Μερικές δυνάμεις στη φύση Το Βάρος και η διαφορά του από τη μάζα Η Τριβή Η Δύναμη από επιφάνεια στήριξης Η Δύναμη από ελατήριο Η Δύναμη από σχοινί Η αντίσταση από τα ρευστά

Το Βάρος και η διαφορά του από τη μάζα

Η μάζα είναι ιδιότητα του σώματος και παραμένει σταθερή , Να θυμηθούμε από τα πειράματα, την προηγούμενη χρονιά Η μάζα και το βάρος ενός σώματος είναι έννοιες με διαφορετική σημασία, που στη καθημερινή ζωή συνήθως τις μπερδεύουμε. Η μάζα είναι ιδιότητα του σώματος και παραμένει σταθερή , στα συνήθη φαινόμενα. (εξαιρούνται τα πυρηνικά φαινόμενα και ταχύτητες που πλησιάζουν αυτή του φωτός)

Συμπεράσματα για τη μάζα α. Η αντίσταση- δυσφορία στη μετακίνηση είναι για κάθε σώμα διαφορετική. β. Το σώμα που εκδηλώνει μεγαλύτερη δυσφορία εμπεριέχει και περισσότερο υλικό. γ. Το σώμα που εκδηλώνει μεγαλύτερη δυσφορία έχει και μεγαλύτερο βάρος. Τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του. ΑΝΤΙΣΤΕΚΕΤΑΙ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΕΙΝΑΙ ΒΑΡΥΤΕΡΟ ΕΧΕΙ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΜΑΖΑ

Μια άλλη ιδιότητα της μάζας - η έλξη (το τράβηγμα) Μια άλλη ιδιότητα της μάζας - η έλξη (το τράβηγμα) Κάθε σώμα τραβάει (ασκεί δύναμη) σε όλα τα σώματα γύρω του και δέχεται δύναμη από αυτά. Αυτές τις δυνάμεις τις λέμε βαρυτικές και δρουν από απόσταση. Κάθε ζευγάρι δυνάμεων εξαρτάται από το πόσο μεγάλη είναι η μάζα και των δυο σωμάτων. Η δύναμη είναι ανάλογη της μάζας που την προκαλεί και της μάζας που την δέχεται.

Οι βαρυτικές δυνάμεις εξαρτώνται και από την απόσταση που απέχουν τα σώματα. Αν διπλασιάσω την απόσταση, οι δυνάμεις γίνονται τέσσερεις φορές μικρότερες χ F 2χ F/4 Αν τριπλασιάσω την απόσταση, οι δυνάμεις γίνονται εννέα φορές μικρότερες Κάτι αντίστοιχο συμβαίνει με τις δυνάμεις μεταξύ των μαγνητών και των ηλεκτρικών φορτίων

Γιατί δεν αντιλαμβάνομαι με τις αισθήσεις μου αυτές τις δυνάμεις; Γιατί είναι πάρα πολύ μικρές. Μόνο με ειδικά εργαστηριακά όργανα μπορούν να ανιχνευτούν. Πάτα το βέλος, άνοιξε την προσομοίωση και δες πόση είναι η δύναμη ανάλογα με την μάζα και την απόσταση. http://phet.colorado.edu/en/simulation/gravity-force-lab

Σύμβολο βάρους W Η δύναμη που η Γή ασκεί στο σώμα την λέμε γήινο Βάρος Αν το ένα από τα σώματα που έλκονται είναι η Γη (πού έχει πολύ μεγάλη μάζα), τότε οι δυνάμεις που περιγράφουν το φαινόμενο της έλξης Γης – σώματος είναι αισθητές και μετρίσιμες. Η δύναμη που η Γή ασκεί στο σώμα την λέμε γήινο Βάρος Το βάρος κατευθύνεται πάντα προς το κέντρο της γης. Είναι κατακόρυφο. Σύμβολο βάρους W

Το βάρος δεν είναι ιδιότητα του σώματος και αλλάζει από τόπο σε τόπο. Το βάρος (γήινο) είναι η μία δύναμη, από το ζευγάρι δυνάμεων που περιγράφουν το φαινόμενο έλξη, μεταξύ του σώματος και της Γης. Είναι η δύναμη που η Γη ασκεί στο σώμα.

Το βάρος ενός σώματος καθώς απομακρύνεται από τη Γη (Km) (N) Το βάρος ενός σώματος καθώς απομακρύνεται από τη Γη Ένα κιλό μάζας (kg) , δέχεται βάρος από τη Γη 9,81 Νιούτον (Ν), αν είναι στο ύψος της θάλασσας και γεωγραφικό πλάτος 45 μοίρες. Αυτό στην καθημερινή ζωή το λέμε κιλό βάρους, (Κρ - κιλοπόντ το λένε οι φυσικοί). Η αντιστοιχία μάζας – βάρους δεν είναι σταθερή αφού αν βρεθούμε πιο μακριά από το κέντρο της Γής το βάρος θα είναι μικρότερο.

το βάρος είναι διαφορετικό. Η μάζα μας όμως δεν αλλάζει. Αν βρεθούμε σε διαφορετικό πλανήτη (που έχει διαφορετική μάζα και διαφορετική ακτίνα), το βάρος είναι διαφορετικό. Η μάζα μας όμως δεν αλλάζει. Η στολή του αστροναύτη στη Γή είναι 90 κιλά βάρους (κιλοπόντ) και στη σελήνη 15.

Δες το βάρος σου στους άλλους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος σε κιλά βάρους. Μπες στην ιστοσελίδα http://e-geografia.eduportal.gr/geo-st/gstd06_varos_planhtes/index.html . Πληκτρολόγησε κάτω το βάρος σου και πάτα = Δες το βίντεο για τη μάζα και το βάρος https://www.youtube.com/watch?v=xgIdy6LbRWk&t=1m53s

Αν το ένα έχει διπλάσια μάζα από το άλλο θα έχει και 1Kg 1Kg 2Kg 1Kg Από τα προηγούμενα βγάζουμε το συμπέρασμα ότι αν έχουμε δύο σώματα στην ίδια απόσταση από τη Γή (το κέντρο της) ,άρα και στο ίδιο τόπο, και έχουν την ίδια μάζα θα έχουν και το ίδιο βάρος (με την ίδια δύναμη θα τα τραβάει η Γη). Αν το ένα έχει διπλάσια μάζα από το άλλο θα έχει και διπλάσιο βάρος κτλ.

Αν τα απομακρύνουμε από τη Γη και στο ένα το βάρος 1Kg 1Kg 1Kg 1Kg Αν τα απομακρύνουμε από τη Γη και στο ένα το βάρος γίνει το μισό και στο άλλο θα μειωθεί στο μισό κ.τ.λ.

Η αναλογία του βάρους με τη μάζα, μας επιτρέπει να μετράμε τη μάζα με δυναμόμετρα (όχι όμως με ακρίβεια). Τη μάζα την μετράμε σωστά με το ζυγό.

Τ Η τριβή Συνήθως την συμβολίζουμε με το Τ Η τριβή είναι μια δύναμη που εμφανίζεται όταν ένα σώμα κινείται πάνω σε άλλο, ή σπρώχνεται – τραβιέται για να κινηθεί. Η τριβή είναι πάντα αντίθετη με την κατεύθυνση της κίνησης ή της κατεύθυνσης που τείνει να κινηθεί το σώμα. Συνήθως την συμβολίζουμε με το Τ

Τ1 Τ2 Οι δυνάμεις μεταξύ κιβωτίου και ανθρώπου. F1 F2 Οι κατευθύνσεις της κίνησης ως προς το πάτωμα. Οι δυνάμεις μεταξύ κιβωτίου και ανθρώπου. F1 F2 Τ1 Τ2 Τ2 η τριβή μεταξύ παπουτσιών –πατώματος. Τ1 η τριβή μεταξύ κιβωτίου –πατώματος.

τριβή Η τριβή οφείλεται στο γεγονός ότι οι επιφάνειες δεν είναι Η τριβή οφείλεται στο γεγονός ότι οι επιφάνειες δεν είναι ποτέ εντελώς λείες (είναι τραχιές). Όσο πιο λείες είναι οι επιφάνειες, τόσο πιο μικρή είναι η τριβή Κατεύθυνση κίνησης τριβή ….η συνέχεια στο λύκειο.

Στον πάγο η τριβή είναι μικρή Καρφώνει την μύτη του παπουτσιού για να δώσει και να δεχτεί την απαραίτητα δύναμη, ώστε να αλλάξει την κινητική του κατάσταση.

Δυνάμεις από ρευστά σε κινούμενα σώματα. Ρευστά είναι τα σώματα που ρέουν, δηλαδή τα αέρια και τα υγρά. FΑ FΑ (Τα ρευστά ασκούν δύναμη στα σώματα που βρίσκονται μέσα τους, την λέμε άνωση και θα την μελετήσουμε στο επόμενο κεφάλαιο) Αν το σώμα που βρίσκεται μέσα του, κινείται σε σχέση με το ρευστό, το ρευστό του ασκεί και μια δύναμη που είναι αντίθετη προς την κίνηση του και την λέμε αντίσταση του αέρα η αντίσταση του υγρού, αντίστοιχα. Λειτουργεί δηλαδή όπως η τριβή.

Ίδια επιφάνεια Μικρή ταχύτητα μικρή αντίσταση Μικρή ταχύτητα μικρή αντίσταση Μεγάλη ταχύτητα μεγάλη αντίσταση

Ίδια ταχύτητα Μικρή επιφάνεια μικρή αντίσταση Μικρή επιφάνεια μικρή αντίσταση Μεγάλη επιφάνεια μεγάλη αντίσταση

Δύναμη από επιφάνεια σε ακίνητο σώμα Αν έχουμε ένα έλασμα ( ή λάστιχο, ελατήριο) και βάλουμε ένα σώμα πάνω του, βλέπουμε ότι το έλασμα λυγίζει (παραμορφώνεται). Από την άλλη ένα λυγισμένο έλασμα μπορεί να εκτοξεύσει ένα σώμα που βρίσκεται πάνω του, δηλαδή του ασκεί κάποια δύναμη.

Η επιφάνεια του τραπεζιού παραμορφώνεται (πολύ λίγο Η επιφάνεια του τραπεζιού παραμορφώνεται (πολύ λίγο και δεν μπορούμε να το διαπιστώσουμε με την όραση μας) και ασκεί δύναμη στο κουτί προς τα πάνω. Σχεδιάζουμε την δύναμη κάθετη στο τραπέζι.

Η δύναμη που ασκούν τα υγρά στα τοιχώματα του δοχείου μέσα στο οποίο περιέχονται ή στα σώματα που είναι μέσα σ’ αυτά (όμοια στα αέρια) Θα τις συναντήσουμε στο επόμενο κεφάλαιο Όταν το υγρό ισορροπεί (δεν κινείται προς κάποια κατεύθυνση), τότε ασκεί δύναμη στο τοίχωμα η στο σώμα, πάντα κάθετα στην επιφάνεια και με μέτρο ανάλογο του βάθους.

Η δύναμη από το ελατήριο έχει τη διεύθυνση του ελατηρίου και φορά τέτοια, ώστε να τείνει να επαναφέρει το ελατήριο προς το φυσικό του μήκος. Τα ελατήρια ασκούν δυνάμεις μόνον εφόσον είναι σε συμπίεση ή επιμήκυνση. Δύναμη από ελατήριο 1 F1 > F2 2

Δύναμη από ελατήριο Θέση

Δύναμη από σχοινί Το σχοινί μεταφέρει τη δύναμη. Ο άνθρωπος ασκεί δύναμη στο σχοινί (κλωστή, νήμα). Με το σχοινί μόνο τραβάμε, δεν σπρώχνουμε. Δεχόμαστε για ευκολία ότι στα σχοινιά δεν ασκείται βάρος. Το σχοινί ασκεί την ίδια δύναμη στο σώμα. (ίδιο μέτρο, ίδια κατεύθυνση με την δύναμη που του άσκησε ο άνθρωπος). Το σχοινί μεταφέρει τη δύναμη.

Το γεγονός ότι δίνουμε σε κάποιες δυνάμεις ονόματα Προσοχή! Το γεγονός ότι δίνουμε σε κάποιες δυνάμεις ονόματα βάρος , τριβή αντίσταση κτλ) και διαφορετικά σύμβολα, έχει να κάνει με την προέλευση της δύναμης. Λέμε βάρος W. Αμέσως ξέρουμε ότι την ασκεί η Γή στο σώμα, και την κατεύθυνση της, ότι δηλαδή είναι κατακόρυφος. (Επιπλέον γνωρίζω τι αλλαγές θα γίνουν στην ενέργεια του, σε μετατοπίσεις του σώματος ……., για αργότερα.) Όσο αφορά το αποτέλεσμα της δύναμης στη αλλαγή της κινητικής του κατάστασης, που μας ενδιαφέρει πρώτιστα, όλες οι δυνάμεις ανεξάρτητα της προέλευσης του συμπεριφέρονται το ίδιο στο σώμα.

Καλό διάβασμα