1.Dźwignia dwustronna to najczęściej używana maszyna prosta, ułatwiająca wykonywanie pracy przez zastąpienie siły o większej wartości przez siłę o mniejszej wartości, innym kierunku i zwrocie oraz punkcie przyłożenia.
2.Praca wykonana za pomocą dźwigni jest taka sama jak bez jej użycia.
3.Warunek równowagi dźwigni dwustronnej to równość iloczynów wartości sił działających po obu stronach osi obrotu i długości ich ramion.
1.Jeśli pomiędzy ciałami układu działają siły grawitacyjne lub siły sprężystości, a siła zewnętrzna nie wykonuje pracy, to energia mechaniczna układu jest stała.
2.Jeśli w układzie działają siły oporu ruchu, to energia mechaniczna układu maleje.
1.Energia potencjalna ciała zależy od jego położenia względem drugiego ciała, z którym oddziałuje. Gdy położenie to ulega zmianie, zmienia się również energia potencjalna ciała.
2.Energia potencjalna grawitacji wzrasta, gdy ciało oddala się od powierzchni Ziemi. Zmiana energii potencjalnej sprężystości wiąże się z odkształceniem ciała.
3.Energię potencjalną grawitacji ciała o masie m umieszczonego na wysokości h nad tzw. poziomem zerowym obliczamy za pomocą wzoru
Ep=m*g*h
4.Energia kinetyczna związana jest z ruchem ciała. Każde ciało, które w danym układzie odniesienia jest w ruchu, posiada w tym układzie energię kinetyczną.
5.Energię kinetyczną obliczamy za pomocą wzoru
Ek=1/2*m*v^2
1.Jeśli układ ciał jest zdolny do wykonania pracy, mówimy, że posiada energię mechaniczną. Aby układ ciał był zdolny do wykonania pracy, należało wcześniej, działając siłą zewnętrzną, wykonać pracę przynajmniej nad jednym ciałem tego układu.
Przyrost energii mechanicznej układu jest równy pracy sił zewnętrznych wykonanej nad tym układem:
deltaE= Wz
Wracając do poprzedniego stanu ,układ może wykonać pracę o takiej samej wartości.
Energię wyrażamy w dżulach. 100 000 J, czyli 100 kJ.
Zwykle pracę wykonujemy nad jednym ciałem układu i zamiast mówić, że układ zyskał energię mechaniczną, mówimy, że ciało zyskało energię mechaniczną.
W przypadku artykułów spożywczych energię wyraża się często w jednostkach zwanych kaloriami.
1 cal ~ 4,19 J
1 kcal ~ 1000 cal
1.O szybkości wykonywania pracy informuje nas wielkość fizyczna nazywana mocą. Oznaczamy ją literą P.
Aby dowiedzieć się jaką pracę wykonuje urządzenie w jednostce czasu, musimy podzielić pracę W wykonaną w pewnym czasie t przez ten czas.
Mocą nazywamy iloraz pracy i czasu, w którym została ona wykonana. Zapisujemy to za pomocą wzoru
moc= praca/czas P= W/t
Podstawiając do powyższego wzoru jednostkę pracy (J) i czasu (s), określimy jednostkę mocy, którą jest 1 wat (1J/1s)
Informuje nas ona z jaką mocą pracuje urządzenie w ciągu 1 sekundy.
1.Praca mechaniczna jest wykonywana, gdy na ciało działa siła i gdy ciało to ulega przesunięciu.
Pracę oznaczamy literą W ,od pierwszej litery angielskiego słowa work ,czyli ‚praca’.
Gdy siła F wykonująca pracę jest zwrócona w tę samą stronę, w którą ciało porusza się, to wykonaną pracę obliczamy jako iloczyn wartości siły (F) i przebytej drogi (s).
praca= wartość siły x przebyta droga
W = F x s
Jednostkę pracy określamy, wstawiając do wzoru jednostki siły i drogi.
[W]=[F]x[s]=1N x 1m
Jednostkę tę nazywamy dżulem i oznaczamy literą J.
1J= 1N x 1m
1J jest to praca, jaką wykonuje siła o wartości 1N, działająca na ciało, które przesuwa się o 1m zgodnie ze zwrotem siły.
Podsumowanie:
-Siła działająca na ciało wykonuje pracę, gdy:
podczas działania tej siły następuje przemieszczenie ciała lub jego odkształcenie
kierunki siły i przemieszczenia ciała nie są do siebie prostopadłe
-Jednostką pracy jest dżul (1J-1N x 1m). Pracę 1 dżula wykonuje siła 1 niutona na drodze 1 metra, jeśli ciało przesuwa się zgodnie ze zwrotem siły
1.
1.Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się, to pod działaniem wypadkowej prędkość ciała ulega zmianie. Wynika z tego, że ciało porusza się z przyspieszeniem.
Jeśli wartość siły wypadkowej wzrośnie dwukrotnie, to wartość siły przyspieszenia ciała także wzrośnie dwukrotnie itd.
Powyższa zależność wyraża drugą zasadę dynamiki Newtona:
Wartość przyspieszenia ciała o masie m jest wprost proporcjonalna do wartości wypadkowej siły działającej na to ciało. Jeśli na ciała o różnych masach działa taka sama siła, to ich przyspieszenia mają wartości odwrotnie proporcjonalne do ich mas.
Podsumowanie:
-Swobodne spadanie ciał jest ruchem jednostajnie przyspieszonym, zachodzącym pod wpływem siły ciężkości.
-Przyspieszenie, z jakim porusza się ciało swobodnie spadające, nazywamy przyspieszeniem ziemskim. Oznaczmy je symbolem g.
-W swobodnym spadaniu ciał obliczamy wartość prędkości po czasie t trwania ruchu, za pomocą wzoru: v= g*t
1.Wartość siły wyporu.
Na ciało zanurzone w wodzie woda ta działa zwróconą w górę siłą wyporu, której wartość jest równa wartości ciężaru wody wypartej przez to ciało.
Wartość siły wyporu jest równa wartości ciężaru wody wypartej przez zanurzone w niej ciało.
Na każde ciało zanurzone w cieczy działa zwrócona do góry siła wyporu Fw o wartości równej wartości ciężaru cieczy wypartej przez to ciało.
Fw=Fc=pcgV
gdzie:
pc- to gęstość cieczy
V- objętość ciała lub jego zanurzonej części
Prawo to zostało odkryte w starożytności przez greckiego uczonego i od jego nazwiska zwane jest prawem Archimedesa. Dotyczy ono również ciał zanurzonych w gazach.
Podsumowanie:
-Zachowanie się ciała zanurzonego w cieczy zależy od jego gęstości p w porównaniu z gęstością pc tej cieczy.
1.Siła parcia cieczy i gazów na ścianki zbiornika. Ciśnienie hydrostatyczne.
Doświadczenie 1.6
Sprawdzanie prawa Pascala
Przyrządy: piłeczka pingpongowa, strzykawka lekarska, plastelina lub guma do żucia
Czynności:
1.W piłeczce pingpongowej robimy niewielkie równomierne otwory oraz jeden większy o średnicy równej wylotowi strzykawki lekarskiej.
2.Podziurawioną piłeczkę nakładamy na wylot strzykawki i uszczelniamy plasteliną lub gumą do żucia.
3.Napełniamy strzykawkę wodą poprzez wyciągnięcie z niej tłoku.
4.Nakładamy z powrotem tłok i wsuwamy go do strzykawki.
5.Obserwujemy wodę wytryskującą przez otwory w piłeczce.
Obserwacje:
Woda wytryskuje przez wszystkie otwory, prostopadle do powierzchni piłeczki, jednakowymi strumieniami, które są silniejsze przy większej sile, która działa na ciecz za pomocą tłoka.
Wniosek:
Parcie wywierane na tłok przenosi się we wszystkich kierunkach jednakowo i na każdą jednostkę powierzchni, prostopadle do powierzchni ścianki naczynia działa siła o takiej samej wartości.
Prawo Pascala:
Jeśli na zamkniętą w zbiorniku ciecz (lub gaz) działamy siłą, to wytworzone w ten sposób dodatkowe ciśnienie jest jednakowe w całej objętości tej cieczy (lub gazu).
Ciśnienie wyrażamy jako iloraz F/S. Jeśli więc w zbiorniku panuje ciśnienie p, to wartość siły parcia na płaską ścianę o powierzchni S wyraża się wzorem F=p*S
Działając siłą F1 o niewielkiej wartości na powierzchnię S1, wytwarzamy w zbiorniku cieczy dodatkowe ciśnienie p=F1/S1
Podsumowanie:
–Przyczyną występowania ciśnienia atmosferycznego i hydrostatycznego jest naciskanie warstw powietrza i cieczy na warstwy znajdujące się niżej.
-Ciśnienie w cieczy wynikające z siły ciężkości, zwane ciśnieniem hydrostatycznym, wzrasta wraz z głębokością.