III zasada dynamiki

Poniższa animacja przedstawia sytuację, w której na dwa połączone linką klocki działa siła zewnętrzna. Obejrzyj animację, a następnie wykonaj umieszczone poniżej polecenia.

R11UhQhMOwFJh
Opis animacji.
Na tle czarnego ekranu animacji pojawiają się niewielkie, białe sześciany, które zbliżają się do centralnej części ekranu i łączą w jeden biały sześcian. Po prawej stronie sześcianu pojawia się biały napis, stanowiący tytuł animacji, który brzmi trzecia zasada dynamiki. Po chwilo obraz znika. Na czarnym tle ekranu pojawia się niebieska kwadratowa siatka oraz schemat układu, w którym analizowana jest trzecia zasada dynamiki. Na tle siatki widoczna jest pozioma i płaska powierzchnia, narysowana w postaci poziomej, ciemnoniebieskiej linii. Na powierzchni tej znajdują się dwa prostokątne, niebieskie klocki, jeden obok drugiego. Masa lewego klocka podpisana została małą literą m z indeksem dolnym jeden a masa prawego klocka oznaczona została, jako mała litera m z indeksem dolnym dwa. Masy klocków różnią się. Klocki połączone są linką, widoczną w postaci szarego, poziomego odcinka łączącego klocki. Początkowo układ pozostaje w spoczynku. Po chwili do prawego klocka przyłożona zostaje siła wielka litera F ze strzałką oznaczającą wektor. Siłę tę, narysowano w postaci poziomej, zielonej strzałki, skierowanej w prawo i przyłożonej do środka prawego klocka. Jednocześnie wzdłuż linki łączącej klocki pojawiają się siły naciągu nici, widoczne jako poziome, czerwone strzałki. Siła naciągu wielka litera N z indeksem dolnym jeden i strzałką oznaczającą wektor przyłożona została do punktu zaczepienia linki na lewym klocku. Siła ta skierowana jest poziomo w prawo. Siła naciągu wielka litera N z indeksem dolnym dwa i strzałką oznaczającą wektor przyłożona została do lewej krawędzi prawego klocka, gdzie zamocowana jest linka. Siła to skierowana jest poziomo w lewo. Siły naciągu są równej długości i są krótsze od siły wielka litera F ze strzałką oznaczającą wektor. Parę sił naciągu można nazwać parą sił akcji i reakcji. Siły naciągu tworzą parę sił, spełniającą trzecią zasadę dynamiki. W chwili przyłożenia siły wielka litera F ze strzałką oznaczającą wektor do prawego klocka, cały układ zaczyna poruszać się w prawo. Wartość siły przyłożonej do prawego klocka powoli rośnie, o czym świadczy wydłużająca się zielona strzałka. Wraz ze wzrostem wartości tej siły, układ porusza się coraz szybciej. Wzrost wartości siły przyłożonej do prawego klocka powoduje również wzrost wartości sił naciągu. Po chwili w dolnej i lewej części pojawia się wzór który definiuje wartość sił naciągu. Wartość siły naciągu jest równa wartości siły zewnętrznej, która wprawia układ w ruch, pomnożonej przez iloraz masy klocka pierwszego i sumy mas obu klocków. Po chwili obraz znika a na białym tle pojawia się w centralnej części ekranu niebieski napis. Fizyka dziewięćset pięćdziesiąt kapsułek. U dołu ekranu widoczne są logo, z lewej strony logo Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej, na środku Logo Funduszy Europejskich a po prawej stronie Flaga Unii Europejskiej.
1
Polecenie 1

Na animacji dokonano pewnego uproszczenia. Zwróć uwagę, że na parę klocków działa stale siła zewnętrzna, a zatem układ ten powinien poruszać się z przyspieszeniem. Układ wydaje się jednak poruszać ruchem jednostajnym. Pomyśl, jak można uzasadnić takie zachowanie.

uzupełnij treść
Polecenie 2

Zastanów się, co się stanie, jeśli masa będzie dużo mniejsza niż ?

Polecenie 3

Czy na animacji zostały narysowane wszystkie siły działające w tym układzie?