Siła dośrodkowa

Przyśpieszenie w ruchu jednostajnym po okręgu nazywamy przyśpieszeniem dośrodkowym, a siłę nadającą ciału to przyśpieszenie nazywamy siłą dośrodkową.

r

vmmaF

2

Siłą dośrodkowa zmienia kierunek prędkości ciała bez zmiany wartości prędkości.

Siły pozorne

W obracającym się układzie odniesienia (nieincercjalnym) pojawiają się siły pozorne. Jedną z nich jest siła odśrodkowa.

Siły pozorne nie powstają w wyniku oddziaływań fizycznych między ciałami, a jedynie w wyniku przyśpieszenia układu odniesienia.

Siła odśrodkowa jest skierowana przeciwnie do siły dośrodkowej.

Zero G

http://www.youtube.com/watch?v=c2G4MmkKX80

Pętla śmierci

http://www.youtube.com/watch?v=3KVfUlTBHfU

Energia

Energia jest to wielkość skalarna, charakteryzująca stan, w jakim znajduje się jedno lub wiele ciał.

Energia kinetyczna

Energia kinetyczna Ek jest to energia związana ze stanem ruchu ciała. Energia kinetyczna ciała o masie m, poruszającego się z prędkością v wynosi:

2

2

1mvEk

Jednostką energii kinetycznej (i każdego innego rodzaju energii) jest dżul (J):

1 dżul = 1 J = 1 kg*m2/s2

Wybrane pomiary energii

Praca

Gdy zmieniamy prędkość ciała działając na nie siłą, zmieniamy jego energię kinetyczną. Zmiana energii jest związana z przekazaniem lub odebraniem energii.

Gdy przekazanie energii odbywa się dzięki przyłożeniu do ciała siły, siła wykonuje na ciałem pracę.

Praca W jest to energia przekazana ciału lub od niego odebrana w wyniku działania na ciało siłą.

Gdy energia jest przekazana ciału, praca jest dodatnia, a gdy energia jest ciału odebrana, praca jest ujemna.

Praca jako zmiana energii kinetycznej

k = k końc - k pocz = W

Praca W jest to energia przekazana ciału lub od niego odebrana w wyniku działania na ciało siłą. Zmiana energii kinetycznej ciała k jest równa całkowitej pracy W wykonanej nad tym ciałem.

http://www.youtube.com/watch?v=uG3-ZE4sb3M&playnext=1&list=PLA8FEBDC94F4F08F6&index=1

Wzór na pracę

F

d

W = Fd

Wzór na pracę

W = Fd = Fdcos

W = Fd = 90o W = 0

Praca wykonana przez siłę stałą (wartość i kierunek):

Jednostka pracy

Jednostką pracy, tak samo jak energii kinetycznej, jest dżul:

1 J = 1 kg*m2/s2 = 1 N*m

Praca wykonana przez wiele sił

Całkowita praca wykonana przez wiele sił jest sumą prac wykonanych przez poszczególne siły

Przykład: dwaj szpiedzy przesuwają szafę pancerną do swojej ciężarówki. Szafa ma masę 225 kg, a jej przemieszczenie do ciężarówki ma wartość 8.5 m. Agent 001 pcha szafę siłą F1 o wartości 12 N skierowaną pod kątem 30o w dół od poziomu, a agent 002 ciągnie ją z siłą F2 o wartości 10 N, skierowaną pod kątem 40o w górę od poziomu.

Jaką całkowitą pracę nad szafą wykonają siły F1 i F2 podczas jej przemieszczenia do ciężarówki?

Praca wykonana przez wiele sił

Praca wykonana przez siłę F1:W1 = F1d cos= (12 N)(8.5 m)(cos 30o) = 88.33 J

Praca wykonana przez siłę F2:W2 = F2d cos= (10 N)(8.5 m)(cos 40o) = 65.11 J

Całkowita praca wykonana przez siły F1 i F2 W = W1 + W2 = 88.33 J + 65.11 J = 153.44 J

Praca wykonana przez siłę ciężkości

Wg = mgdcos

Praca wykonana przez siłę ciężkości

Gdy ciało się wznosi: Wg = mgd(-1) = -mgdGdy ciało spada: Wg = mgd(+1) = mgd

Praca wykonana przez siłę ciężkości

Przykład: Hossein Rezazadeh (‘Irański Herkules’) ustanowił w Atenach rekord olimpijski w podnoszeniu ciężarów podnosząc sztangę o masie 263.5 kg na wysokość 2 m. Paul Anderson bijąc rekord Guinessa podniósł na wysokość 1 cm podest drewniany z częściami samochodowymi i kasą pancerną o łącznej masie 2850 kg. Czyj wyczyn wymagał użycia większej siły? Kto wykonał większą pracę podnosząc swój ciężar – Rezazadeh czy Anderson?

Praca wykonana przez Rezazadeha i Andersona była przeciwna do pracy wykonanej przez siłę ciężkości.

WHR = -WgHR = - (263.5 kg)(9.8 m/s2)(2 m)(cos 180) = 5164 J

WPA = -WgPA = - (2850 kg)(9.8 m/s2)(0.01 m)(cos 180) = 279 J