2. Newtonov zákon
Nedílnou součástí všech velikých oslav je zábava, při které se účastníci snaží strhnout z prostřeného stolu ubrus tak, aby ze stolu nic nespadlo na zem. Podívejme se na tento trik zblízka.
Vycházet budeme z druhého Newtonova zákona, který lze zapsat jako F=ma
Zákon lze chápat dvojím způsobem:
Působí-li na těleso o hmotnosti m výsledná síla o velikosti F, těleso bude zrychlovat se zrychlením o velikosti a ve směru shodném se směrem působící síly, zrychluje-li podložka zrychlením a v soustavě spojené s podložkou působí na všechny předměty na podložce setrvačná síla o velikosti F ve směru opačném vůči směru zrychlení a.
Zde roli podložky bude hrát ubrus. Na něm je položen talíř o hmotnosti m=300 g. Koeficient tření mezi talířem a ubrusem je roven f=0,2. Adam zatáhl za ubrus tak, že se začal pohybovat se zrychlením a1=1 m⋅s−2. K jeho překvapení se talíř začal pohybovat spolu s ubrusem. Nakreslete obrázek, do kterého šipkami zaznačíte síly, které na talíř působí. Vypočítejte výslednou sílu, která působila na talíř v soustavě spojené s ubrusem. Vypočítejte, jaké musí být nejmenší zrychlení a2, aby setrvačná síla překonala sílu tření, a talíř se vzhledem k ubrusu začal pohybovat.
Borek proto zatáhl za ubrus tak, že zrychloval se zrychlením 3a2. Určete velikost a směr zrychlení a3 talíře v soustavě spojené s ubrusem. I když Borek za ubrus zatáhl dostatečnou silou, talíř se začal pohybovat i vůči stolu. Vypočítejte velikost a směr tohoto zrychlení a3.Pokud jste správně počítali, zrychlení a3 vyšlo nezávislé na zrychlení a2. To by ale mělo znamenat, že k úspěšnému strhnutí ubrusu stačí překonat zrychlení a2. Proč je ale lepší ubrus strhávat co největší silou (s největším zrychlením)?
Vycházet budeme z druhého Newtonova zákona, který lze zapsat jako F=ma
Zákon lze chápat dvojím způsobem:
Působí-li na těleso o hmotnosti m výsledná síla o velikosti F, těleso bude zrychlovat se zrychlením o velikosti a ve směru shodném se směrem působící síly, zrychluje-li podložka zrychlením a v soustavě spojené s podložkou působí na všechny předměty na podložce setrvačná síla o velikosti F ve směru opačném vůči směru zrychlení a.
Zde roli podložky bude hrát ubrus. Na něm je položen talíř o hmotnosti m=300 g. Koeficient tření mezi talířem a ubrusem je roven f=0,2. Adam zatáhl za ubrus tak, že se začal pohybovat se zrychlením a1=1 m⋅s−2. K jeho překvapení se talíř začal pohybovat spolu s ubrusem. Nakreslete obrázek, do kterého šipkami zaznačíte síly, které na talíř působí. Vypočítejte výslednou sílu, která působila na talíř v soustavě spojené s ubrusem. Vypočítejte, jaké musí být nejmenší zrychlení a2, aby setrvačná síla překonala sílu tření, a talíř se vzhledem k ubrusu začal pohybovat.
Borek proto zatáhl za ubrus tak, že zrychloval se zrychlením 3a2. Určete velikost a směr zrychlení a3 talíře v soustavě spojené s ubrusem. I když Borek za ubrus zatáhl dostatečnou silou, talíř se začal pohybovat i vůči stolu. Vypočítejte velikost a směr tohoto zrychlení a3.Pokud jste správně počítali, zrychlení a3 vyšlo nezávislé na zrychlení a2. To by ale mělo znamenat, že k úspěšnému strhnutí ubrusu stačí překonat zrychlení a2. Proč je ale lepší ubrus strhávat co největší silou (s největším zrychlením)?
Správná odpověď:
K vyřešení této úlohy jsou potřebné tyto znalosti z matematiky:
Jednotky fyzikálních veličin:
Téma:
Úroveň náročnosti úkolu:
Související a podobné příklady:
- Adam a Eva 3
Běžec Adam každý den absolvuje dvanáctiminutový tréninkový běh. Začíná běžet rychlostí 3,5 m/s a každé tři minuty zvýší svou rychlost o 0,5 m/s. Na konci prvního úseku běžce předjíždí cyklistka Eva, která jede stálou rychlostí 4,2 m/s. Jak dlouhé jsou jed - Skatepark FO
Lucka vyrazila odpoledne do skateparku. Při sjíždění dolů z jednoduché překážky měla na počátku v čase t0 = 0 s rychlost v0 = 0,6 m/s a každou sekundu pohybu se její velikost zvětšila o 0,2 m/s. Po 3 s zrychleného pohybu Lucka pokračovala po rovině rovno - Z bodu 3
Z bodu A ve výšce 2m a z bodu B ve výšce 6m jsou současně vrženy proti sobě dvě tělesa. První z bodu A s horizontální rychlostí 8m/s a druhé směrem dolů pod úhlem 45 stupňů k horizontále s takovou počáteční rychlostí, aby se tělesa podobu letu srazila. Ho - FO - Nerovnoramenné váhy
Na konci jednoho ramena nerovnoramenných vah, které jsou v rovnováze, je na vzduchu zavěšené olověné těleso o objemu V1, na konci druhého ramena hliníkové těleso o objemu V2. Ramena vah mají velikost l1 a l2, hustota olova h1 = 11 340 kg/m3, hu - FO: 20000 mil pod mořem
Ve slavném románu Julese Verna „Dvacet tisíc mil pod mořem“ zažijí tři hrdinové – profesor Aronnax se svým sluhou Conseilem a harpunářem Nedem Landem – cestu ponorkou Nautilus pod vedením kapitána Nema. Předpokládejme, že průměrná hustota mořské vody po c - Klokan 22
V 6:15 začaroval duch hodiny, které ukazovali správný čas. V tu chvíli se ručičky na hodinách začali pohybovali správnou rychlostí ale opačným směrem. Duch se znova objevil v 19:30. Jaký čas ukazovali hodiny v tuto chvíli? - Člověk na trámu
Homogenní dřevěný trám délky 6,00 m a hmotnosti 72,0 kg leží na vodorovné plošině vysoko nad zemí a přečnívá o 1,80 m přes okraj plošiny a) Rozhodněte, zda se může na visutý konec trámu postavit člověk o hmotnosti 60,0 kg. b) Určete maximální hmotnost člo - Mlha se hlási, jízda v mlze
Automobil vyrazil za mlhy rychlostí 30 km/h. Po 12 min jízdy se mlha rozplynula a řidič ujel během dalších 12 min vzdálenost 17 km. Na posledním úseku dlouhém opět 17 km se jízdní podmínky poněkud zhoršily a řidič jel rychlostí 51 km/h. a) Vypočtěte dráhu