Založ si blog

Začiatky mechaniky

Trochu preskočím na dávnejšiu dobu trochu zámerne pretože chcem dokončiť matematiku. Podľa zákonov fyziky sa najlepšie vysvetľuje.

Na prelome 17. a 18. Storočia anglický fyzik a matematik Isaac Newton rozšíril dovtedajšie poznatky vo fyzike kde uplatnil hmotnosť telies a ich rýchlosť pri výpočte sily a práce. Zaviedol nemerateľné pojmy hybnosť a kinetická energia ktorá je vlastne mechanická práca len sa ináč definuje. S týchto poznatkov odvodil aj gravitačný zákon.

Vtedy sa vedelo, že niečo váži ale nerozdeľovali hmotnosť od váhy, (tiaže. Vedelo sa, že telesá ktoré majú nerovnakú váhu pri voľnom páde dopadnú z rovnakej výšky za rovnaký čas. Newton vypracoval 3 pohybové zákony, (o pohybe telies a gravitačný zákon. Dovtedy si fyzici nevšimli, že silu vytvorí teleso ktoré má určitú hmotnosť pri zmene rýchlosti. Čím väčšia bude zmena rýchlosti tým sila bude väčšia. Hmotnosť telesa a zrýchlenie spolu súvisia so silou. Newton zaviedol nemerateľnú veličinu hybnosť. Je to obyčajný násobok hmotnosti a rýchlosti p=m*v. Sila je vlastnosť ktorá sa ju snaží hmotu deformovať. Keď teleso pôjde rovnomernou rýchlosťou priamočiaro a nebude pôsobiť na neho žiadna vonkajšia sila bude sa pohybovať zotrvačnosťou. Zotrvačnosť je vlastnosť hmoty. Ako náhle sa rýchlosť zmení napr. nejakým nárazom tak na teleso začne pôsobiť sila. Teleso spomalí čo je tiež zmena rýchlosti. Nezáleží či teleso urýchľujem alebo spomaľujem, záleží iba na absolútnej hodnote zrýchlenia. Keby teleso ktoré sa pohybuje zotrvačnosťou narazilo do telesa ktoré by stálo a pri zrážke by telesá sa spojili tak po určitom čase by sa ich rýchlosť ustálila na určitej hodnote. Časť energie pohybujúceho telesa sa spotrebuje na spojenie telies, (deformáciu hmoty resp. zahriatie telies. Tomuto javu sa hovorí zákon o zachovaní hybnosti. Teleso m sa pohybuje rýchlosťou v a narazí do telesa m0 spolu budú odchádzať rýchlosťou u. Pre tento konkrétny príklad môžeme napísať vzťah m*v=(m0+m)*u. S toho vychádza vzorec pre rýchlosť telies u=m*v/(m0+m). Keby sme zvyšovali hmotnosť telesa ktoré sa pohybuje určitou rýchlosťou bude sa meniť jeho rýchlosť ale hybnosť ostane rovnaká. Teleso zmenšilo svoju rýchlosť za určitú dobu a na určitej dráhe. Na dráhe pôsobilo určitou silou na druhé teleso, vykonávalo prácu. Veľkosť sily závisela od hmotnosti telesa a jeho absolútnej zmene rýchlosti. S toho vychádza pre silu vzorec F=m*a. Keď sila bude pôsobiť po dráhe hovoríme o mechanickej práci. Označujeme ju písmenom W a jej hodnota je rovná kinetickej energii Ek. Môžeme si to predstaviť napr. pri voľnom páde prejde teleso určitú vzdialenosť rovnakým zrýchlením. Vždy bude priťahované rovnakou silou. Môžeme napísať, že sila F x dráha s je mechanická práca W. Dráha pri rovnomernom zrýchlení je polovičná. Rýchlosť telesa sa mení a kinetická energia je definovaná podľa rýchlosti. Odvodenie vzorca je jednoduché W=F*s=Ek=F*1/2*a*t2=m*a*1/2*a*t2=1/2*m*a2*t2=1/2*m*v2. Ale čo keď teleso pôjde zotrvačnosťou, tiež bude mať rýchlosť ale nebude vykonávať prácu. Ale bude mať určitú schopnosť konať prácu, napr. keď do niečoho narazí. Bude mať svoju kinetickú energiu. Keď sme telesu udali určitú rýchlosť museli sme vykonať určitú prácu. Teleso dostalo kinetickú energiu. Nemusíme uvažovať plynule zrýchlenie ale sily na elemente dráhy. Zrýchlenie je zmena rýchlosti na zmene dráhy. Pred tým som písal o deriváciách. Derivácia je vlastne okamžitá hodnota z hľadiska fyziky. Rýchlosť je derivácia dráhy na čase v=ds/dt.  Zrýchlenie je derivácia rýchlosti na čase, vzorec je a=dv/dt. Dráha je funkcia rýchlosti na čase matematicky zapísané je to ds=f(v)dt. Znamená to, že okamžitá rýchlosť na elemente dráhy bude závislá na elementárnej zmene času. Podobne to môžeme napísať o okamžitej zmene rýchlosti, dv=f(a)*dt. Keby sme miesto dv dali ds tak dostaneme funkciu ds=f(a)*dt2 Je to tzv. druhá derivácia zrýchlenia je dráha. Silu potom môžeme napísať v tvare F=m*dv/dt. Keďže práca je sila po dráhe ktorej hodnota v danom čase sa rovná jej kinetickej energii tak suma síl na elementoch dráhy nám udáva mechanickú prácu resp. kinetickú energiu. Problém ale je vypočítať to keď už je to tak pekne zapísané. Nabudúce ukážem podľa čoho sa to počíta.

Chcel som do spolitizovaných blogov napísať niečo kde by sa nemuselo nikomu nadávať, aj keď je to článok nezaujímavý.

Rýchlosť svetla a hodnoty vákua

04.04.2018

V minulom blogu som spomenul, že hodnota 1A ampera bola 1desatina pôvodnej jednotky abamper 1abA. Bola znížená z praktických dôvodov. 1A je taká hodnota pri ktorej prierezom vodiča prejde elektrický viac »

Prečo je rýchlosť svetla vo vákuu presná keď ju nevieme odmerať

19.03.2018

Do týchto spolitizovaných blogov skúsim napísať blog z fyziky. Možno si to niekto aj prečíta. Rýchlosť svetla vo vákuu má presnú hodnotu c=299792458 m/s táto hodnota je dohodnutá. Túto viac »

Opravená mechanika II.

12.02.2018

V predchadzajúcom blogu som písal, že do vzorca pre odvodenie kinetickej energie musíme vypočítať tento integrál Tento integrál sa musí riešiť tzv. substitúciou. Tzn. že musíme v člene viac »

NTU robot, Singapur

Robot zložil stoličku z Ikea za dvadsať minút. Za koľko to zvládnete vy?

21.04.2018 06:49

Jedenásť minút premýšľať, deväť minút skladal. Singapurským vedcom sa podarilo vyvinúť robota, ktorý zložil stoličku Ikea.

KĽDR, raketa, Kim Čong-un

Kim zastavil jadrové i raketové testy a uzavrie strelnicu

21.04.2018 06:20

Severokórejský vodca Kim Čong-un oznámil, že KĽDR s okamžitou platnosťou zastavuje jadrové a raketové testy a uzavrie jadrovú strelnicu na severe krajiny.

žena tulipány medická záhrada Bratislava deti

V sobotu teplomer zaútočí na tridsiatku

21.04.2018 06:00

Počasie z posledných dní spôsobí, že tohtoročný apríl bude patriť k najteplejším v histórii meteorologických meraní.

Sergej Lavrov

Sergej Lavrov nevylučuje dodanie striel S-300 sýrskemu režimu

20.04.2018 23:11

Ruský minister zahraničných vecí ďalej uviedol, že Rusko sa v minulosti vyhýbalo dodávaniu týchto systémov Asadovej vláde z dôvodu nátlaku Západu.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 111
Celková čítanosť: 196559x
Priemerná čítanosť článkov: 1771x

Autor blogu

Kategórie