Jeżeli chcesz powrócić na początek strony kliknij w menu  DYNAMIKA

Dynamika to dział fizyki opisujący relacje zachodzące pomiędzy ruchem ciała, a siłami działającymi na niego. Trzy prawa sformułowane przez Newtona w latach 70-tych XVII w.  stały się fundamentem mechaniki klasycznej (newtonowkiej).

Efektem działania niezerowej siły na ciało może być zmiana ruchu ciała (skutki dynamiczne) lub jego odkształcenie (skutki statyczne).
 

Issac Newton

I Zasada Dynamiki: Jeżeli na ciało lub układ ciał nie działają żadne siły zewnętrzne lub działające siły się równoważą (ich wypadkowa jest równa zero) to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Pierwsza zasada dynamiki nazywana jest zasadą bezwładności. Bezwładność (inercja) to cecha ciał obdarzonych masą, sprawiająca, że dążą one do zachowania swojego stanu ruchu, tzn. kierunku, zwrotu i wartości prędkości. Aby zmienić stan ruchu ciała należy działać siłą.

II Zasada Dynamiki : Jeżeli na ciało lub układ ciał działa niezrónoważona siła wypadkowa F_w, to ciało to porusza się ruchem przyśpieszonym. Przyśpieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do wartości działającej siły wypadkowej i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała. Jeżeli siła ma wartość stałą to ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym.

gdzie:
a - przyśpieszenie ciała
Fw - działająca siła wypadkowa, jednostka siły - 1[N] = [kg m/s²]
m - masa ciała (ilość substancji nagromadzonej w danym ciele)
Z drugiego zasady dynamiki można wyprowadzić wzór na siłę:
F = m ^. a
Siła jest równa iloczynowi masy ciała i przyspieszenia nadanego tej masie.

III Zasada Dynamiki: Jeśli ciało A działa na ciało B pewną siłą F_a, to ciało B działa na ciało A siłą F_b o takiej samej wartości oraz kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Siły F_a i F_b  są nazywane siłami akcji i reakcji.

Pędem ciała nazywamy iloczyn jego masy i prędkości.  Pęd jest wielkością wektorową, kierunek i zwrot pędu jest zgodny z kierunkiem i zwrotem prędkości. Wartość pędu obliczamy ze wzoru:
p = m ^. v,
 jednostką pędu jest   [p] = [kg m/s].

Postać uogólniona II Zasada Dynamiki :
Jeżeli do wzoru na II zasadę dynamiki podstawimy wzór definicyjny przyspieszenia, pomnożymy obie strony równania przez przyrost czasu to otrzymamy równanie uogólnioną postać II zasady dynamiki:
Przyrost pędu ciała jest równy popędowi siły.

Taką samą zmianę pędu ciała można osiągnąć działając małą siłą przez długi czas lub dużą siłą przez czas krótki.

F = m a

Zasada zachowania pędu:
Przez układ ciał rozumiemy  zbiór kilku ciał tworzących pewną całość, np. samochód i kierowca, karabin i pocisk itp.
Masa układu złożonego z n ciał wynosi:
m = m₁ + m₂ + m₃ + ... + m_n
Pęd całego układu wynosi:
m v = v (m₁ + m₂ + m₃ + ... + m_n)
Na układ mogą działać siły zewnętrzne (poruszające go) oraz siły wewnętrzne (działające między częściami układu).

Zasada zachowania pędu mówi, że:

Jeśli na układ ciał nie działają siły zewnętrzne, to pęd całego układu nie zmienia się. Siły wewnętrzne nie mogą zmienić jego pędu.

m v =  m₁v₁ + m₂v₂ + m₃v₃ +  +m_nv_n   gdzie n - liczba ciał wchodzących w skład układu

Siła tarcia:
Siła tarcia jest siłą bierną, tzn., że pojawia się wtedy, gdy na stykające się ciała zaczynają działać siły równoległe do podłoża. W  przypadku przedstawionym na rys.1 człowiek chcąc przesunąć ciało (szafę) o ciężarze Q, działa siłą F skierowaną równolegle do podłoża na którym stoi ciało. Ciężar ciała, równy naciskowi N jest równoważony siłą reakcji podłoża F_r.
Działająca siła F ma taką wartość, że pod jej wpływem szafa się nie przesuwa. dzieje się tak ponieważ w chwili, kiedy człowiek przyłożył siłę F pojawiła się siła tarcia T równa co do wartości sile F, lecz zawsze przeciwnie skierowana  F=T. Jeżeli zwiększymy przyłożoną siłę F (ale tak, że szafa wciąż pozostaje w spoczynku), wtedy siła tarcia także wzrasta i wciąż będzie spełniona równość F=T.
Siłę tarcia, która działa na ciało nie będące w ruchu nazywamy tarciem statycznym lub spoczynkowym.
Jeżeli zwiększymy siłę działającą F tak, że ciało zacznie się przemieszczać, to w tym momencie siła tarcia statycznego osiągnęła  maksymalną wartość. W chwili ruszenia ciała siła tarcia maleje i przyjmuje wartość siły tarcia dynamicznego lub poślizgowe. Na wykresie (rys. 2) pokazano jak zmienia się wartość siły tarcia T w zależności od przyłożonej siły F.
Siła tarcia statycznego zależy od rodzaju stykających się powierzchni oraz siły nacisku (na poziomej powierzchni jest równa ciężarowi, N=Q). Maksymalną wartość tarcie statycznego (wartość siły tarcia, po przekroczeniu, której ciało rusza z miejsca) obliczymy ze wzoru:
T_max = f_o N, gdzie f_o - współczynnik tarcia statycznego.
Kiedy siła F przekroczy wartość T_max to ruchowi ciała przeciwdziała zawsze mniejsze tarcie posiadające stałą wartość, bez względu na prędkość ciała - tarcie poślizgowe (dynamiczne). Wzór wyrażający jego wartość T=f N jest podobny do wzoru na tarcie statyczne, ale f- jest współczynnikiem tarcia dynamicznego, zazwyczaj jest mniejszy niż współczynnik tarcia statycznego.

Plansza tarcie statyczne i dynamiczne