ΔΥΝΑΜΗ- ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ

Παρουσίαση με θέμα: "ΔΥΝΑΜΗ- ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΔΥΝΑΜΗ- ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ
Δυο σώματα αλληλεπιδρούν όταν ασκούν δυνάμεις το ένα στο άλλο Όπως η κίνηση έτσι και η αλληλεπίδραση αποτελεί ένα γενικό χαρακτηριστικό της ύλης. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

2 Τι είναι δύναμη; Η δύναμη προκαλεί μεταβολή στην ταχύτητα του σώματος στο οποίο ασκείται. Η δύναμη προκαλεί παραμόρφωση του σώματος στο οποίο ασκείται. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

3 Τα δυο αυτοκίνητα αλληλεπιδρούν
Τα δυο αυτοκίνητα αλληλεπιδρούν Το ένα αυτοκίνητο ασκεί δύναμη στο άλλο Μεταβάλλεται η ταχύτητά τους Παραμορφώνονται ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

4 Οι δυνάμεις εμφανίζονται πάντα ανά δυο μεταξύ δυο σωμάτων
Α Β ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

5 Κατηγορίες δυνάμεων Δυνάμεις επαφής Δυνάμεις από απόσταση
Ανάμεσα σε τεντωμένα σχοινιά (ή ελατήρια) και σώματα Ανάμεσα σε σώματα κατά τις συγκρούσεις Η δύναμη της τριβής Δυνάμεις που ασκούν τα υγρά σε σώματα Βαρυτική δύναμη Ηλεκτρική δύναμη Μαγνητική δύναμη Ερωτήσεις: 1. ι)ιι)ιιι) σελ. 59 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

6 Μέτρηση δύναμης- Νόμος Hook
Η επιμήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη με την δύναμη που ασκείται σ’αυτό Ή: δύναμη = σταθ.× επιμήκυνση Ή: με σύμβολα F=κ·x Η σταθερά κ εξαρτάται από το ελατήριο Μονάδα μέτρησης της δύναμης στο S.I. είναι το 1N (1Νιούτον) Τον νόμο του Hook αξιοποιούμε για να κατασκευάσουμε όργανα μέτρησης δυνάμεων που ονομάζονται δυναμόμετρα Πείραμα. Κατασκευή δυναμόμετρου, ή εναλλακτικά επίδειξη διάφορων δυναμόμετρων. Ερώτηση 1iv σελ. 60. Άσκηση 1 σελ. 61 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

7 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΔΡΑΣΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ
ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

8 Ο διανυσματικός χαρακτήρας της δύναμης
Το αποτέλεσμα δράσης μιας δύναμης εξαρτάται από: Το μέγεθός της (μέτρο της) Την κατεύθυνσή της (διεύθυνση , φορά) Το σημείο εφαρμογής της (το σημείο του σώματος στο οποίο ασκείται) Άρα η δύναμη είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος και παριστάνεται με βέλος ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

9 ΔΥΟ ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ
Βαρυτική δύναμη Τριβή ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

10 Βαρυτική δύναμη γ) Το μήλο κινείται προς την επιφάνεια της γης.
δ) Η σελήνη κινείται γύρω από τη γη. α) Η ακίνητη μπάλα αρχίζει να κινείται β) Το ακίνητο κουτί αρχίζει να κινείται προς την επιφάνεια της γης ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

11 Οι βαρυτικές δυνάμεις ασκούνται μεταξύ όλων των σωμάτων στο σύμπαν.
Η δύναμη που προκαλεί την κίνηση του κουτιού, του μήλου και της σελήνης ασκείται από την γη. Ο Νεύτωνας αυτή τη δύναμη την ονόμασε δύναμη βαρύτητας Οι βαρυτικές δυνάμεις είναι πάντα ελκτικές (Η γη πάντα έλκει τα σώματα προς το κέντρο της) Οι βαρυτικές δυνάμεις ασκούνται μεταξύ όλων των σωμάτων στο σύμπαν. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

12 «Γήινο» βάρος Η δύναμη με την οποία η γη έλκει τα σώματα
Μονάδα μέτρησης στο S.I. : 1Ν Κατεύθυνση: έχει διεύθυνση την ακτίνα της γης και φορά προς το κέντρο της. Η διεύθυνση της ακτίνας της γης σ’ένα τόπο ονομάζεται κατακόρυφος του τόπου. (Η κατακόρυφος αισθητοποιείται με το νήμα της στάθμης) Μέτρο: Αλλάζει από τόπο σε τόπο. (Η τιμή του βάρους εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και το ύψος) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

13 Το βάρος ελαττώνεται όσο αυξάνεται το ύψος από την επιφάνεια της θάλασσας
Μέτρο βάρους στην κορυφή του Έβερεστ Μέτρο βάρους στην επιφάνεια της θάλασσας (στο ίδιο γεωγραφικό πλάτος) Κατακόρυφος τόπου ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

14 Βάρος στην επιφάνεια της σελήνης;
Το σώμα έχει βάρος που οφείλεται στη βαρυτική έλξη της σελήνης. Ονομάζεται «σεληνιακό» βάρος (και είναι περίπου το 1/6 του γήινου βάρους) Ερωτήσεις: 1vi) 1, 2 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

15 ΤΡΙΒΗ ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

16 ΤΡΙΒΗ ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

17 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

18 ΕΠΙΘΥΜΗΤΗ Ή ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΗ;
ΕΠΙΘΥΜΗΤΗ Ή ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΗ; ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

19 Διεύθυνση: παράλληλη προς τις επιφάνειες που εφάπτονται
Η τριβή στη φυσική είναι η δύναμη που ασκείται από ένα σώμα σ’ένα άλλο όταν βρίσκονται σε επαφή και το ένα κινείται ή τείνει να κινηθεί σε σχέση με το άλλο. Διεύθυνση: παράλληλη προς τις επιφάνειες που εφάπτονται Φορά: αντίθετη από την μεριά που κινείται ή τείνει να κινηθεί το σώμα. Μέτρο: η τιμή της τριβής εξαρτάται από την φύση των επιφανειών που βρίσκονται σε επαφή (λείες, τραχιές) και από την δύναμη με την οποία τα σώματα αλληλεπιδρούν κάθετα (κάθετη αντίδραση FN) Ερωτήσεις: 1v) , 3(δεύτερη ομάδα ερωτήσεων) σελ.60 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

20 ΠΩΣ ΣΧΕΔΙΑΖΟΥΜΕ ΤΙΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ
Α. Επιλέγουμε το σώμα πάνω στο οποίο θέλουμε να σχεδιάσουμε τις δυνάμεις Β. Σχεδιάζουμε τις δυνάμεις από απόσταση που ασκούνται στο σώμα π.χ. βάρος (w) Γ. Εντοπίζουμε τα υπόλοιπα σώματα με τα οποία αυτό βρίσκεται σε επαφή. Κάθε ένα από αυτά του ασκεί δύναμη, κάθετη στην επιφάνεια επαφής. (Κάθετη αντίδραση FN). Αν οι επιφάνειες δεν είναι λείες τότε υπάρχει και τριβή (Τ) την οποία σχεδιάζουμε επίσης. FN F T w ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

21 Σώμα σε επαφή με νήμα Η δύναμη που ασκεί το νήμα στο σώμα έχει τη διεύθυνση του νήματος και φορά από το σώμα προς το νήμα. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

22 Σώμα σε επαφή με ελατήριο
Η δύναμη που ασκεί το ελατήριο στο σώμα τείνει να το επαναφέρει στο φυσικό του μήκος. Ερώτηση 4 (δεύτερη ομάδα ερωτήσεων) σελ. 60 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

23 ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ – ΣΥΝΘΕΣΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ
Συνισταμένη σημαίνει συνολική δύναμη. Όταν σ’ένα σώμα ασκούνται πολλές δυνάμεις, συνισταμένη ονομάζεται μια δύναμη που φέρνει το ίδιο αποτέλεσμα που φέρνουν οι πολλές δυνάμεις μαζί. Σύνθεση δυνάμεων ονομάζουμε την διαδικασία που κάνουμε για να βρούμε την συνισταμένη ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

24 Σύνθεση δυνάμεων με την ίδια κατεύθυνση
Μέτρο συνισταμένης: Fολ=F1+F2 Κατεύθυνση: ίδια με τις επιμέρους δυνάμεις ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

25 Σύνθεση δυνάμεων με αντίθετες κατευθύνσεις
F F1-F2 Μέτρο συνισταμένης: Fολ=F1-F2 Διεύθυνση: ίδια Φορά: Τη φορά της μεγαλύτερης F2 F1 F1-F2 Ασκήσεις: 2 , 3 α) β) σελ. 62 F1 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

26 Σύνθεση δυνάμεων με την ίδια κατεύθυνση
Μέτρο συνισταμένης: Fολ=F1+F2=5N+4N=9Ν Κατεύθυνση: ίδια με τις επιμέρους δυνάμεις F1=5N , F2=4N F1 F1+F2 Fολ F1 F1 F2 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ F1+F2

27 Σύνθεση δυνάμεων με αντίθετες κατευθύνσεις
F1 F2 Fολ Μέτρο συνισταμένης: Fολ=F1-F2 Διεύθυνση: ίδια Φορά: Τη φορά της μεγαλύτερης F1=3N , F2= 8N Fολ=F1-F2=8N-3N=5N F2-F1 F1 F2 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

28 Αντίθετες δυνάμεις FA FB FA=FB ή Fολ = FA - FB = 0 ή Fολ=0 Δυο δυνάμεις με την ίδια διεύθυνση, ίδιο μέτρο και αντίθετη φορά λέγονται αντίθετες Η συνισταμένη αντίθετων δυνάμεων είναι ίση με μηδέν. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

29 Σύνθεση δυνάμεων με διαφορετικές διευθύνσεις
Γραφική λύση Σχηματίζουμε το παραλληλόγραμμο που έχει πλευρές τα διανύσματα που παριστάνουν τις δυνάμεις Η διαγώνιος του παρ/μου που περνά από την κοινή αρχή των διανυσμάτων παριστάνει την συνισταμένη των δυνάμεων Μέτρο: το μήκος της διαγωνίου (κατασκευή υπό κλίμακα) Διεύθυνση: η γωνία που σχηματίζει με μια από τις δυο δυνάμεις (την μετράμε με μοιρογνωμόνιο) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

30 Κάθετες δυνάμεις Στην ειδική περίπτωση που οι δυνάμεις είναι κάθετες μεταξύ τους μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε το μέτρο της συνισταμένης και αλγεβρικά εφαρμόζοντας το Πυθαγόρειο θεώρημα Ερωτήσεις: 5, 6 σελ.61 Ασκήσεις: 3 γ), 5 (πάνω στο βιβλίο) σελ.62 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

31 Πυθαγόρειο θεώρημα Σε κάθε ορθογώνιο τρίγωνο ισχύει: αν στο μήκος της μιας κάθετης πλευράς υψωμένο στο τετράγωνο προσθέσω το μήκος της άλλης κάθετης πλευράς υψωμένο στο τετράγωνο θα βρω το μήκος της υποτείνουσας υψωμένο στο τετράγωνο Παράδειγμα: 62+82=102 36+64=100 10 6 8 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

32 Δύναμη και κίνηση Γιατί το κιβώτιο σταματά;
πάγος ξύλο μοκέτα Γιατί το κιβώτιο σταματά; Γιατί ασκείται πάνω του η δύναμη της τριβής. Τι θα συνέβαινε αν δεν υπήρχε τριβή; Το σώμα δεν θα σταματούσε. Πότε δεν υπάρχουν τριβές ; Αν οι επιφάνειες είναι τέλεια λείες Στην καθημερινή μας ζωή μπορούμε να πετύχουμε τελείως λείες επιφάνειες; ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

33 ΠΡΩΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΝΕΥΤΩΝΑ Αν σ’ένα σώμα δεν ασκούνται δυνάμεις, ή αν ασκούνται δυνάμεις και έχουν συνισταμένη που είναι μηδέν τότε δεν αλλάζει η κινητική κατάσταση του σώματος. Αν ήταν ακίνητο, παραμένει ακίνητο ή αν κινείτο συνεχίζει να κινείται με ευθύγραμμη ομαλή κίνηση (σταθερή ταχύτητα) . ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

34 ΑΔΡΑΝΕΙΑ Είναι μια ιδιότητα της ύλης
Σύμφωνα με αυτήν τα σώματα αντιστέκονται σε κάθε αιτία που προσπαθεί να μεταβάλλει την κινητική τους κατάσταση (ταχύτητα). Με απλά λόγια όταν ένα σώμα είναι ακίνητο, θέλει να παραμείνει ακίνητο. Αν κινείται, θέλει να συνεχίσει να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Η αδράνεια δεν είναι μετρήσιμη ποσότητα την μετράμε δια μέσου της μάζας. Γι αυτό λέμε ότι η μάζα είναι το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος. Αρχικά αναφερόμαστε σε προβληματισμούς με παραδείγματα και μετά ορίζουμε την έννοια. Ερωτήσεις: 4 σελ.60 ,10 σελ.61 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

35 Ισορροπία υλικού σημείου
Ένα σώμα που θεωρείται υλικό σημείο λέμε ότι ισορροπεί όταν είναι ακίνητο ή κινείται με σταθερή ταχύτητα. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα σ’αυτήν την περίπτωση η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα είναι μηδέν. ΣΥΝΘΗΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΥΛΙΚΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ : FΟΛ = 0 Ερωτήσεις: 2, 3 σελ. 60 Ασκήσεις: 8 σελ.62 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

36 Υπολογισμός άγνωστων δυνάμεων
Τα σώματα της εικόνας ισορροπούν. Άρα η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται σ’αυτά είναι μηδέν. Οι δυνάμεις επομένως είναι αντίθετες Έτσι αν w=10Ν τότε και F=10N. Ασκήσεις: 11 σελ.62 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

37 Αντιστρόφως ανάλογα ποσά
Δυο ποσά y,x είναι αντιστρόφως ανάλογα όταν πολλαπλασιάζοντας τις τιμές του ενός ποσού με έναν αριθμό, τότε οι τιμές του άλλου ποσού διαιρούνται με τον ίδιο αριθμό. Τα αντιστρόφως ανάλογα ποσά έχουν σταθερό γινόμενο Η μαθηματική σχέση που εκφράζει τα αντιστρόφως ανάλογα ποσά είναι: yx=α ή y=α/x Η γραφική παράσταση του y σε σχέση με το x είναι καμπύλη που λέγεται υπερβολή. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

38 Δύναμη και μεταβολή ταχύτητας
Με ποιο τρόπο οι δυνάμεις που ασκούνται σ’ένα σώμα καθορίζουν την κίνησή του; Σε σώμα ίδιας μάζας ασκείται διπλάσια δύναμη για το ίδιο χρονικό διάστημα. Παρατηρώ ότι τώρα η μεταβολή της ταχύτητας είναι διπλάσια. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ 1: Η δύναμη (F) που ασκείται σε ορισμένο σώμα (m), για το ίδιο χρονικό διάστημα (Δt), είναι ανάλογη με τη μεταβολή της ταχύτητάς του (Δu). Δt=15s Δu=1m/s m F Δt=15s Δu=2m/s 2F m ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

39 Δύναμη και χρονικό διάστημα
Σε σώμα ίδιας μάζας ασκείται διπλάσια δύναμη μέχρι να πετύχουμε ίδια μεταβολή ταχύτητας. Παρατηρώ ότι τώρα απαιτείται ο μισός χρόνος. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ 2: Η δύναμη (F) που ασκείται σε ορισμένο σώμα (m), για την ίδια μεταβολή ταχύτητας (Δu), είναι αντιστρόφως ανάλογη με το χρονικό διάστημα (Δt) που ασκείται η δύναμη. Δt=20s Δu=1m/s m F Δt=10s Δu=1m/s 2F m ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

40 Μάζα και μεταβολή ταχύτητας
Σε σώμα διπλάσιας μάζας ασκείται η ίδια δύναμη για το ίδιο χρονικό διάστημα. Παρατηρώ ότι η μεταβολή της ταχύτητας είναι η μισή. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ 3: Η μάζα (m) είναι αντιστρόφως ανάλογη με την μεταβολή της ταχύτητας (Δu), όταν ασκείται η ίδια δύναμη (F) για το ίδιο χρονικό διάστημα (Δt). m m m Ασκήσεις: 9,10 σελ.62 Τα τρία συμπεράσματα που διατυπώσαμε αποτελούν τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

41 Συνδυασμός πρώτου και δευτέρου νόμου Νεύτωνα
Αν ασκηθεί η ίδια δύναμη, για το ίδιο χρονικό διάστημα σε μεγαλύτερη μάζα σώματος, η μεταβολή της ταχύτητάς του θα είναι μικρότερη. (Αντιστέκεται δηλαδή περισσότερο η μεγάλη μάζα). Άρα η μεγάλη μάζα έχει μεγαλύτερη αδράνεια (γι’αυτό λέμε ότι η μάζα είναι το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος) ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ : Μεγάλη μάζα-μεγάλη αδράνεια- μικρή μεταβολή στην ταχύτητα Μικρή μάζα-μικρή αδράνεια- μεγάλη μεταβολή στην ταχύτητα ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

42 Διαφορές μάζας - βάρους
ΜΑΖΑ Είναι το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος Είναι μονόμετρο μέγεθος Παραμένει ίδια σε οποιοδήποτε σημείο του σύμπαντος Μονάδα μέτρησης: 1Kg Όργανο μέτρησης: ζυγαριά ΒΑΡΟΣ Είναι η δύναμη που ασκεί η γη στο σώμα Είναι διανυσματικό μέγεθος Αλλάζει από τόπο σε τόπο Μονάδα μέτρησης: 1Ν Όργανο μέτρησης: δυναμόμετρο ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

43 Σχέση μάζας - βάρους Η μάζα και το βάρος είναι μεγέθη ανάλογα.
Σε κάθε τόπο ισχύει ότι: Η σταθερά ονομάζεται επιτάχυνση της βαρύτητας και συμβολίζεται με το g Άρα με σύμβολα ή w=mg ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

44 Τρίτος νόμος Νεύτωνα (νόμος δράσης - αντίδρασης)
Τρίτος νόμος Νεύτωνα (νόμος δράσης - αντίδρασης) Όταν ένα σώμα Α ασκεί δύναμη σ’ένα σώμα Β τότε και το σώμα Β ασκεί δύναμη ίσου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης στο σώμα Α. Η μια από τις δυο δυνάμεις λέγεται δράση και η άλλη αντίδραση ΠΡΟΣΟΧΗ! Η δράση και η αντίδραση ασκούνται σε διαφορετικά σώματα. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

45 Παραδείγματα Ερωτήσεις: 5 σελ.60 15, 17 σελ.61 Ασκήσεις: 14,15 σελ.63 Γιατί το μήλο κινείται προς την γη, και η γη δεν κινείται προς το μήλο; Η γη έχει μεγάλη μάζα άρα μεγάλη αδράνεια και άρα μικρή μεταβολή ταχύτητας Βρείτε τα ζευγάρια δράσης-αντίδρασης ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ