Pytania
5.2 Pierwsza zasada dynamiki Newtona
Przyjmując układ odniesienia związany z Ziemią jako układ inercjalny, wskaż z którym z poniższych obiektów związany jest inercjalny układ odniesienia a z którym nie?
- Samochód poruszający się ze stałą prędkością;
- Samochód, który przyspiesza;
- Swobodnie spadająca kabina windy;
- Stacja kosmiczna poruszająca się na ziemskiej orbicie;
- Kabina windy opadająca ze stałą szybkością.
Pewna kobieta przewoziła na przyjęcie szkolne pudełko pysznych babeczek. W pewnym momencie samochód znajdujący się przed nią gwałtownie się zatrzymał. Z tego powodu kobieta zmuszona była gwałtownie zahamować. Na szczęście miała zapięte pasy bezpieczeństwa, więc nie ucierpiała z powodu gwałtownego hamowania (jedynie się zdenerwowała). Niestety pudełko babeczek przeleciało podczas hamowania na deskę rozdzielczą samochodu i babeczki całkowicie się pogniotły. Czy potrafisz wyjaśnić, dlaczego tak się stało?
5.3 Druga zasada dynamiki Newtona
Dlaczego możemy zaniedbać podczas stosowania drugiego prawa Newtona siły utrzymujące zwartą strukturę materii analizowanego obiektu?
Podrzucamy kamień pionowo do góry. W punkcie maksymalnej wysokości prędkość kamienia maleje do zera. Czy to oznacza, że w tym punkcie również wszystkie działające na kamień siły się zerują?
5.4 Masa i ciężar ciała
Jaka jest zależność pomiędzy masą a ciężarem? Która z tych wielkości jest własnością ciała, a nie funkcją położenia w polu grawitacyjnym?
Jaki jest ciężar astronauty o masie 70 kg znajdującego się w kosmosie, daleko od jakiegokolwiek ciała niebieskiego? Jaka jest jego masa w tym miejscu?
Które z poniższych stwierdzeń jest prawdziwe?
- Masa i ciężar to ta sama wielkość fizyczna, lecz wyrażona w innych jednostkach.
- Gdy ciało nie ma ciężaru, jego masa również musi być zerowa.
- Jeżeli ciężar danego ciała jest zmienny, zmienna musi być również jego masa.
- Masa i bezwładność ciała to pojęcia ze sobą niepowiązane.
- Ciężar ciała jest wielkością zawsze proporcjonalną do jego masy.
Gdy znajdujesz się na Ziemi, twoje stopy działają na powierzchnię Ziemi siłą równą twojemu ciężarowi. Dlaczego na skutek tego kula ziemska nie doznaje przyspieszenia?
Jak można zapisać wartość przyspieszenia ziemskiego w formie wektorowej?
5.5 Trzecia zasada dynamiki Newtona
Zidentyfikuj siły akcji i reakcji w następujących układach: (a) Ziemia oddziałująca z Księżycem; (b) chłopiec kopie piłkę; (c) rakieta wznosi się w górę z pewnym przyspieszeniem; (d) samochód przyspiesza do przodu; (e) skoczek podczas skoku wzwyż; (f) pocisk wylatujący z lufy pistoletu.
Załóżmy, że trzymasz w ręku filiżankę kawy. Zidentyfikuj wszystkie siły działające na filiżankę oraz odpowiadające im siły reakcji.
- Dlaczego podczas wystrzału ze strzelby doznaje ona odrzutu?
- Komora działa bezodrzutowego jest otwarta po obu stronach. Opisz jak trzecie prawo Newtona stosuje się do wystrzału z takiego działa.
- Czy można bezpiecznie stać w niedużej odległości za takim działem podczas wystrzału?
5.6 Rodzaje sił
Na dywanie w mieszkaniu stoi stół. Na stole położono książkę. Na który element układu podłoga wywiera siłę nacisku?
Cząstka porusza się w prawo.
- Czy siła działająca na nią może być skierowana w lewo? Jeżeli tak, jak zachowa się cząstka?
- Czy siła na nią działająca może być skierowana w dół? Jeżeli tak, to dlaczego?
5.7 Rozkłady sił działających na ciała
Po narysowaniu wszystkich sił działających na ciało, co w następnej kolejności powinniśmy zrobić, aby rozwiązać w pełni zagadnienie?
W przypadku książki spoczywającej na równi, jak wiele sił powinniśmy nanieść na rysunek będący diagramem sił działających na książkę? Opisz te siły.
Gdyby książka wspomniana w poprzednim pytaniu spadała swobodnie, jak wiele sił działałoby wówczas na książkę? Narysuj wszystkie siły i opisz je.