FIZIKA

0%

 / 

 11  


Impuls sile

Sila izaziva promjenu brzine tijela.
Iz temeljne jednačine kretanja vidimo relaciju između sile i promjene količine kretanja:

Vektori v1 i v2 su brzine na početku i na kraju vremenskog intervala, odnosno prije i poslije djelovanja sile. Iz ovog izraza vidimo da je proizvod sile i vremenskog intervala jednak promjeni količine kretanja Δp, vektor. Dakle, promjena količine kretanja nije ovisna samo o sili nego i o vremenu za koje ta sila djeluje, tj. koliko dugo sila djeluje. Tako i malom silom možemo izazvati veliku promjenu količine kretanja, pod uslovom da dovoljno dugo djelujemo.

Poznato nam je da tijelu veće mase (tromijem tijelu), teže ćemo promjeniti brzinu nego tijelu manje mase. Tako npr. biciklist veće mase će, da bi postigao jednaku promjenu brzine kao biciklist manje mase, morati djelovati većom silom ili jednakom silom, ali u dužem vremenskom intervalu.
Upravo je proizvod sile i vremenskog intervala u kojem sila djeluje impuls sile (I, vektor).
  Uzimajući u obzir prethodne relacije, zaključujemo da je impuls sile jednak promjeni količine kretanja:
  Impuls sile je vektorska veličina koja ima smjer sile. Jedinica impulsa sile je Ns ili kgms-1.

Prikažemo li impuls sile u F, t - koordinatnom sistemu, vidjećemo da je on brojčano jednak površini ispod grafa, bilo da se radi o sili koja se tokom vremena ne mijenja ili pak o sili koja se mijenja tokom vremena.

Složena kretanja

Kretanje složeno od dvaju jednolikih pravolinijskih kretanja

Tijelo može istovremeno izvoditi dva ili više pravolinijskih kretanja. U tom slučaju kažemo da je kretanje tijela složeno. Sada ćemo vidjeti primjer kada se složeno kretanje sastoji od dva jednolika pravolinijska kretanja.


Dakle, posmatramo čamac koji prelazi rijeku širine d. Čamac će se istovremeno kretati u dva smjera, i to okomito na tok rijeke brzinom koju razvija njegov motor i nizvodno brzinom kojom ga nosi rijeka.
Vektor rezultantne brzine v jednak je zbiru vektora brzina v1 i v2, dok je iznos:  .
Zamislimo na primjer da rijeka ne teče. Tada bi čamac iz tačke A na drugu obalu pristao u tački B. U ovom slučaju za prelazak preko rijeke bilo bi mu potrebno vrijeme t=d/v1.

Međutim, čamac će na drugu obalu pristati u tački C koja je nizvodno od tačke B. Udaljenost tačke C od tačke B smo označili sa s, jer je to zapravo put što ga je čamac prešao za vrijeme t ploveći brzinom rijeke v2, tako da je s=v2t.

Razjasnimo sada da li će kretanje čamca od tačke A do tačke C trajati duže u odnosu na kretanje od A do B.
U tu svrhu, koristit' ćemo sličnost pravouglih trouglova ABC i trougla određenog vektorima brzina, tako da možemo pisati: |AC|/v = |AB|/v1. Ovi količnici su zapravo vrijeme za koje čamac stigne iz tačke A do tačke C ploveći rezultantnom brzinom v, odnosno vrijeme za koje bi čamac stigao iz A do B ploveći mirnom rijekom brzinom v1, respektivno.
Bitno je uočiti da su ova vremena jednaka, tj. kretanje nizvodno nema uticaja na kretanje okomito na tok rijeke, niti kretanje okomito utiče na kretanje nizvodno.
Zaključujemo da su ova dva kretanja neovisna jedno od drugog.
Napomenimo još i da relacija  vrijedi i za nizvodno i za uzvodno kretanje.

Slobodan pad

Na tijela blizu Zemlje djeluje Zemljina sila teže. Sila teže proporcionalna je masi tijela. To znači da Zemlja privlači svako tijelo prema svom središtu silom koja je proporcionalna masi tijela, a njezin se iznos računa prema formuli:
  Znamo da je akceleracija tijela koju neka sila daje tijelu proporcionalna sili, a obrnuto proporcionalna masi tijela. Stoga je akceleracija svih tijela koja slobodno padaju na Zemlju, uz zanemariv otpor zraka, jednaka.   Dakle, sva tijela blizu Zemlje, ako otpor zraka koji djeluje na njih možemo zanemariti, pri padu jednako ubrzavaju akceleracijom g.
Slobodan pad je jednoliko ubrzano kretanje tijela ispuštenog bez početne brzine blizu Zemljine površine.

Pri rješavanju numeričkih problema koristimo izraze za jednoliko ubrzano kretanje; znamo iznos akceleracije, te ćemo ovdje uvesti oznake g za akceleraciju i h za visinu, tj. prijeđeni put.

Horizontalni hitac

Ako tijelo izbacimo u horizontalnom smjeru, ono će se kretati u tom smjeru jednoliko brzinom kojom smo ga izbacili, ali će istovremeno i slobodno padati. Brzinu kojom je tijelo izbačeno nazivamo početnom brzinom, v0. Složeno kretanje koje se sastoji od ova dva kretanja, od jednolikog pravolinijskog kretanja u horizontalnom smjeru i slobodnog pada u vertikalnom smjeru nazivamo horizontalni hitac. Drugim riječima, horizontalni hitac je kretanje tijela izbačenog horizontalno brzinom v0, uz djelovanje sile teže.   Kretanje tijela izbačenog u horizontalnom smjeru je kretanje pod uticajem Zemljine sile teže i kao takvo ima komponente jednolikog kretanja u horizontalnom smjeru i jednoliko ubrzanog kretanja s akceleracijom 9,81 m⁄s2 u vertikalnom smjeru. Horizontalna komponenta brzine vx je stalna i jednaka početnoj brzini v0. Horizontalnu udaljenost koju tijelo pređe izbačeno u horizontalnom smjeru nazivamo domet. Vertikalna udaljenost koju je tijelo prešlo je visina s koje je tijelo izbačeno.
Kretanje u horizontalnom i u vertikalnom smjeru povezuje vrijeme. Eksperimentom bi se moglo utvrditi da horizontalni hitac traje koliko i slobodan pad s jednake visine.


Put što ga tijelo pređe za vrijeme t kod slobodnog pada dat je izrazom:
  Kretanje tijela u horizontalnom smjeru je jednoliko u vremenu t, te je put što ga tijelo pređe:

Domet D možemo izračunati na osnovu izraza:
  • tp - vrijeme padanja tijela do tla
  • h - visina s koje je tijelo izbačeno

« Previous Next »