hit tracker
Jak możemy Ci pomóc?

3 Zasada Dynamiki Newtona Zadania

3 Zasada Dynamiki Newtona Zadania

Witaj! Dzisiaj zajmiemy się jednym z najważniejszych praw fizyki, czyli trzecią zasadą dynamiki Newtona. Nie martw się, brzmi poważnie, ale postaram się wytłumaczyć to w prosty i przystępny sposób, używając przykładów z życia codziennego. Zaczynajmy!

Czym jest Trzecia Zasada Dynamiki Newtona?

Trzecia zasada dynamiki Newtona mówi o wzajemnym oddziaływaniu ciał. Krótko mówiąc, każda akcja wywołuje reakcję równą co do wartości i przeciwną co do kierunku. To znaczy, jeśli jedno ciało działa na drugie z jakąś siłą, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze z siłą o takiej samej wartości, ale w przeciwnym kierunku. Pomyśl o tym jak o fizycznym "coś za coś".

Ważne jest, żeby zrozumieć, że akcja i reakcja działają na różne ciała. To kluczowe! Jeśli akcja i reakcja działałyby na to samo ciało, to siły by się znosiły i nie byłoby ruchu. Ale ponieważ działają na różne ciała, mogą wywoływać ruch lub zmiany w ruchu.

Kluczowe Pojęcia

Zanim przejdziemy dalej, zdefiniujmy kilka ważnych pojęć:

Siła

Siła to oddziaływanie między ciałami, które powoduje zmianę stanu ruchu ciała (przyspieszenie, spowolnienie, zmianę kierunku) lub jego odkształcenie. Mierzymy ją w niutonach (N).

Akcja

Akcja to siła, którą jedno ciało wywiera na drugie. To "pierwszy krok" w interakcji.

Reakcja

Reakcja to siła, którą drugie ciało wywiera na pierwsze w odpowiedzi na akcję. Jest równa co do wartości akcji, ale przeciwna co do kierunku.

Przykłady z Życia Codziennego

Teraz, żeby lepiej zrozumieć trzecią zasadę dynamiki, przeanalizujmy kilka przykładów:

Chodzenie

Kiedy chodzisz, twoja stopa odpycha się od ziemi do tyłu (to jest akcja). W odpowiedzi ziemia odpycha twoją stopę do przodu (to jest reakcja). Ta reakcja ziemi pozwala ci się poruszać do przodu. Bez reakcji ziemi, po prostu ślizgałbyś się w miejscu!

Pływanie

Podczas pływania odpychasz wodę do tyłu (akcja), a woda odpycha cię do przodu (reakcja). To właśnie ta reakcja wody pozwala ci się przemieszczać w wodzie.

Rakieta

Rakieta wyrzuca gorące gazy w dół (akcja), a gazy odpychają rakietę do góry (reakcja). Dzięki temu rakieta może pokonać siłę grawitacji i wznosić się w kosmos.

Uderzenie Piłki

Kiedy uderzasz piłkę, działasz na nią siłą (akcja). Piłka z kolei działa na twoją rękę z taką samą siłą, ale w przeciwnym kierunku (reakcja). To dlatego czujesz ból lub wibracje w ręce po uderzeniu.

Siedzenie na Krześle

Kiedy siedzisz na krześle, wywierasz na niego siłę (twój ciężar, akcja). Krzesło z kolei wywiera na ciebie siłę skierowaną w górę (reakcja), która równoważy twój ciężar. Dzięki temu nie zapadasz się w krzesło. Wyobraź sobie, że krzesło jest bardzo słabe i nie jest w stanie wygenerować wystarczającej reakcji – wtedy by się złamało!

Zadania z Trzecią Zasadą Dynamiki Newtona

Teraz przejdźmy do zadań, żeby utrwalić wiedzę:

Zadanie 1: Człowiek w Łódce

Człowiek o masie 80 kg stoi w łódce o masie 120 kg. Człowiek przechodzi z jednego końca łódki na drugi, pokonując odległość 4 m względem łódki. Jak daleko przesunie się łódka względem wody?

Rozwiązanie:

Kiedy człowiek idzie po łódce, działa na nią siłą (akcja). Łódka z kolei działa na człowieka siłą o tej samej wartości, ale w przeciwnym kierunku (reakcja). To powoduje, że łódka przesuwa się w przeciwną stronę niż człowiek. Możemy użyć zasady zachowania pędu, żeby obliczyć, jak daleko przesunie się łódka.

Pęd początkowy układu (człowiek + łódka) jest równy zero (zakładamy, że na początku spoczywają). Po przejściu człowieka, pęd układu nadal musi być równy zero. Oznacza to, że pęd człowieka i pęd łódki muszą się równoważyć.

Oznaczmy:

  • mc = masa człowieka (80 kg)
  • mł = masa łódki (120 kg)
  • xc = przesunięcie człowieka względem wody
  • xł = przesunięcie łódki względem wody

Wiemy, że xc - xł = 4 m (przesunięcie człowieka względem łódki). Z zasady zachowania pędu mamy:

mc * vc + mł * vł = 0

Ponieważ prędkość to zmiana położenia w czasie, możemy zapisać:

mc * xc + mł * xł = 0

Podstawiamy xc = 4 + xł:

80 * (4 + xł) + 120 * xł = 0

320 + 80xł + 120xł = 0

200xł = -320

xł = -1.6 m

Łódka przesunie się o 1.6 metra w kierunku przeciwnym do kierunku, w którym szedł człowiek.

Zadanie 2: Dwa Wózki

Dwa wózki o masach 2 kg i 3 kg stoją na gładkiej powierzchni. Człowiek pcha wózek o masie 2 kg z siłą 10 N. Jaką siłą wózek o masie 2 kg działa na wózek o masie 3 kg?

Rozwiązanie:

W tym przypadku, siła 10 N działa na cały układ (dwa wózki). Musimy obliczyć przyspieszenie układu, a następnie użyć tego przyspieszenia do obliczenia siły, z jaką wózek o masie 2 kg działa na wózek o masie 3 kg.

Całkowita masa układu to 2 kg + 3 kg = 5 kg.

Z drugiej zasady dynamiki Newtona (F = ma), obliczamy przyspieszenie układu:

a = F / m = 10 N / 5 kg = 2 m/s2

Teraz, wózek o masie 2 kg musi działać na wózek o masie 3 kg siłą, która spowoduje, że ten drugi wózek będzie przyspieszał z przyspieszeniem 2 m/s2. Używamy ponownie drugiej zasady dynamiki Newtona:

F = m * a = 3 kg * 2 m/s2 = 6 N

Wózek o masie 2 kg działa na wózek o masie 3 kg z siłą 6 N.

Podsumowanie

Mam nadzieję, że teraz trzecia zasada dynamiki Newtona jest dla ciebie bardziej zrozumiała. Pamiętaj, że każda akcja wywołuje reakcję, są one równe co do wartości, przeciwne co do kierunku i działają na różne ciała. Ćwicz rozwiązywanie zadań, a z pewnością opanujesz tę zasadę do perfekcji!

Powodzenia w nauce!

PPT - Przykłady zasad stosowanych w fizyce PowerPoint Presentation 3 Zasada Dynamiki Newtona Zadania
Szkola Podstawowa Nr 4 W Zielonce
Reformy W Austrii Rosji I Prusach