Zasady dynamiki Newtona

Trzy zasady dynamiki Newtona wyjaśniają, dlaczego ciała ruszają, hamują i zakręcają. Pierwsza mówi o bezwładności: bez niezrównoważonej siły ciało stoi albo jedzie ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Druga zasada wiąże siłę z przyspieszeniem: a = F/m. Ta sama siła nadaje lżejszemu ciału większe przyspieszenie. Trzecia zasada mówi, że siły zawsze występują parami — akcja i reakcja mają równe wartości, przeciwne zwroty i działają na dwa różne ciała.

I zasada dynamiki

Bez działania sił (lub gdy się równoważą) ciało stoi albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II zasada dynamiki — wzór

a = F/m — przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do siły, a odwrotnie do masy.

III zasada dynamiki

Akcja i reakcja: siły równe co do wartości, przeciwne zwrotem, przyłożone do dwóch różnych ciał.

Jednostka przyspieszenia

metr na sekundę do kwadratu (m/s²).

1 niuton wyrażony w jednostkach podstawowych

1 N = 1 kg · m/s² — siła nadająca masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s².

Dlaczego siły akcji i reakcji się nie znoszą?

Bo działają na dwa różne ciała, a znosić się mogą tylko siły przyłożone do tego samego ciała.

Spadek swobodny

Ruch jednostajnie przyspieszony z przyspieszeniem g ≈ 10 m/s², gdy pomijamy opór powietrza.

Wzór na siłę z II zasady

F = m · a — masa razy przyspieszenie.

Co robi siła wypadkowa skierowana przeciwnie do ruchu?

Hamuje ciało — ruch staje się jednostajnie opóźniony.

Bezwładność

Opór ciała przed zmianą prędkości; miarą bezwładności jest masa.

Odrzut rakiety

Rakieta wyrzuca gazy do tyłu (akcja), a gazy pchają rakietę do przodu (reakcja).

Dlaczego pasy bezpieczeństwa ratują życie?

Przy gwałtownym hamowaniu ciało pasażera z bezwładności leci dalej — pas je zatrzymuje razem z autem.

1. Zgodnie z I zasadą dynamiki ciało, na które nie działa żadna niezrównoważona siła:

1. stoi albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym
2. zawsze stoi w miejscu
3. zawsze zwalnia i zatrzymuje się
4. porusza się po okręgu

2. Siła 10 N działa na ciało o masie 2 kg. Jakie jest przyspieszenie?

1. 5 m/s²
2. 2 m/s²
3. 12 m/s²
4. 20 m/s²

3. Dlaczego pasażer hamującego autobusu wychyla się do przodu?

1. z powodu bezwładności — jego ciało chce jechać dalej
2. bo pcha go siła silnika
3. bo zmienia się jego masa
4. bo znika grawitacja

4. Spadek swobodny jest ruchem:

1. jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem g
2. jednostajnym prostoliniowym
3. jednostajnie opóźnionym
4. bez przyspieszenia

5. Jakie przyspieszenie uzyska ciało o masie 4 kg pod działaniem siły 20 N?

1. 0,2 m/s²
2. 5 m/s²
3. 16 m/s²
4. 80 m/s²