Fyzika - Dynamika hmotného bodu

Autor: Tomáš Vostrý

Dynamika hmotného bodu

Síla

- síla F - vektorová fyzikální veličina, určená velikostí, směrem a polohou působiště.
- jednotka: 1 N, N - newton
- skládání sil - skládáme složky sil F1,F2,F3……, výsledná síla se pak nazývá výslednice

- vztah:

Izolované těleso
- izolované těleso = těleso, na které nepůsobí silou žádné jiné těleso (někdy se nahrazuje těleso bodem, pak jde o izolovaný hmotný bod)

První Newtonův pohybový zákon

Znění: Každé těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud není nuceno silovým působením jiných těles svůj pohybový stav změnit.

- první pohybový zákon nazýváme zákonem setrvačnosti

Inerciální soustava

- jde o soustavu, kde izolované těleso (izolovaný bod) zůstává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu.
- pokud těleso nezůstává v klidu mluvíme o neinerciální soustavě.
Každá vztažná soustava, která je vzhledem k dané inerciální soustavě v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém, je rovněž inerciální.

Galileiho princip relativity

Všechny inerciální vztažné soustavy jsou pro popis mechanických dějů rovnocenné. Ve všech inerciálních vztažných soustavách platí stejné zákony mechaniky a rovnice, které je vyjadřují, mají stejný tvar.

Druhý Newtonův pohybový zákon

Znění: Velikost zrychlení a tělesa je přímo úměrná velikosti výslednice sil F působících na těleso a nepřímo úměrná hmotnosti m tělesa.

- matematický zápis: nebo ho také zapisujeme F=a.m

- síla velikosti 1 N uděluje tělesu s hmotností 1 kg zrychlení o velikosti 1 m.s^-2.

Tíhová síla

- tíhové zrychlení g - uděluje tělesům v blízkosti povrchu Země tíhová síla F_G, kterou jsou všechna tělesa přitahována k Zemi.

- vztah:
F_g=m.g

Hybnost tělesa

- značí se p
- jde o vektor, popsaný jako součin hmotnosti m a okamžité rychlosti tělesa v.

- vztah: p=m.v
- jednotky = kilogram metr za sekundu

Změna hybnosti tělesa a impuls síly

- matematický vztah:

- znamená to, že výsledná síla působící na těleso se rovná podílu změny hybnosti tělesa a doby působení síly.
- vzorcem zapsáno:
- jednotkou impulsu síly je newton sekunda (N.s).

Třetí Newtonův pohybový zákon

Znění: Síly, kterými na sebe působí dvě tělesa, jsou stejně velké, navzájem opačného směru a současně vznikají a zanikají.

Zákon zachování hybnosti

- Znění: Celková hybnost izolované soustavy těles se vzájemným silovým působením nemění.
- matematicky vyjádřeno: p=p₁+p₂... konstantní.

Dostředivá síla
- změnou rychlosti vektoru při pohybu bodu po kružnici se vyvolá dostředivé zrychlení
- jeho příčinou je pak dostředivá síla
- značí se F_d

- matematicky vyjádřeno:

Neinerciální soustava
- je taková, která se vůči inerciální soustavě pohybuje se zrychlením, zpomaluje, otáčí se
- pohybuje se s konstantním zrychlením
- příklad: startující letadlo, vůz v zatáčce
- znamená to, že v neinerciální soustavě neplatí zákon setrvačnosti ani zákon akce a reakce.