To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Siły bezwładności We wstępie wyszczególnione zostały cztery rodzaje sił występujących w przyrodzie. Wszystkie te siły nazywamy siłami rzeczywistymi , ponieważ możemy je zawsze związać z jakimś konkretnym ciałem, możemy podać ich pochodzenie. Czy to samo możemy powiedzieć np. o takich siłach jakich działania "doznajemy" np. przy przyspieszaniu, hamowaniu czy zakręcaniu samochodu? Przykład Dwaj obserwatorzy opisują ruch kulki w sytuacji pokazanej na rysunku poniżej. Jeden z obserwatorów znajduje się w wózku a drugi stoi na Ziemi. Wózek początkowo porusza się ze stałą prędkością po linii prostej (1), następnie hamuje ze stałym opóźnieniem a (2). Między kulką a wózkiem nie ma tarcia. Gdy wózek jedzie ze stałą prędkością to obydwaj obserwatorzy stwierdzają zgodnie na podstawie pierwszej zasady dynamiki, że na kulkę nie działa żadna siła. Zwróćmy uwagę, że obserwatorzy znajdują się w inercjalnych układach odniesienia. Sytuacja zmienia się gdy wózek zaczyna hamować (2). Obserwator związany z Ziemią dalej twierdzi, że kulka porusza się ze stałą prędkością, a tylko podłoga wózka przesuwa się pod nim. Natomiast obserwator w wózku stwierdza, że kulka zaczyna się poruszać się z przyspieszeniem – a w stronę przedniej ściany wózka. Dochodzi do wniosku, że na kulkę o masie mk zaczęła działać siła F 1 = - mk a ale nie może wskazać żadnego ciała, będącego źródłem tej siły. Mówiliśmy już, że druga zasada dynamiki jest słuszna tylko w inercjalnym układzie odniesienia. Zauważmy, że obserwator w wózku znajduje się teraz w układzie nieinercjalnym. Widać, że jest w błędzie; nie istnieje rzeczywista siła F 1. Jest to tak zwana pozorna siła bezwładności. Powstaje więc pytanie jak postępować gdy musimy rozwiązać problem w układzie nieinercjalnym. W tym celu rozpatrzmy dalszy ruch kulki. Gdy dotrze ona do przedniej ścianki to wówczas według obserwatora na Ziemi (układ inercjalny) będzie poruszać się z przyspieszeniem a (takim jak wózek) bo działa na nią siła F s sprężystości przedniej ściany wózka równa F s = mk a Natomiast obserwator w wózku stwierdza, że kulka przestała się poruszać; spoczywa względem niego. Jego zdaniem siła sprężystości ściany F s równoważy siłę F 1, tak że siła wypadkowa jest równa zeru i kulka nie porusza się F s + F 1 = 0 v (1) (2) v k=0, F=0 vk=const, F=0 v k=const, F=0 - a a F1=-ma co po podstawieniu za F 1 = - mk a daje F s = mk a Okazuje się, że wynik otrzymany przez obserwatora w układzie nieinercjalnym jest taki sam jak dla
(…)
… działająca na ten obiekt jest równa zeru. Musi więc istnieć, według
niego, siła która równoważy siłę grawitacji (dośrodkową). Siłę tę nazywamy siłą odśrodkową i jest
to siła pozorna.
otrzymujemy a =
Na zakończenie rozpatrzmy ruch postępowy ciała w obracającym się układzie odniesienia.
Przykładem może być człowiek poruszający się po linii prostej (radialnie) od środka do brzegu
karuzeli obracającej…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)