Animacja
I zasada dynamiki
Animacja przedstawia zmiany wartości siły wypadkowej działającej na ciało w przypadku, gdy jedna z sił składowych jest stała, a druga maleje liniowo w czasie. Obejrzyj animację i wykonaj polecenia.
Animacja przedstawia zmiany wartości wypadkowej siły działającej na ciało w przypadku, gdy jedna z sił składowych jest stała, a druga maleje liniowo w czasie. Zapoznaj się z opisem animacji i wykonaj ćwiczenia.
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 pierwsza zasada dynamiki. Po chwili obraz znika a w jego miejsce pojawia się na czarnym tle poziomy, niebieski prostokąt symbolizujący ciało. Do środka ciężkości ciała przyłożona jest zielona, pozioma strzałka, skierowana w prawo. Symbolizuje ona wektor niezrównoważonej siły działającej na obiekt, wielka litera F z indeksem dolnym jeden i strzałką oznaczającą wektor. W lewym i dolnym rogu pojawia się prostokątny układ współrzędnych narysowany białymi strzałkami. Oś pionowa układu skierowana jest w górę i przedstawia wartość siły wypadkowej działającej na ciało. Na osi siły zaznaczono wartości od zera do pięćdziesięciu niutonów, co dziesięć niutonów. Oś pozioma układu skierowana jest w prawo i przedstawia czas wyrażony w sekundach. Na osi czasu zaznaczono wartości od zera do pięćdziesięciu sekund, co dziesięć sekund. W układzie rysowana jest funkcja, w postaci wydłużającej się w pomarańczowej linii, początkowo przyjmującej wartość stałą równą pięćdziesiąt niutonów. Oznacza to, że jeżeli na ciało działa tylko siła wielka litera F z indeksem dolnym jeden i strzałką oznaczającą wektor, to siła wypadkowa jest równa właśnie tej sile. Kiery wykres funkcji dochodzi do wartości czasu równej dziesięć sekund, do ciała zostaje przyłożona druga siła. Druga siła widoczna jest w postaci czerwonej, poziomej strzałki skierowanej w lewo, która jest przyłożona również do środka ciężkości ciała. Czerwona strzałka początkowo jest znacznie krótsza niż strzałka zielona ale jej długość rośnie w czasie. Czerwona strzałka podpisana jest jako siła wielka litera F z indeksem dolnym dwa i strzałką oznaczającą wektor. Obie siły mają ten sam kierunek poziomy, ale przeciwne zwroty, a zatem przeciwdziałają sobie. W miarę tego, jak wartość siły wielka litera F z indeksem dolnym dwa i strzałką oznaczającą wektor rośnie, na wykresie wartość siły wypadkowej maleje. Dzieję się tak ponieważ siła wypadkowa jest w tym przypadku różnicą sił działających na ciało. Po upływie trzydziestu sekund na wykresie długość strzałki czerwonej jest taka sama jak długość strzałki zielonej. Na wykresie wartość siły wypadkowej zmalała liniowo do zera niutonów. Fizycznie oznacza to, że na ciało działają dwie siły które się równoważą, a zatem prędkość z jaką porusza się ciało zostaje ustalona i nie zmieni się dopóty, dopóki wartość którejś z sił nie przewyższy wartości drugiej z nich. Kiedy siły się równoważą, spełniona jest pierwsza zasada dynamiki. Zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki, w inercjalnym układzie odniesienia na ciało nie działa żadna siła, lub siły działające na ciało równoważą się to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym, prostoliniowym. 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 loga, z lewej strony logo Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej, na środku Logo Funduszy Europejskich a po prawej stronie Flaga Unii Europejskiej.
Uzupełnij tekst:
różnicą, sumą, przeciwne, zgodne
Siły F1 i F2 mają ten sam kierunek i .................... zwroty. Wartość wypadkowej siły działającej na ciało jest .................... wartości sił F1 i F2.
W oparciu o przedstawiony wykres zależności wartości siły wypadkowej od czasu, wyznacz wartość siły w chwili .
Przyjmij, że oraz .