Pierwsza zasada dynamiki — bezwładność
Co zrobimy: Popchniemy klocek na różnych podłożach — od szorstkiego po tor bez tarcia — i sprawdzimy, co dzieje się z jego ruchem, gdy nie działa siła wypadkowa.
Co widzisz na ekranie: Klocek na torze, przełącznik podłoża (szorstkie / śliskie / bez tarcia) i przycisk popchnięcia. Bez tarcia klocek jedzie równo bez końca, z tarciem zwalnia; pasek pokazuje prędkość. Odczyty: podłoże, siła wypadkowa, prędkość i stan ruchu.
Co się właśnie stało?
Na torze bez tarcia popchnięty klocek jechał bez końca ruchem jednostajnym — nie „chciał” się zatrzymać. Dopiero tarcie go hamuje.
Pierwsza zasada dynamiki (zasada bezwładności):
jeśli na ciało nie działa siła wypadkowa (albo siły się równoważą), to ciało pozostaje w spoczynku albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym:
Co to obala?
Potoczne przekonanie, że „do ruchu trzeba siły”. Siła jest potrzebna do ZMIANY ruchu (przyspieszenia, hamowania, zakrętu) — nie do jego podtrzymania. W kosmosie (bez tarcia) rzucony przedmiot leci w nieskończoność.
Czym jest bezwładność?
To „opór” ciała wobec zmiany stanu ruchu — miarą bezwładności jest masa. Dlatego trudniej ruszyć i zatrzymać ciężki wózek niż lekki.
Po co Ci to na maturze:
rozpoznawanie sytuacji, w których siły się równoważą (ruch jednostajny lub spoczynek), i odróżnianie ich od ruchu przyspieszonego. Chwyt: brak wypadkowej siły = stała prędkość.
Zapamiętaj: bez siły wypadkowej ciało zachowuje swój ruch (spoczynek albo ruch jednostajny). To tarcie je zatrzymuje, nie „natura”.
Teoria i wzory
Pierwsza zasada dynamiki
Jeśli na ciało nie działa siła wypadkowa (lub siły się równoważą), to ciało pozostaje w spoczynku albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym:
Rola tarcia
Do podtrzymania ruchu jednostajnego siła nie jest potrzebna — klocek zwalnia tylko dlatego, że działa na niego siła tarcia. Bez tarcia jechałby równo bez końca.
Bezwładność
To właściwość ciała polegająca na „oporze” wobec zmiany stanu ruchu. Jej miarą jest masa — im większa masa, tym trudniej zmienić ruch ciała.
Oznaczenia: — siła wypadkowa, — prędkość ciała.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Co mówi pierwsza zasada dynamiki?
Ciało, na które nie działa siła wypadkowa, pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
›Czy do ruchu potrzebna jest siła?
Nie — siła jest potrzebna do zmiany ruchu; sam ruch jednostajny trwa bez siły (gdy nie ma tarcia).
›Co to bezwładność?
Właściwość ciała polegająca na „oporze" wobec zmiany stanu ruchu; jej miarą jest masa.