Dynamika Flashcards
1 - Jakou veličinou se projevuje vzájemné působení těles?
Jaká je to fyzikální veličina?
Sílou
Vektorová veličina
1 - Čím je podmíněna změna pohybového stavu tělesa?
Působením jiných těles
1 - Co je důsledkem vzájemného působení těles?
Změna pohybového stavu nebo deformace
1 - Jaké podmínky musí splnit těleso, aby pro něj platily zákony klasické mechaniky?
Musí mít makroskopické rozměry.
Musí se pohybovat rychlostí velmi malou vůči rychlosti světla ve vakuu.
1 - Který obor fyziky se zabývá chováním těles, které se pohybují rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla ve vakuu?
Relativistická mechanika
(A. Einstein)
1 - Který obor fyziky se zabývá chováním atomů, molekul, částic a dalších objektů mikrosvěta?
Kvantová mechanika
(M. Planck, E. Shrödinger, N. Bohr,…)
1 - Jaké druhy deformace může způsobit vzájemné působení těles?
Pružná deformace
Nepružná deformace
1 - Čím se vyznačují pružné deformace?
Jak jim jinak říkáme?
Těleso se vrátí v makroskopickém pohledu do původního tvaru.
Elastické deformace
1 - Čím se vyznačují nepružné deformace?
Jak jim jinak říkáme?
Těleso se nevrátí v makroskopickém pohledu do původního tvaru.
Plastické deformace
1 - Jaké změny pohybového stavu může vzájemné působení těles způsobit?
Změna z klidu do pohybu
Změna z pohybu do klidu
Změna velikosti existující rychlosti
Změna směru existující rychlosti
1 - Jakým způsobem může dojít k vzájemnému působení těles kromě přímého kontaktu?
Uveďte příklady
Pomocí působení polí.
magnetické, gravitační, elektrické pole
1 - Které parametry síly jako veličiny jí dokonale popisují vzhledem k důsledkům jejího působení?
velikost
směr
působiště
2 - Které zákony popisují základní pravidla dynamiky a kolik jich je?
Newtonovy pohybové zákony
3 zákony
2 - Vysvětlete pojem izolované těleso
těleso na které nepůsobí žádné síly
nelze prakticky sestrojit
2 - Vysvětlete pojem model izolovaného tělesa
Zavádíme, protože izolované těleso nelze sestrojit.
Těleso, na které působí síly, jejichž součet je nulový.
2 - Jak si prakticky demonstrujeme model izolovaného tělesa?
Dokonalá kulička na dokonale hladké a vodorovné ploše.
(Alternativně těleso v hlubokém vesmíru mimo působení sil)
2 - Jak se pohybuje těleso, na které nepůsobí žádné vnější síly?
Setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém.
3 - Vyslovte první Newtonův zákon
Každé těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud není nuceno vnějšími silami tento stav změnit.
3 - Jak také nazýváme první pohybový zákon?
Zákon setrvačnosti
3 - Proč z hlediska dynamiky považujeme klid a rovnoměrný přímočarý pohyb za rovnocenné pohybové stavy?
Vyznačují se tím, že mají nulové zrychlení, a tedy na ně nepůsobí žádná síla, nebo působí více sil s nulovou výslednicí.
3 - Ve kterých vztažných soustavách platí Newtonovy pohybové zákony?
Platí:
Ve vztažných soustavách, které jsou v klidu nebo se pohybují rovnoměrně přímočaře.
Neplatí:
Ve vztažných soustavách, které se pohybují se zrychlením (křivočaře, zpomalují nebo zrychlují)
3 - Čím se vyznačují inerciální vztažné soustavy?
Platí v nich Newtonovy pohybové zákony.
Jsou v klidu nebo se pohybují rovnoměrně přímočaře.
3 - Co můžeme říct o soustavě, která se vůči jiné inerciální vztažné soustavě pohybuje rovnoměrně přímočaře nebo je vůči ní v klidu?
Je také inerciální.
3 - Co můžeme říct o soustavě, která se vůči jiné inerciální vztažné soustavě pohybuje se zrychlením?
Je neinerciální.
3 - Čím se vyznačují neinerciální vztažné soustavy?
Neplatí v nich Newtonovy pohybové zákony.
Pohybují se se zrychlením - křivočaře, zpomalují nebo zrychlují.
Pohybový stav těles se mění bez působení dalších těles.
3 - Existují inerciální soustavy?
Pokud budeme důslední tak ne - nemůžeme se vymanit z tíhových zrychlení v důsledku působení gravitačních polí a podobně.
Prakticky - pro běžné výpočty můžeme vztažnou soustavu spojenou s povrchem země považovat za inerciální.
Pro přesnější výpočty např. v kosmonautice musíme započítat i vlivy jiných planet a podobně.
4 - Co je zásadní podmínkou vzniku jakéhokoliv zrychlení?
silové působení jiného tělesa
4 - Jak závisí velikost zrychlení na hmotnosti tělesa?
nepřímo úměrně
(čím větší hmotnost, tím menší zrychlení)
4 - Jak závisí velikost zrychlení na působící síle?
přímo úměrně
(čím větší síla, tím větší zrychlení)
4 - Vyslovte druhý Newtonův pohybový zákon.
Velikost zrychlení hmotného bodu je přímo úměrná velikosti výslednice sil působících na hmotný bod a nepřímo úměrná hmotnosti hmotného bodu.
Směr zrychlení je shodný se směrem výslednice sil.
4 - Který vztah vyplývá z druhého Newtonovy zákonu?
a = F / m
častěji zapisován jako:
F = m . a
4 - Jaká je jednotka síly a jak ji zkráceně nazýváme?
Jaká je její značka?
kg.m.s-2
Newton
značka … N
4 - Popište, co představuje jednotka 1 newton.
Jedná se o sílu, která je zapotřebí k udělení zrychlení 1 m.s-2 tělesu o hmotnosti 1 kg.
4 - Kterému zákonu také říkáme “zákon síly”?
druhému pohybovému zákonu
4 - Jaké je zrychlení, pokud je výslednice působících sil nulová?
také nulové
4 - Co je to dynamické měření hmotnosti?
měření hmotnosti s využitím zákonů dynamiky
ze znalosti působících sil a zrychlení můžeme dopočítat hmotnot
lze využít všude, kde nelze vážit, například pro urení hmotnosti elementárních částic nebo hvězd
4 - Který zákon můžeme využít pro určení velikost tíhové síly?
Jaký vztah použijeme?
druhý newtonův pohybový zákon
Fg = m . g
4 - Jaký je směr tíhové síly a proč?
Tíhová síla má vždy svislý směr.
Následuje směr tíhového zrychlení.
5 - Které veličina je nezbytná k popisu pohybového stavu v kinematice?
O jakou veličinu musíme tento popis obohatit v dynamice?
Která veličina tyto veličiny spojuje?
v kinematice stačí rychlost
v dynamice záleží také na hmotnosti
tyto veličiny spojuje veličina hybnost
5 - Jaká je značka hybnosti a jaký vztah používáme k jejímu určení?
značka … p
p = m . v
( m- hmotnost, v - rychlost )
5 - Jaká je jednotka hybnosti?
Jak ji čteme?
[p] = kg.m.s-1
“kilogrammetr za sekundu”
5 - Hybnost je skalární nebo vektorová veličina?
vektorová veličina
(záleží na směru)
5 - Jaký je směr vektoru hybnosti?
totožný se směrem rychlosti
6 - Jakým vztahem můžeme vyjádřit druhý pohybový zákon kromě F = m.a ?
6 - Co popisuje veličina impuls síly?
popisuje časový účinek síly
6 - Jaká je značka a jakým vztahem určujeme impuls síly?
značka … I
6 - Jaká je jednotka impulsu síly?
Jak ji čteme?
[I] = N . s
“newtonsekunda”
6 - Jaký je vztah mezi impulsem síly a změnou hybnosti téhož silového působení?
Mají stejnou číselnou hodnotu, ale jinou jednotku.
7 - Jaké jsou vlastnosti vzájemně působících sil?
opačný směr
stejná velikost
současný vznik a zánik
7 - Jak zní třetí newtonův pohybový zákon?
Dvě tělesa na sebe navzájem působí stejně velkými silami opačného směru. Tyto síly vznikají a zanikají současně.
7 - Jak můžeme také pojmenovat třetí newtonův pohybový zákon?
zákon akce a reakce
7 - Pokud vždy vzniká vzájemné působení stejně velkých opačných sil, jak je možné, že se vždy nevyruší?
Jedna síla působí na jedno těleso a druhá síla na druhé.
Síly působící na různá tělesa nemůžeme sečíst.
7 - Jaká jsou zrychlení těles vzniklá vzájemným působením?
stejná nebo různá - záleží na poměru hmotností těles
8 - Co je to izolovaná soustava těles?
Je možné ji realizovat?
soustava těles, které na sebe navzájem působí akcemi a reakcemi, ale nepůsobí na ně žádná další síla
neproveditelné díky neustálému vnějšímu působení polí
nahrazujeme soustavou, kde se všechny vnější síly navzájem vyruší
8 - Jak zní zákon zachování hybnosti?
Celková hybnost izolované soustavy těles se vzájemným silovým působením těles nemění.
8 - Jak zní zákon zachování hmotnosti?
Celková hmotnost izolované soustavy těles je konstantní.
8 - Jak se v izolované soustavě těles mění hybnosti jednotlivých těles a jak se mění jejich součet?
Jednotlivé hybnosti se mohou měnit.
Celkový součet hybností zůstává konstantní.
9 - K jakému jevu dochází při přímém styku dvou těles?
smýkání
9 - Co vznikne na styčných plochách při smýkání?
třecí síla
9 - Jaký je směr vektoru třecí síly?
vždy proti směru pohybu
9 - Co způsobuje třecí síly?
Drobné nerovnosti ovrchu, které se při smýkání obrušují, narážejí do sebe a deformují se.
9 - Vyvolává třecí síla reakční sílu?
ano
(každá síla vyvolá reakční sílu)
její účinky se často neprojeví, protože podložka může být pevně spojena se zemí
9 - Která síla je přímou podmínkou pro vznik třecí síly?
normálová síla od podložky
je k podložce kolmá a směřuje k tělesu, na které působí třecí síla
často je rovna tíhové síle, ale může se jednat o libovolnou sílu, která vzniká jako reakční síla k silám, které tlačí těleso k podložce
(například na těleso shora zatlačíme rukou)
9 - Jaký vztah používáme pro výpočet třecí síly?
Ft = f . Fn
Ft … třecí síla
f … součinitel smykového tření
Fn … normálová síla
9 - Jaká je jednotka třecí síly?
jako každé jiné síly … 1 N …. newton
9 - Jaká je jednotka součinitele smykovéh tření?
Jedná se o bezrozměrnou veličinu (bez jednotky).
Vyjadřuje pouze poměr mezi třecí a nomálovou silou.
Jednotka je 1.
9 - Co popisuje součinitel smykového tření?
Jak na něm závisí třecí síla?
Jakost/kvalitu stykových ploch.
Třecí síla na něm závisí přímo úměrně.
9 - Jaký bude součinitel smykového tření pro hladké povrchy? A jaký pro drsné?
pro hladké nízký
pro hrubé vysoký
9 - Co popisuje klidové tření?
odpor povrchů stykových ploch vůči uvedení tělesa do pohybu
9 - Jaký vztah používáme pro výpočet velikosti klidového tření?
Ft = f0 . Fn
totožný jako pro třecí sílu, pouze s využitím součinitele klidového tření
9 - Která veličina má větší hodnotu, klidové tření, nebo smykové tření?
hodnoty klidového tření jsou vyšší
10 - Co z hlediska dynamiky platí pro těleso, které se pohybuje po kružnici?
Působí na něj dostředivá síla.
Je spojena s nezbytným dostředivým zrychlením.
Podle 2. pohybového zákona pokud těleso s určitou hmotností získá zrychlení, musí nezbytně působit síla stejného směru.
10 - Jaký vztah využíváme k výpočtu dostředivé síly?
Fd = m . ad
Fd … dostředivá síla
m … hmotnost
ad … dostředivé zrychlení
10 - Připomenutí z kinematiky - jak vypočítáme dostředivé zrychlení?
10 - Jaký je směr vektoru dostředivé síly?
vždy směřující do středu otáčení
totožný se směrem dostředivého zrychlení
kolmý ke směru okamžité rychlosti
10 - Pokud se těleso pohybuje křivočaře, jaká odstředivá síla na něj působí?
žádná
odstředivé síly se projeví v reakci na jiná tělesa, nebo v rámci setrvačných sil neinerciální vztažné soustavy
11 - Vyslovte Galileiho princip relativity.
Zákony mechaniky jsou stejné ve všech inerciálních vztažných soustavách. Rovnice, které je vyjadřují, mají stejný tvar.
11 - Pokud udělám stejný mechanický pokus na zemi a poté v rovnoměrně pohybujícím se vlaku nebo na lodi unášené rovnoměrným proudem, jaký bude výsledek?
totožný
(jedná se o inerciální soustavy)
11 - Pokud udělám stejný mechanický pokus na zemi a poté v brzdícím autobuse, zrychlujícím letadle a vlaku jedoucím do zatáčky, jaké budou výsledky?
různé
(jedná se o neinerciální vztačné soustavy - zrychlení soustav způsobí vznik setrvačných sil)
11 - Podle Galileiho principu relativity, co je vždy totožné a co je relativní?
Při pozorování téhož děje z v různých inerciálních soustavách:
je stejné - čas, celkové zrychlení a celková síla, která působí na těleso
je/může být rozdílné - dráha, rychlost,
11 - Na které soustavy se vztahuje Galileiho princip relativity?
na inerciální vztažné soustavy
12 - Jak se liší popis stejného mechanického děje pro pozorovatele v inerciální a neinerciální vztažné soustavě.
v inerciální soustavě - veškeré děje můžeme popsat pomocí newtonových pohybových zákonů
v neinerciální soustavě - pohybové zákony zdánlivě neplatí a tyto jevy můžeme popsat pomocí setrvačných sil, vzniklých v důsledku zrychlení celé soustavy
12 - Jaký vztah používáme pro výpočet velikosti setrvačné síly?
Jaký má směr?
Fs = m . a
Fs … setrvačná síla
m … hmotnost
a … zrychlení soustavy
Směr je opačný vůči směru zrychlení soustavy.
12 - Setrvačné síly jsou pouze fiktivní, nebo reálné?
Pro pozorovatele v neinerciální soustavě jsou reálné jako síly vzájemného působení.
Mohou být s ostatními silami sčítány.
12 - Jak vznikne takzvaný beztížný stav?
Těleso je uvedeno do vhodně zrychleného, zpomaleného nebo křivočarého pohybu tak, aby zrychlení celé soustavy bylo přesně opačné a stejně velké jako tíhové zrychlení.
Tíhová síla a setrvačná síla působící na stejné těleso se tak při sečtení vyruší.
12 - Na pasažéra ve výtahu, který jede rovnoměrně působí setrvačná síla kterým směrem?
žádná setrvačná síla na něj nepůsobí, jedná se o inerciální soustavu
12 - Na pasažéra ve výtahu, který zrychluje směrem nahoru, působí setrvačná síla kterým směrem?
Cítí se lehčí, nebo. těžší?
Zrychlení soustavy směřuje nahoru, na tělesa uvnitř soustavy včetně pasažéra působí zrychlení a tedy i setrvačná síla směrem dolů.
Cítí se těžší.
12 - Na pasažéra ve výtahu, který zrychluje směrem dolů, působí setrvačná síla kterým směrem?
Cítí se lehčí, nebo těžší?
Zrychlení soustavy směřuje dolů, na tělesa uvnitř soustavy včetně pasažéra působí zrychlení a tedy i setrvačná síla směrem nahoru.
Cítí se lehčí.
13 - Které z následujících soustav jsou neinerciální
a) otáčející se rovnoměrně
b) otáčející se zrychleně
Obě soustavy jsou neinerciální.
I rovnoměrný křivočarý pohyb soustavy je podmíněn přítomností dostředivého zrychlení.
13 - Jak popíše pohyb tělesa ukotveného v otáčející se soustavě člověk pozorující pohyb z inerciální soustavy?
Těleso se pohybuje po kružici.
Působí na něj dostředivá síla o velikosti Fd=m.ad .
Vektor rychlosti tělesa má směr tečný k trajektorii.
13 - Jak popíše pohyb tělesa ukotveného v otáčející se soustavě člověk taktéž upevněný ve stejné neinerciální soustavě?
Těleso podle něj setrvává v klidu.
Natahování lana nebo pružiny, kterým je přichyceno ke středu popisuje dvojící dostředivé a setrvačné síly.
Velikosti dostředivé a setrvačné síly můžeme shodně spočítat jako
Fd = Fs = m . ad
13 - Jaký pohyb pozoruje pozorovatel z inerciální soustavy při uvolnění tělesa z otáčející se soustavy?
Zaniklo působení dostředivé síly.
Těleso tedy pokračuje rovnoměrně přímočaře ve směru okamžité rychlosti v okamžiku uvolnění.
13 - Jaký pohyb pozoruje pozorovatel ze stejné neinerciální soustavy při uvolnění tělesa z téže soustavy?
Vidí jak se těleso pohybuje zrychleně od středu otáčení.
Vysvětlí si to působením setrvačné síly, která již není kompenzována dostředivou silou.
