Oddziaływania w przyrodzie

Oddziaływaniaw przyrodzie Dział II

Rodzaje oddziaływań Oddziaływania bezpośrednie na odległość mechaniczne - zderzenie - zginanie - zgniatanie - tarcie grawitacyjne (przyciąganie) - spadek - zsuwanie elektrostatyczne (przyciąganie i odpychanie) -iskra elektryczna magnetyczne (przyciąganie i odpychanie) -elektromagnes Bartosz Jabłonecki

Rodzaje oddziaływań • Skutki oddziaływań • statyczne, • dynamiczne. • Wszystkie oddziaływania są wzajemne - jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie oddziałuje na pierwsze. Bartosz Jabłonecki

Siła jako miara oddziaływań • Siła jest miarą oddziaływania ciał. • Aby określić w pełni siłę, trzeba podać: • jaki jest jej kierunek działania? • w którą stronę działa siła? • jaka jest wartość siły? • jaki jest punkt zaczepienia siły? Bartosz Jabłonecki

Siła jako miara oddziaływań • Siła jest wielkością wektorową. Jej graficznym obrazem jest strzałka, zwana wektorem siły. • Jednostką siły jest 1 newton (1N). • Wartość siły możemy zmierzyć siłomierzem. Bartosz Jabłonecki

Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych. • Siły pojawiające się wewnątrz ciała przy jego rozciąganiu oraz ściskaniu, dążące do przywrócenia jego początkowych rozmiarów i kształtu, nazywamy siłami sprężystości. Fs - siła sprężystości Bartosz Jabłonecki

Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych. • Wartość siły sprężystości jest wprost proporcjonalna do wydłużenia sprężyny. • Zdolność ciała do powrotu do swojego poprzedniego kształtu (postaci) nazywamy sprężystością postaci. Bartosz Jabłonecki

Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych. • Ciała o małej sprężystości postaci (to znaczy ulegające odkształceniom trwałym już pod działaniem sił o niewielkich wartościach) nazywamy plastycznymi. Bartosz Jabłonecki

Statyczne skutki oddziaływań mechanicznych. • Ciała o dużej sprężystości (takie, które nawet pod działaniem sił o dużych wartościach odkształcają się sprężyście) nazywamy sprężystymi. Bartosz Jabłonecki

Dynamiczne skutki oddziaływań. • I zasada dynamiki Newtona Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się (siła wypadkowa jest równa zero), to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Bartosz Jabłonecki

Dynamiczne skutki oddziaływań. • II zasada dynamiki Newtona Jeżeli na ciało działające siły nie równoważą się (siła wypadkowa jest różna od zera), to ciało porusza się ruchem zmiennym z przyspieszeniem, którego wartość jest proporcjonalna do wartości siły wypadkowej. Bartosz Jabłonecki

Dynamiczne skutki oddziaływań. • III zasada dynamiki Newtona Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek ale przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia. zasada akcji i reakcji Bartosz Jabłonecki

Dynamiczne skutki oddziaływań. • Inny przykład zasada akcji i reakcji Bartosz Jabłonecki

Dynamiczne skutki oddziaływań. • Miarą oddziaływania ciała jest siła F równa iloczynowi masy tego ciała i wartości przyspieszenia, jakie ciało to w wyniku tego oddziaływania uzyskało. Bartosz Jabłonecki

Dynamiczne skutki oddziaływań - zadanie • Wiedząc, że samochód porusza się z przyspieszeniem 2m/s2 oraz jego masa wynosi 1toblicz siłę ciągu silnika. Bartosz Jabłonecki

Prawo powszechnej grawitacji • Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał kulistych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Bartosz Jabłonecki

Prawo powszechnej grawitacji gdzie: • m1 i m2 - to masy ciał • r - odległość między ciałami • G - stała grawitacji Bartosz Jabłonecki

Prawo powszechnej grawitacji - zadanie • Zad. 1. Oblicz siłę oddziaływania grawitacyjnego dwóch kulek o masach 100kg i 200kg znajdujących się w odległości: a) 1m, b) 4m. Bartosz Jabłonecki

Prawo powszechnej grawitacji - zadanie • Oblicz siłę oddziaływania dwu kul ołowianych o masie 1t każda, stykających się i znajdujących się w odległości 1m. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym • Siła grawitacji jest przyczyną ruchu planet wokół Słońca, a także ruchu Księżyca i sztucznych satelitów wokół Ziemi. Siła grawitacji pełni w tych ruchach rolę siły dośrodkowej. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym • I prawo Keplera Planety krążą wokół Słońca po orbitach w kształcie elipsy - Słońce znajduje się w jednym z charakterystycznych jej punktów zwanym ogniskiem. planeta Słońce Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym • II prawo Keplera Szybkość planety w ruchu wokół Słońca nie jest stała - największa jest, gdy planeta znajduje się najbliżej Słońca, a najmniejsza, gdy znajduje się najdalej od niego. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym • III prawo Keplera Czas jednego pełnego obiegu planety wokół Słońca (czyli okres obiegu) zależy od średniej odległości planety od Słońca. Dla bardziej odległych planet od Słońca okres obiegu jest dłuższy. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania elektrostatyczne • Oddziaływania elektrostatyczne są wynikiem posiadania przez ciała ładunku elektrycznego. • Ładunek elektryczny to własność niektórych cząstek będących składnikami atomów: • proton - p+ (posiada ładunek dodatni), • elektron - e- (posiada ładunek ujemny). Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania elektrostatyczne • Ładunek elementarny to najmniejsza porcja ładunku elektrycznego. Zarówno proton i elektron posiadają taką porcję ładunku (jednak proton dodatnią, elektron ujemną). • Wartość ładunku elementarnego: (coulomba) Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania elektrostatyczne • Ciało można naelektryzować przez: • potarcie, • zetknięcie z ciałem naelektryzowanym, wtedy następuje przepływ ładunków elektrycznych z jednego ciała do drugiego, • indukcję, wówczas ładunki elektryczne przemieszczają się wewnątrz ciała (dobrego przewodnika). Bartosz Jabłonecki

Prawo Coulomba • Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał kulistych obdarzonych ładunkiem elektrycznym jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Bartosz Jabłonecki

Prawo Coulomba gdzie: • q1 i q2 - to ładunki elektryczne • r - odległość między ciałami • k - stała Bartosz Jabłonecki

Prawo Coulomba • Ładunki jednoimienne (dwa dodatnie lub dwa ujemne) odpychają się. • Ładunki różnoimienne (dodatni i ujemny) przyciągają się. Bartosz Jabłonecki

Prawo Coulomba • Zad. Oblicz siłę oddziaływania elektrostatycznego dwóch ładunków 2C i 4C znajdujących się w odległości: a) 2cm, b) 1m. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania elektrostatyczne w mikroświecie • Atom zbudowany jest: • dodatniego jądra atomowego centralnie usytuowanego, • ujemnych elektronów krążących wokół jądra. Bartosz Jabłonecki

e- Fr v Q+ Oddziaływania elektrostatyczne w mikroświecie • Między każdym elektronem a dodatnim jądrem atomowym, zgodnie z prawem Coulomba, występuje siła oddziaływania elektrostatycznego, pełniąca rolę siły dośrodkowej. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania elektrostatyczne w mikroświecie • Wartość siły oddziaływania elektrostatycznego w atomie zależy od odległości między elektronem a jądrem. Elektrony znajdujące się na zewnętrznej powłoce mają najmniejszą energię. • Powłoką walencyjną nazywamy zewnętrzną (ostatnią) powłokę, a należące do niej elektrony elektronami walencyjnymi. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania magnetyczne • Pole magnetyczne wokół magnesu trwałego magnes sztabkowy magnes podkowiasty Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania magnetyczne • Pole magnetyczne wokół magnesu trwałego bieguny N i S bieguny N i N (lub S i S) Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania magnetyczne • Każdy magnes posiada dwa bieguny: • północny N, • południowy S. • Bieguny jednoimienne magnesów odpychają się, a bieguny różnoimienne przyciągają się. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania magnetyczne • Drobne przedmioty stalowe umieszczone w pobliżu magnesu stają się magnesami. • Nie wszystkie substancje (np. aluminium i miedź) umieszczone w pobliżu magnesu ulegają namagnesowaniu. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania magnetyczne • Różnica w oddziaływaniach magnetycznych i elektrostatycznych polega na tym, iż ładunki elektryczne dodatnie i ujemne można rozdzielić, natomiast biegunów magnesów nie można. • Rozłamanie magnesu powoduje powstanie dwóch nowych magnesów, każdy z nich ma dwa bieguny. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania przewodnika z prądem • Prądem elektrycznym w metalu nazywamy uporządkowany ruch ładunków elektrycznych (elektronów), zachodzący w przypadku, gdy do końców przewodnika przyłożymy napięcie. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania przewodnika z prądem • Wielkością charakteryzującą przepływ prądu elektrycznego jest natężenie prądu (I), definiowane jako iloraz ładunku elektrycznego (q) przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika do czasu (t) tego przepływu. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania przewodnika z prądem • Jednostką natężenia prądu jest amper. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania przewodnika z prądem • Przestrzeń wokół przewodnika z prądem (np. zwojnicy) posiada podobne własności jak przestrzeń wokół magnesu. Bartosz Jabłonecki

prądy o zgodnym zwrocie prądy o przeciwnym zwrocie I1 I2 I1 I2 przewodniki przyciągają się przewodniki odpychają się Oddziaływania przewodnika z prądem • Dwa przewodniki z prądem oddziałują wzajemnie. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania przewodnika z prądem • Zwojnica, przez którą płynie prąd elektryczny, jest magnesem podobnym do magnesu trwałego. • Elektromagnesem nazywamy zwojnicę, wewnątrz której umieszczono rdzeń ze stali miękkiej. Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania jądrowe • Oddziaływaniami jądrowymi nazywamy oddziaływania, które występują między nukleonami, czyli cząstkami jądra atomowego (do których zaliczamy dodatnie protony i elektrycznie obojętne neutrony). Bartosz Jabłonecki

Oddziaływania jądrowe • Siłami jądrowymi nazywamy siły przyciągania występujące w jądrze atomowym między nukleonami. Bartosz Jabłonecki

KONIEC www.fizyka.iss.com.pl Bibliografia R.Rozenbajgier i E. Misiaszek Fizyka z astronomią dla zasadniczej szkoły zawodowej Kraków 2003, ZamKor

Oddziaływania w przyrodzie