Microsoft PowerPoint - fizika2-kinematika2012

Транскрипт

1 ФИЗИКА 1. Понедељак, 8. октобар, 1. Кинематика тачке у једној димензији Кинематикакретањаудведимензије 1 Кинематика кретање свејеустањукретања кретање промена положаја тела (уодносу на друга тела) три типа кретања: транслаторно, ротационо, осцилаторно Кинематика проучава кретање, без узимања у обзир маса тела и сила које делују међу њима. честични модел модел материјалне тачке. Занемарује се расподела маса тела по простору, тј. она се сматрају материјалним тачкама. 3

2 Путања, пут, померај кретање материјалне тачке познајемо ако знамо њен положај у простору за сваки моменат времена. положај - на основу референтног тела (непокретног)-система који везујемо за њега. Када се повеже низ тачака у којима је била м. т. добија се путања. Део путање је пут (јединица је метар). Померај (јединица је исто метар) промена положаја тела у простору. Са места x 1 на x, померај је: x = x -x 1 4 Референтни систем везан за Земљу x 1 = 1,5 m, x = 3,5 m 5 Померај и пређени пут нису исте величине померај је -1 м, а пређени пут је већи (укупна дужина плаве линије) у систему референце везаном за вагон ако га одређујемо у односу на систем референце везан за пругу морамо да урачунамо и кретање воза! померај није исто што и пут 6

3 Време и брзина Није довољно знати померај, требадазнамои колико дуго и којом брзином се тело креће Уводесеновефизичкевеличине: време и брзина Време да ли може да промени смер? да ли има апсолутни почетак и апсолутни крај? мерење времена? периодична кретања (клатно, Сунце-Земља,...) 7 Време и брзина Интервал времена разлика крајњег и почетног тренутка t=t -t 1, Aко време меримо штоперицом t 1 =, t =t, t=t. Средња брзина преко помераја 8 Померај, средња брзина Кретањедужједнелиније(у једној димензији) x x x 1 Померај је разлика између финалне и иницијалне позиције тела које се креће (то је векторска величина). x - O x1 x x x1 x Средња брзина : v vsr t t1 t Померај по јединици времена (количник укупног помераја и интервала времена за који је извршен) x 1 x 9

4 Пример: Путник у возу који је направио померај од -1 м за секунди. Средња брзина x 1m v sr,5 m / s t s СИ јединица : m/s Друге јединице: километарначас(km/h), центиметар у секунди (cm/s),..., миља на час (mph), 1 Средња брзина тренутна брзина средња брзина не даје информацију о томе шта се дешавало имеђу x 1 и x. делимо укупни померај x tot, на делове x a, x b, што су мањи добија се потпунијасликаокретању када се смање јако пуно и направи однос са одговарајућим временским интервалом добија се тренутна брзина v v sr t v 11 Средње убрзање Износ промене брзине за јединични интервал времена. v v v 1 v v1 v a asr t t t Јединица: m/s. Векторска величина, има исти правац и смер као промена брзине. Брзина вектор може да се мења по: интензитету, правцу, смеру. 1 1

5 Једнако убрзано праволинијско кретање Убрзањејесталноистевредности, a sr =a почетна тачка (x,), крајња тачка (x,t) x x t v sr v sr x x vsrt v v (.7) (.6) 13 Једнако убрзано праволинијско кретање Убрзањејесталноистевредности, a sr =a Меримо време штоперицом, t 1 =, t =t почетна брзина v, акрајњаv v v1 v a asr t t t 1 v v t a v v at (.8) 14 Кретање константном брзином (приказано црвеним стрелицама исте дужине) Убрзање је при томе једнако нули 11-Октобар-1 Физика, 1 Љубиша Нешић 15

6 Брзина и убрзање су истог правца и смера Убрзање је константно (плаве стрелице имају исту дужину) Брзина се повећава (црвене стрелице постају све дуже и дуже) 16 Брзина и убрзање, иако истог правца, су супротних смерова Убрзање је константно (плаве стрелице имају исту дужину) Брзина се смањује (црвене стрелице постају све краће и краће) 17 Једнако убрзано праволинијско кретање Додамо једначини (.8) почетнубрзинуиподелимоса v v 1 v v at (.8) v at v v v v sr (.7) v 1 sr at 1 x x vsrt (.6) x x v t at Решавање једначине (.8) по времену и замена у последњу даје v v a( x x ) 18

7 Слободни пад слободни занемарујемо све другесилеосим гравитационе убрзање тела је независно од његове масе?! g = 9,81 m/s усмерено на доле! служи за дефинисање појма вертикално 19 Одређивање убрзања Земљине теже y убрзање тела је независно од његове масе?! 1 at 1 at y v t y y ( y y a ) t ( 1,m) a (,4515s) y-y =-1 m, t=,4515 s m s 9,81 / Кинематика у димензије тамна лопта креће без почетне брзине светла има почетну брзину у хоризонталном правцу слика мултифлеш фотографија у једнаким временским интервалима путања друге лопте је крива линија еквивалентно је кретању у независна правца по вертикали је слободан пад по хоризонтали је кретање константном брзином 1

8 Коси хитац кретање у пољу Земљине теже, почетна брзина v под неким углом уодносунахоризонт разлажемо кретање у два независна правца (по вертикали и хоризонтали) a x = a y = -g 11-Октобар-1 Физика, 1 Љубиша Нешић Коси хитац хоризонтално кретање, a x = x v v x x v t ox x const вертикално кретање a y = -g vy voy gt 1 y y o v t gt v v y y g( y y ) укупни померај и брзина: r v x y v x v y 3 Висина пењања косог хица у највишој тачки је: v y =, y=h v v y y g( y y ) v y ( v sin h g g ) 4

9 Вулканиикосихитац 5 Домет косог хица Како почетна брзина утиче на домет косог хица? v sin g D 6 Домет косог хица за било који угао од до правог, осим 45 о, постоје угла за које је исти домет, при чему они када се саберу дају 9 о v sin g D 7

10 Домет косог хица за веће домете, долази до изражаја закривљеност Земљепаједометјошвећи, јертеломорадападне ниже да би дошло на Земљу ако је почетна брзина довољно велика пројектил неће пасти на Земљу... постаје њен сателит 8 реканосетеланизводно ветар носи авион у смеру дувања v t - брзина тела у односу на средину v s - брзина средине v укупна брзина тела је збир ове две брзине. Сабирање брзина v v t v s v v t v s tan vt v s 9 Класична релативност Брзина је релативан појам мора да се каже увек у односу на које тело се гледа Релативност у физици - како различити посматрачи који се крећу један у односу на другога, мере карактеристичне физичке величине Да ли нож који је испустио морнар на врху јарбола пада поред јарбола или не? 3

11 Кинематика ротационог кретања ротационо кретање: тело се креће по кружним путањама чији центри леже на оси ротације уколикојебрзинатела константна, кретање је униформно кружно кретање тачке које ротирају имају различите (линијске = периферијске) брзине v јер се налазе на различитој удаљености од осе ротације даље се крећу брже. 31 Кинематика ротационог кретања ако се изврши ротација за пун угао, посматрана тачка је прешла пут једнак обиму кружнице r r r дефиниција радијана rad 1 pun obrtaj rad 57,3 3 Угаона брзина линијска брзина није иста за све тачке тела које ротира уводи се нова угаона брзина t s v t s r r v r t v r 33

12 Угаона брзина угаона брзина је вектор што је већа угаона брзина и што је већи полупречник точкова то се брже креће аутомобил t v r 34 Центрипетално убрзање брзина је вектор увек када се мења са временом постоји убрзање брзина може да се мења: по интензитету по правцу и смеру код униформне ротације се мења по правцу (вожња по кривини, ротација камена закаченог за канап, ротација Земље око Сунца) убрзање које се јавља услед промене правца брзине се назива центрипетално убрзање. 35 Интензитет центрипеталног убрзања троугао који чине вектори положаја и брзина су једнакокраки иосимтогаслични v/ v = r / r центрипетално убрзање a c = v/ t v = v r / r v/ t = (v / r)(r / t)= v /r брзина је тангента на путању промена брзине је усмерена ка центру 36

13 Интензитет центрипеталног убрзања v a c r r центрипетално убрзање је пропорционално квадрату брзине! када дупло брже возимо аутомобил треба четири пута јаче да држимо волан да би савладали исту кривину аутомобил у кружном току 37 Интензитет центрипеталног убрзања колико је центрипетално убрзање аутомобила ако је полупречник кружног тока 5 метара, абрзина аутомобила 5 м/с? Упоредити обо убрзање са убрзањем Земљине теже. a c = v /r=1,5 m/s a c / g = 1,5/9,8=,18 аутомобил у кружном току 38 Интензитет центрипеталног убрзања честицасеналазина7,5 цм од осе ротације ултрацентрифуге која прави 75 обртаја у минути. Одредити однос центрипеталног убрзања и гравитационог. a c = r =(,75m)(7854 rad/s) =4,63 x 1 6 m/s a c / g = 4,7 x гравитационог ултрацентрифуга убрзања obrt rad 1min rad min obrt 6s s 39