2. Can you only interact directly with other body?
3. What types of interactions do you know?
4. When do the forces balance?
Answer:
1. Interaction is a kind of action that occur as two or more objects have an effect upon one another.
2. No, it is possible to interact directly or at a distance.
3. The basic types of interactions are gravitational, electric, magnetic and elastic.
4. If there are different forces acting on the body and the value of their resultant force is equal to 0 N, then the body is in a state of equilibrium, we are talking about the balancing of forces.
The following conclusions can be drawn based on the presented slides:
1. Arek attracts Bolek, but at the same time Bolek attracts Arek 2. The boys act on each other with some forceforceforce. 3. These forces have the same magnitude, but opposite directiondirectiondirection. These are the forces of action and reactionreactionreaction. 4. The forces of actionactionaction and reaction are not balanced because they are applied to two different bodies.
[Illustration 1]
Experiment 1
Research hypothesis:
The magnitude of the forces of action and reactionreactionreaction are the same.
Requisites:
- two carts (two toy cars), - two small flat magnets, - two dynamometers, - plasticine, - strong thread or thin string.
Instruction:
1. Conduct the experiment on a flat surface, e.g. on a table with a smooth countertop or rails with a suitable spacing. 2. Attach the magnets to the front of the carts with plasticine. 3. The carts facing each other with magnets) should attract each other. 4. Attach the thread to the back of each cart. 5. Attach the dynamometers to the ends of both threads. 6. With the help of a friend or a colleague, do not let the carts approach each other, pulling the end of the dynamometers. Make sure that the dynamometers are (if possible) parallel to the table surface. 7. Stop the carts at a short distance from each other. 8. Read the value indicated on the dynamometers. 9. Repeat the experiment several times.
Observation:
- Both dynamometers in our experiment indicated the same values. - The carts attracted each other with the same magnitude of the force, but with opposite direction. - These were the forces of action and reaction from magnets (magnetic forces). - Forces were applied to two different magnets, so they could not balance.
Newton's third law:
When the body A acts on the body B with a certain force , the body B acts on the body A with the force of the same magnitude, but the opposite direction.
These forces cannot be balanced because they are applied to two different bodies.
Task 1
A man with a mass of 80 kg is standing at the bus stop with a backpack with a mass of 30 kg on his back. What is the force acting on the ground? What is the forceforceforce the ground is acting on his feet? Give characteristics of these forces.
Answer:
A man on the ground 1100 N, force characteristics: vertical downward directiondirectiondirection, magnitude 1100 N, the ground on a man 1100 N, force characteristics: vertical upward direction, magnitude 1100 N.
Task 2
Which of the presented pictures correctly shows the force system resulting from mutual interactionsmutual interactionsmutual interactions?
[Illustration 2]
Answer:
C.
Task 3
Using the illustration depicting the construction of a space rocket engine, explain how this type of engines work:
[Illustration 3]
[Illustration 4]
Answer:
Fuel in an oxygen atmosphere burns in the combustion chamber. The gas which is the combustion product rapidly expands as it passes through the outlet nozzle. The rocket ejects the fuel burning reactionreactionreaction product through the nozzle in only one directiondirectiondirection. By leaving the rocket, the burnt fuel exerts on the rocket a force of actionactionaction called the force of thrust. This force causes the rocket to accelerate in the direction opposite to the direction of the ejected gases.
- There are many types of interactions in nature. The value of force is a measure of the interaction. The interactions are mutual, that is, if we trigger a certain action by applying force, we must expect the reaction of the body on which we act. - The fact that the interactions were mutual was noticed by the English scholar Isaac Newton, who lived at the turn of the 17th and 18th centuries. The results of his research in this area are formulated in the form of the third Newton’s law. - The third Newton's law is that when the body A acts on the body B with a certain force, the body B acts on the body A with the force of the same magnitude, but the opposite direction. These forces cannot be balanced because they are applied to two different bodies. - The third Newton's law is also called the action‑reaction law. Each action is accompanied by a reaction equal in magnitude, but with the opposite direction. However, it should be remembered that the forces do not balance, because they have a different point of application.
Selected words and expressions used in the lesson plan
- W przyrodzie występuje wiele rodzajów oddziaływań . Wielkość siły jest miarą oddziaływania. Oddziaływania są wzajemne, to znaczy jeśli wywołujemy pewną akcję za pomocą działającej siły, musimy się spodziewać reakcji ciała, na które działamy. - Fakt, że oddziaływania są wzajemne, dostrzegł żyjący na przełomie XVII i XVIII wieku angielski uczony Izaak Newton. Wyniki swoich badań w tym zakresie sformułował w postaci trzeciej zasady dynamiki. - Trzecia zasada dynamiki Newtona głosi, że gdy ciało A działa na ciało B pewną siłą, to ciało B oddziałuje na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie. Siły te nie mogą się równoważyć, ponieważ przyłożone są do dwóch różnych ciał. - Trzecią zasadę dynamiki Newtona nazywamy też zasadą akcji i reakcji. Każdej akcji towarzyszy reakcja równa co do wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Należy jednak pamiętać, że siły się nie równoważą.
1. Miarą oddziaływania jest siła działająca na ciało. 2. Oddziaływania dzielimy na bezpośrednie i na odległość. 3. Podstawowe rodzaje oddziaływań to oddziaływania grawitacyjne, elektryczne, magnetyczne i sprężyste. 4. Cechą wspólną wszystkich oddziaływań jest wzajemność oddziaływań pomiędzy ciałem będącym źródłem powstania oddziaływania i ciała podlegającemu oddziaływaniu. 5. Jeżeli na ciało działają różne siły i wartość ich siły wypadkowej równa jest 0 N, to ciało znajduje się w stanie równowagi, mówimy wówczas o równoważeniu się sił.
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
II. Ruch i siły. Uczeń:
13) opisuje wzajemne oddziaływanie ciał posługując się trzecią zasadą dynamiki;
18) doświadczalnie ilustruje: I zasadę dynamiki, II zasadę dynamiki, III zasadę dynamiki.
mfbba5818f251a413_1528449068082_0
45 minut
mfbba5818f251a413_1528449523725_0
Prezentowanie III zasady dynamiki Newtona i jej zastosowania.
mfbba5818f251a413_1528449552113_0
1. Podawanie treści III zasady dynamiki.
2. Przedstawianie różnych możliwości wykorzystania w praktyce III zasady dynamiki.
mfbba5818f251a413_1528450430307_0
Uczeń:
- podaje treść III zasady dynamiki,
- przedstawia praktyczne wykorzystanie III zasady dynamiki.
mfbba5818f251a413_1528449534267_0
1. Uczenie przez eksperyment.
2. Uczenie się przez rozwiązywanie problemów empirycznych.
mfbba5818f251a413_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca w grupie - rozwiązywanie problemów badawczych.
mfbba5818f251a413_1528450127855_0
Odpowiedz na pytania:
1. Co jest miarą oddziaływań? 2. Jak dzielimy oddziaływania ze względu na odległość? 3. Jakie znasz rodzaje oddziaływań? 4. Podaj cechę wspólną dla wszystkich rodzajów oddziaływań. 5. Kiedy siły równoważą się?
Odpowiedź:
1. Miarą oddziaływania jest siła działająca na ciało. 2. Oddziaływania dzielimy na bezpośrednie i na odległość. 3. Podstawowe rodzaje oddziaływań to oddziaływania grawitacyjne, elektryczne, magnetyczne i sprężyste. 4. Cechą wspólną wszystkich oddziaływań jest wzajemność oddziaływań pomiędzy ciałem będącym źródłem powstania oddziaływania i ciała podlegającemu oddziaływaniu. 5. Jeżeli na ciało działają różne siły i wartość ich siły wypadkowej równa jest 0 N, to ciało znajduje się w stanie równowagi, mówimy wówczas o równoważeniu się sił.
mfbba5818f251a413_1528446435040_0
[Slideshow]
Wniosek:
Na podstawie przedstawionych slajdów można napisać następujące wnioski:
1. Arek przyciąga Bolka, ale jednocześnie Bolek przyciąga Arka. 2. Chłopcy działają na siebie z pewną siłą. 3. Siły te mają ten sam kierunek, tą samą wartość, ale przeciwne zwroty. Są to siły akcji i reakcji. 4. Siły akcji i reakcji nie równoważą się, ponieważ zostały przyłożone do dwóch różnych ciał.
[Ilustracja 1]
Doświadczenie 1
Hipoteza badawcza:
Wartość siły akcji i reakcji są sobie równe.
Pomoce:
- dwa wózki (dwa samochodziki zabawkowe), - dwa płaskie magnesy o niewielkich rozmiarach, - dwa siłomierze, - plastelina, - silna nić lub cienki sznurek.
Instrukcja:
1. Przeprowadź doświadczenie na płaskiej powierzchni, np. na ławce o gładkim blacie lub szynach o odpowiednio dobranym rozstawie. 2. Za pomocą plasteliny zamocuj magnesy na przodzie wózków. 3. Wózki zwrócone do siebie przodem (magnesami) powinny się do siebie przyciągać. 4. Do tylnej części każdego z nich przymocuj nić. 5. Do końców obu nici przymocuj siłomierze. 6. Przy pomocy kolegi lub koleżanki nie pozwól zbliżyć się do siebie wózkom, ciągnąc za końce siłomierzy. Staraj się, aby siłomierze były (o ile to możliwe) ustawione równolegle do powierzchni blatu. 7. Zatrzymaj wózki w niewielkiej odległości od siebie. 8. Odczytaj wartość siły, którą wskazały siłomierze. 9. Doświadczenie powtórz kilkakrotnie.
Obserwacja:
- Oba siłomierze w naszym doświadczeniu wskazały te same wartości sił. - Wózki przyciągały się wzajemnie siłami o tej samej wartości, kierunku, ale o przeciwnych zwrotach. - Były to siły działania i przeciwdziałania pochodzące od magnesów (siły magnetyczne). - Siły przyłożone były do dwóch różnych magnesów, a więc nie mogły się równoważyć.
III zasada dynamiki Newtona:
Gdy ciało A działa na ciało B pewną siłą , to ciało B oddziałuje na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie.
Uwaga:
Trzecia zasada dynamiki nazywana jest często zasadą równej akcji i reakcji.
Siły te nie mogą się równoważyć, ponieważ przyłożone są do dwóch różnych ciał.
Polecenie 1
Człowiek o masie 80 kg stoi na przystanku mając na plecach plecak o masie 30 kg. Jaką siłą naciska na podłoże? Jaka siła podłoża naciska na jego stopy ? Podaj cechy tych sił
Odpowiedź:
Człowiek na podłoże 1100 N cechy siły kierunek pionowy, zwrot w dół wartość 1100 N, podłoże na człowieka 1100 N, cechy siły kierunek pionowy zwrot ku górze, wartość 1100 N.
Polecenie 2
Który z przedstawionych rysunków prawidłowo przedstawia układ sił wynikający ze wzajemności oddziaływań:
[Ilustracja 2]
Odpowiedź:
C.
Polecenie 3
Korzystając z ilustracji przedstawiającej budowę silnika rakiety kosmicznej podaj zasadę działania tego typu silników:
[Ilustracja 3]
[Ilustracja 4]
Odpowiedź:
Paliwo w atmosferze tlenu spala się w komorze spalania. Gaz który jest produktem spalania gwałtownie się rozpręża uchodząc przez dyszę wylotową. Rakieta wyrzuca produkt reakcji spalania paliwa przez dyszę tylko w jednym kierunku. Opuszczając rakietę spalone paliwo wywiera na rakietę siłę akcji zwaną siłą ciągu. Siła ta powoduje przyspieszanie rakiety w kierunku przeciwnym do kierunku odrzucanych gazów.
mfbba5818f251a413_1528450119332_0
- W przyrodzie występuje wiele rodzajów oddziaływań. Wartość siły jest miarą oddziaływania. Oddziaływania są wzajemne, to znaczy jeśli wywołujemy pewną akcję za pomocą działającej siły, musimy się spodziewać reakcji ciała, na które działamy. - Fakt, że oddziaływania są wzajemne, dostrzegł żyjący na przełomie XVII i XVIII wieku angielski uczony Izaak Newton. Wyniki swoich badań w tym zakresie sformułował w postaci trzeciej zasady dynamiki. - Trzecia zasada dynamiki Newtona głosi, że gdy ciało A działa na ciało B pewną siłą, to ciało B oddziałuje na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie. Siły te nie mogą się równoważyć, ponieważ przyłożone są do dwóch różnych ciał. - Trzecią zasadę dynamiki Newtona nazywamy też zasadą akcji i reakcji. Każdej akcji towarzyszy reakcja równa co do wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Należy jednak pamiętać, że siły się nie równoważą, gdyż mają inny punkt przyłożenia.