Περιγράψτε κάθε δύναμη που ενεργεί σε ένα κινούμενο αντικείμενο;
Δυνάμεις που δρουν σε κινούμενο αντικείμενο:
1. βαρύτητα (FG):
* Ορισμός: Η δύναμη έλξης μεταξύ δύο αντικειμένων με μάζα. Στη γη, αυτή είναι η δύναμη που τραβά τα πάντα προς το κέντρο του πλανήτη.
* Επίδραση στην κίνηση: Η βαρύτητα δρα προς τα κάτω, προκαλώντας σταθερή επιτάχυνση 9,8 m/s2 (περίπου). Αυτό επηρεάζει την κατακόρυφη κίνηση του αντικειμένου και μπορεί ακόμη και να το φέρει σε στάση αν κινείται προς τα πάνω.
2. Κανονική δύναμη (FN):
* Ορισμός: Η δύναμη που ασκείται από μια επιφάνεια σε ένα αντικείμενο σε επαφή με αυτό. Λειτουργεί κάθετα στην επιφάνεια.
* Επίδραση στην κίνηση: Η κανονική δύναμη εξουδετερώνει τη δύναμη της βαρύτητας όταν ένα αντικείμενο στηρίζεται σε μια επιφάνεια. Κρατά το αντικείμενο από το να πέσει μέσα από την επιφάνεια.
3. τριβή (FF):
* Ορισμός: Μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση μεταξύ δύο επιφανειών σε επαφή.
* Επίδραση στην κίνηση: Η τριβή ενεργεί παράλληλα με τις επιφάνειες σε επαφή. Μπορεί να επιβραδύνει ή να σταματήσει την κίνηση του αντικειμένου. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:
* Στατική τριβή: Λειτουργεί σε ένα αντικείμενο σε κατάσταση ηρεμίας, εμποδίζοντας να μετακινηθεί.
* Κινητική τριβή: Λειτουργεί σε ένα κινούμενο αντικείμενο, επιβραδύνοντας το.
4. Αντίσταση αέρα (FA):
* Ορισμός: Μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση ενός αντικειμένου μέσω του αέρα (που ονομάζεται επίσης έλξη).
* Επίδραση στην κίνηση: Η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται με την ταχύτητα του αντικειμένου και την επιφάνεια του. Λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την κίνηση του αντικειμένου, επιβραδύνοντας την.
5. Εφαρμοσμένη δύναμη (FA):
* Ορισμός: Οποιαδήποτε δύναμη που εφαρμόζεται στο αντικείμενο με εξωτερική πηγή (π.χ. ώθηση, έλξη, δύναμη κινητήρα).
* Επίδραση στην κίνηση: Αυτή η δύναμη μπορεί να προκαλέσει το αντικείμενο να αρχίσει να κινείται, να επιταχύνει, να επιβραδύνει ή να αλλάξει κατεύθυνση.
Βασικές έννοιες:
* καθαρή δύναμη (FNET): Το άθροισμα του φορέα όλων των δυνάμεων που δρουν σε ένα αντικείμενο. Καθορίζει την επιτάχυνση του αντικειμένου.
* Νόμους κίνησης του Νεύτωνα:
* Πρώτος νόμος: Ένα αντικείμενο στο REST παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με την ίδια ταχύτητα και προς την ίδια κατεύθυνση, εκτός εάν ενεργεί από μια μη ισορροπημένη δύναμη.
* Δεύτερος νόμος: Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του (FNET =MA).
* Τρίτος νόμος: Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα αυτοκίνητο που οδηγεί σε δρόμο. Οι δυνάμεις που ενεργούν σε αυτό είναι:
* βαρύτητα: Τραβώντας το αυτοκίνητο προς τα κάτω.
* Κανονική δύναμη: Σπρώχνοντας προς τα πάνω από το δρόμο, αντισταθμίζοντας τη βαρύτητα.
* τριβή: Αντίθετα με την κίνηση του αυτοκινήτου από τα ελαστικά στο δρόμο.
* Αντίσταση αέρα: Αντίθετα με την κίνηση του αυτοκινήτου από τον αέρα.
* Εφαρμοσμένη δύναμη: Η δύναμη που παράγεται από τον κινητήρα που ωθεί το αυτοκίνητο προς τα εμπρός.
Ο συνδυασμός αυτών των δυνάμεων καθορίζει την κίνηση του αυτοκινήτου (ταχύτητα, κατεύθυνση, επιτάχυνση).
