czy zna ktoś przykład sytuacji , gdy siły się równoważą a ciało porusza się ruchem jednostajnym ?
lista tematów
fizyka
Jeżeli na ciało nie działają żadne siły, lub działające siły równoważą się, to ciało to pozostaje w spoczynku, lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Okazuje się jednak, że ta zasada nie zawsze jest słuszna. Ma to związek z układem odniesienia. W kinematyce nie miało znaczenia jaki układ odniesienia wybierzemy do obserwacji. W dynamice już takiej swobody nie mamy.
Przeprowadźmy doświadczenie myślowe. Niech obserwator A stoi obok drogi (zwiążmy z nim jeden układ odniesienia), a obserwator B niech jedzie po tej drodze autobusem. Załóżmy, że w autobusie tym na podłodze znajduje się kula (tarcie między kulą a podłogą autobusu pomijamy). Jeżeli autobus porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, to obaj obserwatorzy (ten na zewnątrz i ten w autobusie) powiedzą, że na kulę nie działa żadna niezrównoważona siła. Obserwator A powie, że kula ta porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, natomiast obserwator B powie, że kula pozostaje w spoczynku. Do tego momentu zasada dynamiki jest spełniona. Ale co się stanie jeżeli autobus zacznie hamować? Obserwator A powie, że mimo iż autobus hamuje kula nadal porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym (pamiętajmy, że pomijamy opory ruchu kuli). Natomiast obserwator B zauważy, że mimo iż na kulę nie działa żadna niezrównoważona siła, zaczęła się ona poruszać ruchem jednostajnie przyśpieszonym (autobus nadal zwalnia), dopiero gdy autobus się zatrzyma kula poruszać się będzie ruchem jednostajnym prostoliniowym. Dla obserwatora A zasady dynamiki wydają się wciąż prawidłowe. Ale według obserwatora B to już nie jest takie oczywiste, bo przecież nie było niezrównoważonej siły, a mimo to kula doznała przyśpieszenia. Zastanówmy się czym różnił się układ odniesienia obserwatora A i obserwatora B. Otóż ten pierwszy, poza autobusem, pozostawał cały czas w spoczynku, natomiast, układ odniesienia obserwatora B znajdował się w autobusie i dopóki poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym (pierwsza część doświadczenia) dopóty zasada "I zasada dynamiki" była zachowana. Ale kiedy obserwator B zaczął hamować razem z autobusem, czyli zaczął poruszać się ruchem jednostajnie zmiennym kula zaczęła się poruszać mimo iż nie działała na nią żadna siła.
Układ jaki występuje w przypadku obserwatora A (a także w pierwszej części doświadczenia układ związany z obserwatorem B) nazywa się inercjalnym układem odniesienia.
Okazuje się jednak, że ta zasada nie zawsze jest słuszna. Ma to związek z układem odniesienia. W kinematyce nie miało znaczenia jaki układ odniesienia wybierzemy do obserwacji. W dynamice już takiej swobody nie mamy.
Przeprowadźmy doświadczenie myślowe. Niech obserwator A stoi obok drogi (zwiążmy z nim jeden układ odniesienia), a obserwator B niech jedzie po tej drodze autobusem. Załóżmy, że w autobusie tym na podłodze znajduje się kula (tarcie między kulą a podłogą autobusu pomijamy). Jeżeli autobus porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, to obaj obserwatorzy (ten na zewnątrz i ten w autobusie) powiedzą, że na kulę nie działa żadna niezrównoważona siła. Obserwator A powie, że kula ta porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, natomiast obserwator B powie, że kula pozostaje w spoczynku. Do tego momentu zasada dynamiki jest spełniona. Ale co się stanie jeżeli autobus zacznie hamować? Obserwator A powie, że mimo iż autobus hamuje kula nadal porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym (pamiętajmy, że pomijamy opory ruchu kuli). Natomiast obserwator B zauważy, że mimo iż na kulę nie działa żadna niezrównoważona siła, zaczęła się ona poruszać ruchem jednostajnie przyśpieszonym (autobus nadal zwalnia), dopiero gdy autobus się zatrzyma kula poruszać się będzie ruchem jednostajnym prostoliniowym. Dla obserwatora A zasady dynamiki wydają się wciąż prawidłowe. Ale według obserwatora B to już nie jest takie oczywiste, bo przecież nie było niezrównoważonej siły, a mimo to kula doznała przyśpieszenia. Zastanówmy się czym różnił się układ odniesienia obserwatora A i obserwatora B. Otóż ten pierwszy, poza autobusem, pozostawał cały czas w spoczynku, natomiast, układ odniesienia obserwatora B znajdował się w autobusie i dopóki poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym (pierwsza część doświadczenia) dopóty zasada "I zasada dynamiki" była zachowana. Ale kiedy obserwator B zaczął hamować razem z autobusem, czyli zaczął poruszać się ruchem jednostajnie zmiennym kula zaczęła się poruszać mimo iż nie działała na nią żadna siła.
Układ jaki występuje w przypadku obserwatora A (a także w pierwszej części doświadczenia układ związany z obserwatorem B) nazywa się inercjalnym układem odniesienia.