centripetális gyorsulás Deriválással (utolsó két dia):a = -w 2 R Iránya: a kör középpontja felé mutat. s nagysága: a cp v R 2 vw Rw 2 Ívhossz: s = R j v = R w j

Egyenletes körmozgás értelmezése a cp - centripetális gyorsulás F cp = m a cp - centripetális erő. Közvélemény kutatás Ilyen erő nincs!!! 32 nevem volt (Ságvári Endre) fedőnév! A centripetális erő is fedőnév! SF = m a F cp = m a cp a cp a gyorsulás fedőneve körmozgásnál F cp az eredő erő fedőneve

Egyenletes körmozgás értelmezése A körmozgás = gyorsuló mozgás! Ugyanúgy oldjuk meg, mint a haladó gyorsuló mozgásos problémákat. Semmivel nem nehezebbek ezek a problémák sem, mint az egyenes vonalúak!

Dinamikai feladatok Általános megoldási módszer (recept): 1. A testre ható erők felvétele 2. Erők felbontása gyorsulással párhuzamos, és gyorsulásra merőleges összetevőkre 3. SF merőleges =0 4. SF párhuzamos = ma

Példa egyenletes körmozgásra Kúpinga Egy L=0,4 m hosszú fonálra erősített testet mekkora vízszintes sebességgel kell meglökni, hogy a fonálnak a függőlegessel bezárt szöge mindig a = 30 legyen? v L R a

Példa egyenletes körmozgásra Kúpinga Recept: 1, erők felvétele: G - gravitációs erő K kötél erő Centripetális erő nem hat! 2, erők felbontása - kötélerő K Y = K cosa K X = K sina K Y G a K K X oldalnézet

Példa egyenletes körmozgásra Kúpinga 3, SF merőleges = 0 (3) K Y = K cosa =mg 4, SF párhuzamos = ma (4) K X = K sina ma cp K Y G a K K X oldalnézet 4 3 K sin a K cosa tga ma mg cp 2 v m R mg 2 v Rg

Példa egyenletes körmozgásra Kúpinga L a tga 2 v Rg v R g tga v R R = L sina = 0,4 sin 30 = 0,2 m Behelyettesítve: v = 0,99 m/s.

Példa egyenletes körmozgásra Centripetális erő tehát nincs, ez csak az eredő erőnek egy fedőneve körmozgásnál. És a centrifugális erő micsoda?

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Inercia-rendszer: olyan koordináta-rendszer, amelyben igazak a Newton axiómák. Vizsgáljunk meg egy forgó koordinátarendszert! Pl. régi lemezjátszó lemezén kering egy radír. A testre ható erők: G - gravitációs erő, T - tartóerő, F t tapadási súrlódási erő F t T G

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből forgó koordinátarendszer Ha a forgó lemezhez viszonyítunk: A test áll, de a három erő eredője nem nulla! G-T = 0, de F t megmarad, nincs ami kiegyenlítse! Így 0 SF = ma = 0 Azaz 0 0! Ellentmondás! Itt Hol a hiba?! 0 SF = ma = 0 F t T G

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből A forgó koordinátarendszer nem inercia-rendszer Hiba! 0 SF = ma = 0 Nem teljesül a dinamika alaptörvénye, mert nem teljesülnek a Newton axiómák!!! Hogyan tudunk számolni forgó koordinátarendszerben? F t T G

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből forgó koordinátarendszer Hogyan tudunk számolni forgó koordinátarendszerben? Be kell vezetnünk egy fiktív erőt: Centrifugális erő sugár irányban kifele! F cf mrw 2 m v 2 R ilyen erő nincs, de felvételével mesterségesen igazzá tesszük a Newton tv-eket! F t T G F cf

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Feladat: Mekkora fordulatszámmal forgassunk egy centrifugát, hogy az oldaláról ne csússzon le egy test? m = 0,2, R = 0,2 oldalnézet

Mozgás vizsgálata inercia-rendszerből Recept: 1, erők felvétele: G - gravitációs erő F t tapadási súrlódás N fal nyomóereje Centrifugális erő nincs!!! F t oldalnézet G N 2, erők felbontására nincs szükség

Mozgás vizsgálata inercia-rendszerből 3, SF merőleges = 0 F t =G, azaz (3) m N F t = mg 4, SF párhuzamos = ma cp (4) N = mrw 2 F t oldalnézet G N

Mozgás vizsgálata inercia-rendszerből m mrw 2 Ft = mg oldalnézet w 2n g mr F t G N n 1 2 g mr 1 2,5 s 151 1 perc

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Ugyanez forgó koordinátarendszerből Recept: 1, erők felvétele: F G - gravitációs erő t F t tapadási súrlódás F cf N fal nyomóereje F cf - centrifugális erő! oldalnézet G N 2, erők felbontására nincs szükség

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Centrifuga vizsgálat forgó koordinátarendszerből A test a forgó rendszerben áll! 3, SF merőleges = 0 4, SF párhuzamos = 0 F cf F t oldalnézet G N (3) F t = mg (4) F cf = mrw 2 = N Ugyanaz az egyenletrendszer!

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Coriolis erő: Forgó rendszerben mozgó testre oldalirányban (a sebességre és a fogástengelyre is merőlegesen) ható erő. Egy forgó asztalon kifele gurított golyó az asztalhoz képest oldalirányban eltérül. (az asztal elfordul alatta a sugárral arányos kerületi sebességgel). Az asztalhoz viszonyítva olyan, mintha oldalirányban hatna egy erő Coriolis erő

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Coriolis erő: Tengeráramlatok Földrajzi Világatlasz, Kartográfia Kiadó, Budapest, 1992.

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Coriolis erő: Tengeráramlatok Földrajzi Világatlasz, Kartográfia Kiadó, Budapest, 1992.

Mozgás vizsgálata nem inercia-rendszerből Coriolis erő: Szélrendszerek Földrajzi Atlasz, Cartographia Westermann Kiadó

Gondolkodtató kérdés Geostacionárius műholdpálya Ha egy testet elengedek, leesik. Ha magasabbra emelem és elengedem, akkor is leesik. Vannak olyan műholdak (pl. Astra, Hotbird), amelyek a Föld egy adott pontja felett állnak. Miért nem esnek le? Ott már nem hat a Föld gravitációja? De akkor a messzebb levő Hold miért kering a Föld körül? Ki tudjuk-e számolni, milyen messze vannak ezek a műholdak? Válasz a www.asta.hu oldalon

Gondolkodtató kérdés Foucalt inga: Egy gömbcsuklóval felfüggesztett, meglengetett és magára hagyott inga lengési síkja elfordul. Milyen erő fordítja el a lengési síkot? Válasz szóban az előadáson (A Coriolis erő?)

Kiegészítés:

Egyenletes körmozgás értelmezése A centripetális gyorsulás deriválással x = R cosa; y = R sina, Egyenletesen forog: a = w t x = R cosw t), y = R sin(w t), y a x A sebesség az elmozdulás deriváltja v x = x = R (- sinw t) w), v y = y = R cos(w t) w, v x = -R w(sinw t), vy = R w cos(w t),

Egyenletes körmozgás értelmezése A centripetális gyorsulás deriválással x = R cosw t), y = R sin(w t), v x = -R w(sinw t), v y = R w cos(w t), R a a a x =v x = -R w(cosw t) w, a y =v y = R w (-sin(w t) w, a x = -R w 2 (cosw t) = -w 2 x, a y = R w (-sin(w t) w w 2 y, a = -w 2 R