Základy dynamiky

(Dynamika hmotného bodu)
– co je klasická mechanika, formulace Newtonových zákonů,jednotka síly, ú-
činky síly, tíhová síla, setrvačná hmotnost tělesa, inerciální a neiner-
ciální soustava, hybnost a impuls, zákon zachování hybnosti, dostředivá
síla, dostředivé zrychlení

– Dynamika studuje příčiny pohybu těles a příčiny změn jejich pohybového stavu.
– Na rozdíl od kinematiky, která zkoumá, jak se tělesa pohybují, dynamika se zabývá
otázkami, proč a za jakých podmínek se tělesa pohybují.
Zakladateli dynamiky jsou Galileo Galilei ( 1564 – 1642 ), Ch. Huygens ( 17. stol. ),
Newton ( 1643 ? 1727 ). Základní zákony formoval Newton.
– Zabývá se malými rychlostmi oproti c.

Síla jako fyzikální veličina
Síla cha-ka vzájemné působení těles.- 1. při vzájemném dotyku těles ( přemisťování,deformace )
2. prostřednictvím silových polí ( Fg )
Síla je fyzikální veličina, která je určena velikostí a směrem a polohou svého působiště.
Jednotka je newton ( N ) a síla se značí F
F je vektorová veličina a proto s ní platí počítání vektorů
[ F ] = Kg m s-2
F 1N uděluje tělesu o hmotnosti 1Kg zrychlení o velikosti 1ms-2

Skládání sil

F1 a F
F2

Pythagorova věta- F1 F
F2
F1 + F2
A pak ještě sčítání a odečítání vektorů na jedné přímce F = F1 ? F2 F
F1 – F2 F

Izolované těleso
Takové těleso na které nepůsobí žádnou silou jiné těleso – HB.
V daných podmínkách neexistuje, zavadíme model izolovaného tělesa – HB

Newtonovy zákony
I. Newtonův pohybový zákon
Těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarémpohybu,
není-li vnějšími silami nuceno tento stav změnit.

vztažná soustava
V soustavě, ve které platí 1. pohybový zákon ( zákon setrvačnosti ) je inerciální vztažná soustava
V soustavě, ve které těleso nezůstává v klidu se soustava jmenuje neinerciální vzt. sou.
Důležitá je volba vzt. soustavy.
Každá vzt. soustava, která je vzhledem k dané in. soustavě v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém je rovněž inerciální.

Galileiho princip relativity
Všechny in. vzt. soustavy jsou pro popis mechanických dějů rovnocenné. Ve všech in. vzt. soustavách platí stejné zákony mechaniky a rovnice, které vyjadřují, mají stejný tvar.

II. Newtonův pohybový zákon
Velikost zrychlení a tělesa je přímo úměrná velikosti výslednice sil F
působících na těleso a nepřímo úměrná hmotnosti m tělesa.

F = ma
– Na základě zrychlení a výslednice síly můžeme zjistit dynamické měření m

Tíhová síla a tíha tělesa
-Tíhové zrychlení g uděluje tělesům v blízkosti povrchu Země tíhová síla FG , kterou jsou všechna tělesa
přitahována k Zemi.

FG = m g. ? FG ma stejný směr jako tíhové zrychlení g ? jsou to vektory
– Od FG odlišujeme tíhu G- Tlaková síla, která působí na nehybnou vodorovnou podložku, nebo jako tahová
síla. Kterou působí těleso na nehybný svislý závěs.
– Tíha tělesa vzniká jako důsledek síly tíhové

G ?
? FG
FG

G

Hybnost tělesa
Hybnost tělesa p je vektor , definovaný jako součin hmotnosti m a okamžité rychlosti v , tedy:
p = m v
[ p ] = kg m s -1
Změna hybnosti a impuls síly
– => => = impuls síly a jeho velikost je [ Lp ]= N.s

III. Newtonův pohybový zákon ( zákon akce a reakce )
Síly, ketrými na sebe působí dvě tělesa, jsou stejně veliké,
mají opačnou orientaci a současně vznikají a zanikají.

A B

F2 F1 F2 F1

vždy je jedna síla akcí a druha reakcí?nezaleží na tom, která je která.

ZZH- Zákon zachování hybnosti
Def: Celková hybnost soustavy těles se se vzájemným silovým působením nemění.

je konstantní.

Dostředivá síla v
– FT S
Fd Fo Fd

dostředivá síla při otáčení kolotoče FG
Neinerciální vztažná soustava
Je taková vztažná soustava, která se vzhledem k inerciální vztažné soustavě pohybuje zrychleně nebo zpomaleně nebo se otáčí.
V neinerciální vztažné soustavě neplatí zákon setrvačnosti, ani zákon akce a reakce.