Moduł 02 kursu Oddziaływania i siły: zasada akcji i reakcji, równe wartości i przeciwne zwroty, skutki dynamiczne i statyczne oddziaływań.
Każde oddziaływanie jest wzajemne. Isaac Newton opisał tę własność jako III zasadę dynamiki :
Pływak odbija się stopami od ściany basenu, działając na nią siłą 300 N. Jaką siłą ściana działa na pływaka w tej samej chwili?
Poprawna: a) Zgodnie z III zasadą dynamiki ściana odpowiada siłą reakcji o dokładnie takiej samej wartości 300 N i przeciwnym zwrocie. Działa ona na pływaka i wypycha go w stronę wody.
Oddziaływanie może zmienić kształt lub wymiary ciała, nie wprawiając go w ruch. Taki skutek nazywamy statycznym , czyli odkształceniem . Ciało bywa ściśnięte, rozciągnięte, zgięte, skręcone albo zgniecione — zmienia się jego forma, a nie…
Oddziaływanie może zmienić kształt lub wymiary ciała, nie wprawiając go w ruch. Taki skutek nazywamy statycznym , czyli odkształceniem .
| Rodzaj skutku | Na czym polega zmiana? | Typowe przykłady z życia |
|---|---|---|
| Skutek dynamiczny | Zmiana stanu ruchu ciała: wprawienie w ruch ciała spoczywającego, przyspieszenie, wyhamowanie, całkowite zatrzymanie lub zmiana kierunku/toru ruchu. |
• Bramkarz piąstkujący lecącą piłkę (zmiana kierunku i prędkości), • Samochód ruszający ze skrzyżowania na zielonym świetle, • Narciarz hamujący pługiem na stoku góry. |
| Skutek statyczny | Zmiana kształtu lub wymiarów ciała (odkształcenie): ściśnięcie, rozciągnięcie, zgięcie, skręcenie, zgniecenie — bez zmiany prędkości środka masy ciała jako całości. |
• Ściskanie gąbki do naczyń w dłoni, • Rozciąganie sprężyny w siłomierzu, • Ugniatanie ciasta na pizzę na stolnicy, • Ugięcie deski pod ciężarem skoczka do wody. |
| Oba skutki jednocześnie | Jednoczesna zmiana ruchu ORAZ zmiana kształtu: zjawisko bardzo częste przy zderzeniach ciał rzeczywistych. |
• Uderzenie rakietą w piłkę tenisową: piłka ulega silnemu spłaszczeniu na strunach (skutek statyczny) i w tym samym ułamku sekundy wystrzeliwuje w przód (skutek dynamiczny), • Wbicie gwoździa młotkiem: gwóźdź przemieszcza się w głąb drewna (ruch) i spłaszcza na główce (odkształcenie). |
Sprężyna wydłuża się pod naciskiem, a po zwolnieniu wraca do pierwotnej długości. Jak nazwać to odkształcenie?
Poprawna: d) Odkształcenie sprężyste ustępuje po usunięciu siły: sprężyna wraca do długości początkowej. Odkształcenie trwałe, czyli plastyczne, pozostawiłoby ciało na stałe w nowym kształcie.
Gdy siła zmienia stan ruchu ciała, mówimy o skutku dynamicznym . Obejmuje on wprawienie w ruch, przyspieszenie, wyhamowanie, zatrzymanie oraz zmianę kierunku lub toru.
Bramkarz odbija lecącą piłkę, zmieniając jej kierunek i prędkość. Jaki skutek oddziaływania opisuje ta sytuacja?
Poprawna: c) Zmiana kierunku i wartości prędkości to zmiana stanu ruchu, czyli skutek dynamiczny. Krótki czas działania siły ani chwilowe odkształcenie piłki nie zmieniają tej klasyfikacji.