Το φαινόμενο ΚΙΝΗΣΗ οι ΝΟΜΟΙ.

Παρουσίαση με θέμα: "Το φαινόμενο ΚΙΝΗΣΗ οι ΝΟΜΟΙ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 το φαινόμενο ΚΙΝΗΣΗ οι ΝΟΜΟΙ

2 της Φυσικής Φιλοσοφίας
Το βιβλίο κυκλοφόρησε το έτος 1686 σε γλώσσα λατινική Συγγραφέας ο Isaac Newton - Ισαάκ Νεύτων - Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας

3 οι τρεις Νόμοι της Κίνησης ο Πρώτος Νόμος της Κίνησης ή Νόμος
της Αδράνειας ο Δεύτερος Νόμος της Κίνησης ή Θεμελιώδης Νόμος της Μηχανικής ο Τρίτος Νόμος της Κίνησης ή Νόμος Δράσης Αντίδρασης

4 ο Πρώτος Νόμος της Κίνησης
Το ερώτημα Τι συμβαίνει σε ένα σώμα εφόσον σ’ αυτό δεν ασκούνται δυνάμεις; υπονοεί ότι - και αν ασκούνται δυνάμεις – η συνισταμένη τους θα είναι μηδέν

5 Το σώμα διατηρεί την κινητική του κατάσταση
Η απάντηση Το σώμα διατηρεί την κινητική του κατάσταση Η απάντηση υποδηλώνει ότι α. εάν - κατά τη στιγμή που εκδηλώνεται το «ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΜΗΔΕΝ» - το συγκεκριμένο σώμα είναι ακίνητο, θα διατηρείται ακίνητο για όσο η ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΤΩΝ ΑΣΚΟΥΜΕΝΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ είναι ΜΗΔΕΝ. Μα αυτό το ήξερα . Πρέπει κανείς να πάει στο σχολείο για να μάθει πώς «όταν κάτι δεν το πειράζεις μένει στη θέση του»; Δεν έχεις άδικο. Περίμενε όμως να ακούσεις και το επόμενο

6 θα κινείται !!!! β. εάν, κατά τη στιγμή που εκδηλώνεται
το «ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΜΗΔΕΝ», το συγκεκριμένο σώμα - ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ – έχει κάποια ταχύτητα, θα κινείται ευθύγραμμα και ομαλά με αυτή την ταχύτητα Και θα κινείται ΜΟΝΟ ΤΟΥ; Για πόση ώρα ; !!!! Εσύ ζεις και στη διαστημική εποχή που εγώ δεν την έζησα. Δεν έχεις ακούσει για το Pioneer 10; ΔΕΝ σε ΠΙΣΤΕΥΩ Εγώ ξέρω πως αν αφήσεις τα κουπιά η βάρκα θα σταματήσει για όσο η ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ θα ΕΙΝΑΙ ΜΗΔΕΝ Δεν σε πιστεύω . Είδες ποτέ κάτι να κινείται ΜΟΝΟ ΤΟΥ χωρίς να «βοηθάει» κάποια δύναμη; Θα σταματήσει επειδή υπάρχει η αντίσταση του νερού, ασκείται δηλαδή στη βάρκα δύναμη που της αλλάζει την ταχύτητα

7 Επί 37 χρόνια ταξιδεύει διαρκώς χωρίς καμία δύναμη «να το κινεί»
Το Pionneer 10 θεωρείται ο Μαθουσάλας του Διαστήματος. Εκτοξεύτηκε τον Μάρτιο του Ενάμιση χρόνο αργότερα έφθασε στον Δία και στη συνέχεια κινείται έξω από το ηλιακό μας σύστημα Μεταφέρει την πλακέτα με ορισμένα στοιχεία από τον πολιτισμό των κατοίκων του πλανήτη Γη Επί 37 χρόνια ταξιδεύει διαρκώς χωρίς καμία δύναμη «να το κινεί» Ο Νεύτων είχε δίκιο

8 Και γιατί λέγεται Νόμος της Αδράνειας ;
γιατί δεν μας μιλάει και για το δικαίωμα στην τεμπελιά ; Και γιατί λέγεται Νόμος της Αδράνειας ; Γιατί μέχρι την εποχή του Νεύτωνα την ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ - την τεμπελιά που λες εσύ - τη θεωρούσαν σαν μία φυσική κατάσταση που δεν χρειαζόταν εξήγηση. Εκείνο που έπρεπε να εξηγήσουν, να αναζητήσουν δηλαδή τις αιτίες ήταν η ΚΙΝΗΣΗ. Ο Νεύτων ισχυρίστηκε ότι η ευθύγραμμη ομαλή κίνηση δεν χρειάζεται κάποια ΑΙΤΙΑ όσο και για το φαινόμενο ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ ; Ο Νεύτων δηλαδή μας λέει ότι ο ίδιος νόμος ισχύει τόσο για το φαινόμενο ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ Αυτό ακριβώς μας διδάσκει. Ότι και στα δύο φαινόμενα η ολική δύναμη είναι μηδέν Η έννοια ΑΔΡΑΝΕΙΑ έχει δύο σημασίες στη Φυσική. Σύμφωνα με την πρώτη ΑΔΡΑΝΕΙΑ λέγεται το «ΔΙΚΑΙΩΜΑ» κάθε σώματος να κινείται χωρίς κανένα «γιατ»ί. Βέβαια η κίνησή του θα είναι ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ

9 Κατά την ισορροπία Fολ = 0
Αυτό ακριβώς μας διδάσκει. Ότι και στα δύο φαινόμενα η ολική δύναμη είναι μηδέν Κατά την ισορροπία Fολ = 0 Κατά την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση Fολ = 0

10 ΑΔΡΑΝΕΙΑ . Το «δικαίωμα» κάθε σώματος στο «να συνεχίζει να κινείται»
ΑΔΡΑΝΕΙΑ . Το «δικαίωμα» κάθε σώματος στο «να συνεχίζει να κινείται»

11 Εφόσον σε κάποια χρονική στιγμή η ασκούμενη
Ο ΠΡΩΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ Να συνοψίσουμε Εφόσον σε κάποια χρονική στιγμή η ασκούμενη ολική δύναμη σε ένα σώμα είναι μηδέν Εάν, τη στιγμή εκείνη, το σώμα είναι ακίνητο, θα παραμείνει ακίνητο Εάν, τη στιγμή εκείνη, το σώμα – υλικό σημείο - έχει κάποια ταχύτητα, θα συνεχίσει να κινείται με την ίδια ταχύτητα, σε ευθύγραμμη ομαλή κίνηση Ο Πρώτος Νόμος της Κίνησης αναφέρεται και σε σώματα με διαστάσεις, όπως λόγου χάρη μια σβούρα η οποία τη στιγμή εκείνη στρέφεται. Αλλά αυτό είναι ένα ζήτημα που θα το διδαχθείς στο Λύκειο Γιατί λέμε ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ ; Εάν το σώμα έχει διαστάσεις δεν ισχύει αυτό με την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση ; Περιοριζόμαστε στο υλικό σημείο γιατί προκειμένου γι α σώματα με διαστάσεις το ζήτημα είναι πιο περίπλοκο. Το ίδιο ο θα κάνουμε και στη συζήτηση για τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα

12 ο Δεύτερος Νόμος της Κίνησης
Το ερώτημα Τι συμβαίνει σε ένα σώμα εφόσον σ’ αυτό ασκούνται δυνάμεις ;

13 η κινητική του κατάσταση
Μεταβάλλεται η κινητική του κατάσταση Η απάντηση Το σώμα – ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ - κινείται πιο γρήγορα, πιο αργά ή στρίβει

14 «πόσο γρήγορα θα αλλάζει η ταχύτητα» ;
Το επόμενο ερώτημα Από τι εξαρτάται το «πόσο γρήγορα θα αλλάζει η ταχύτητα» ; πρέπει να εξαρτάται από την τιμή της ΔΥΝΑΜΗΣ. Όσο πιο μεγάλη δύναμη τόσο πιο γρήγορα θα γίνει η αλλαγή Πάλι κάνω λάθος; Όχι ακριβώς . Δεν παίζει ρόλο ο ΟΓΚΟΣ . Όχι δεν κάνεις λάθος εφόσον μιλάμε για ένα ορισμένο σώμα. καθορίζεται όμως και από το «πως είναι το σώμα» στο οποίο ασκείται η δύναμη Τι θα πει από το «πως είναι το σώμα» ; Εννοείς ότι εάν έχει ΜΕΓΑΛΟ ΟΓΚΟ θα δεχθεί μικρή αλλαγή Αν ασκήσουμε την ίδια δύναμη σε δέκα διαφορετικά σώματα, ορισμένα θα «αρνηθούν» περισσότερο την αλλαγή της κινητικής τους κατάστασης. Λέμε ότι αυτά εκδηλώνουν μεγαλύτερη ΑΔΡΑΝΕΙΑ ή ότι έχουν μεγαλύτερη ΜΑΖΑ Το πόσο γρήγορα δηλαδή θα αλλάζει η ταχύτητα του σώματος καθορίζεται και από την ασκούμενη στο σώμα ΔΥΝΑΜΗ και από τη ΜΑΖΑ του σώματος

15 κατά 3m/s σε κάθε δευτερόλεπτο
Στη Φυσική το «πόσο γρήγορα θα αλλάζει η ταχύτητα» περιγράφεται με την έννοια ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ Εάν σε μια κίνηση με αυξανόμενη ταχύτητα οι τιμές της ταχύτητας το πρώτο δευτερόλεπτο είναι 8m/s, το δεύτερο 11 m/s και το τρίτο 14 m/s μπορούμε να υπολογίσουμε ότι η ταχύτητα μεταβάλλεται κατά 3m/s σε κάθε δευτερόλεπτο Αυτό το «3m/s σε κάθε δευτερόλεπτο» για τη Φυσική είναι η ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ και γράφεται 3 m/s2.

16 Από την εποχή του Νεύτωνα έχει διαπιστωθεί ότι
κατά την πτώση των σωμάτων σε χώρο δίχως αέρα όλα τα σώματα κινούνται προς το έδαφος με την ΙΔΙΑ επιτάχυνση Η επιτάχυνση αυτή λέγεται «επιτάχυνση της βαρύτητας» συμβολίζεται διεθνώς με το γράμμα g και στην περιοχή που ζούμε είναι ίση με 9,8 m/s2

17 η ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ενός σώματος ;
Το βασικό ερώτημα Από τι εξαρτάται το «πόσο γρήγορα θα αλλάζει η ταχύτητα» ; Μπορεί να διατυπωθεί και Από τι εξαρτάται η ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ενός σώματος ; Και η απάντηση που θα μπορούσε να δοθεί είναι : Η επιτάχυνση κάθε σώματος καθορίζεται μόνο α. Από τη συνολική ΔΥΝΑΜΗ που ασκείται στο σώμα και β. από τη ΜΑΖΑ του σώματος

18 ΔΥΝΑΜΗ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ = ΜΑΖΑ Η απάντηση μπορεί να πάρει και τη μορφή
ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ = ΜΑΖΑ Από τη σχέση αυτή κατανοώ ότι αν σε δύο διαφορετικά σώματα ασκηθεί η ίδια δύναμη θα αποκτήσει τη μεγαλύτερη επιτάχυνση αυτό με τη μικρότερη ΜΑΖΑ Αλλά δεν μπορώ να πω ότι κατάλαβα τι είναι ΜΑΖΑ Πρέπει να ασχοληθούμε με την έννοια ΜΑΖΑ λίγο περισσότερο

19 η Φυσική είναι ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ, ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΝΟΙΕΣ, ΝΟΜΟΙ
η Φυσική είναι ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ, ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΝΟΙΕΣ, ΝΟΜΟΙ η έννοια ΜΑΖΑ

20 όσα παίρνει ο άνεμος όταν φυσήξει
ο άνεμος παίρνει τα φύλλο από χαρτί που είχαμε αφήσει πάνω στο τραπέζι παίρνει και τα φύλλα του φθινόπωρου όσα παίρνει ο άνεμος δεν παίρνει το κρυστάλλινο βάζο ούτε τον παλαιστή παίρνει εκείνα που αντιστέκονται λιγότερο

21 εκείνα με τη μικρότερη ΜΑΖΑ ,
λένε οι φυσικοί

22 Μέτρο της ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ενός σώματος είναι η ΜΑΖΑ του
Στο έργο του Νεύτωνα ο όρος ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΕΝΟΣ ΣΩΜΑΤΟΣ σημαίνει τη «δυσφορία» που εκδηλώνει το σώμα στις μεταβολές της κινητικής του κατάστασης. Και η εμπειρία μας λέει ότι ένα σώμα όπως το τούβλο δυσφορεί – αντιστέκεται – περισσότερο από ένα άλλο σώμα όπως το φύλλο της φουντουκιάς Για να το περιγράψει το εμπειρικό αυτό δεδομένο η Φυσική χρησιμοποιεί την έννοια ΜΑΖΑ και ο Νεύτων μας λέει ότι Μέτρο της ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ενός σώματος είναι η ΜΑΖΑ του

23 Αν ασκήσουμε την ίδια ( συνισταμένη ) δύναμη σε διαφορετικά αντικείμενα για να προκαλέσουμε σε καθένα από αυτά διαφορετική μεταβολή ταχύτητας. Κάποιο από τα σώματα θα δυσφορήσει περισσότερο, θα αποκτήσει δηλαδή μικρότερη επιτάχυνση . Είναι αυτό με τη μεγαλύτερη μάζα Κι είναι σίγουρο ότι αν κάποιος με κλωτσήσει θα επιταχυνθώ περισσότερο από όσο μια γάτα, θα δυσφορήσω δηλαδή λιγότερο. Έχω βλέπεις μικρότερη ΜΑΖΑ Υποθέτω βέβαια ότι τόσο εγώ όσο και η αγαπημένη μου γάτα πριν φάμε την κλωτσιά βρισκόμαστε κοιμισμένοι σε κάποιο έδαφος χωρίς τριβές

24 ΒΑΡΟΣ και ΜΑΖΑ

25 ΒΑΡΟΣ g = m Για τη Φυσική το Βάρος κάθε σώματος είναι μία ΔΥΝΑΜΗ
Κατά το φαινόμενο ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΤΩΣΗ η μοναδική δύναμη που ασκείται στο σώμα είναι η ΒΑΡΟΣ β . Η επιτάχυνση του σώματος είναι ίση με g ΔΥΝΑΜΗ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ = Και η γενική σχέση ΜΑΖΑ Παίρνει τη μορφή ΒΑΡΟΣ g = m

26 Bάρος = mg Η τιμή του βάρους ενός σώματος και η τιμή της μάζας του
Η τιμή του βάρους ενός σώματος και η τιμή της μάζας του Συνδέονται, συνεπώς, με τη σχέση Bάρος = mg όπου g η επιτάχυνση της βαρύτητας του τόπου στον οποίο βρίσκεται το σώμα

27 Bάρος = mg . Στη Γη η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι περίπου 10 m/s2.
Γι αυτό και μια βαλίτσα με μάζα 7 kg έχει βάρος περίπου 70 νιούτον Στη Σελήνη η βαρυτική επιτάχυνση είναι 1,6 m/s2 . Το βάρος του ανθρώπου θα είναι 96 νιούτον Ένας άνθρωπος 80 κιλών έχει βάρος 800 νιούτον. Πόσο θα είναι το βάρος του εάν πάει μια βόλτα στο φεγγάρι;

28 ο Τρίτος Νόμος της Κίνησης

29 ! ! Μια βαριά σιδερένια μπίλια πέφτει με φόρα πάνω σε ένα σφαιρίδιο.
Σύμφωνα με τη Φυσική, η βαριά μπίλια ασκεί δύναμη στο σφαιρίδιο αλλά και το σφαιρίδιο ασκεί δύναμη στη μπίλια Ποια από τι ς δύο αυτές δυνάμεις λες ότι είναι μεγαλύτερη ; ! ! Εύκολο μου φαίνεται. Η δύναμη που ασκεί η βαριά μπίλια είναι σίγουρα πιο μεγάλη Καμία από τις δύο δυνάμεις δεν είναι μεγαλύτερη

30 Ο Τρίτος Νόμος της Κίνησης περιέχει μια ιδέα που φαίνεται παράξενη
Ο Τρίτος Νόμος της Κίνησης περιέχει μια ιδέα που φαίνεται παράξενη. Είναι όμως ένα από τα μυστικά της έννοιας ΔΥΝΑΜΗ Οποιαδήποτε από τις δύο αυτές δυνάμεις μπορούμε να την χαρακτηρίσουμε ΔΡΑΣΗ, οπότε η άλλη θα είναι η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ της Γη Όταν ένα οποιοδήποτε σώμα Α ασκεί δύναμη FAB σε ένα σώμα Β, το σώμα B ασκεί ταυτόχρονα μια δύναμη FBA στο σώμα Α έτσι ώστε οι δύο δυνάμεις να έχουν ίσα μέτρα και κατευθύνσεις αντίθετες

31 Είναι αδύνατον να χαϊδέψεις χωρίς να χαϊδευτείς
Αν θεωρήσω ως ΔΡΑΣΗ τη δύναμη που ασκεί το χέρι μου στο λουλούδι, ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ θα είναι μία δύναμη που ασκεί το λουλούδι στο χέρι μου Αν θεωρήσω ως ΔΡΑΣΗ τη δύναμη που ασκεί το κεφάλι του στη μπάλα ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ θα είναι μία δύναμη που ασκεί η μπάλα στο κεφάλι του Είναι αδύνατον να χαϊδέψεις χωρίς να χαϊδευτείς Και η δύναμη που θα ασκεί το χέρι του μωρού στο πρόσωπό σου θα είναι όση η δύναμη που ασκεί το πρόσωπό σου στο χέρι του