Zamknięcie działu 3

📌 Najważniejsze w pigułce (cały dział)

  1. Siła to wektor-oddziaływanie: strzałka ma wartość (długość), kierunek (linię), zwrot (grot) i punkt przyłożenia. Jednostka: niuton. $1\ \text{N} \approx$ ciężar małego jabłka; $1\ \text{N} = 1\ \text{kg}\cdot\text{m/s}^2$.
  2. Rodzaje na co dzień: ciężkość, nacisk, sprężystość, opory (jakościowo, bez $T = \mu N$). Siłomierz → N; waga → kg.
  3. Wypadkowa tylko na jednej osi: zgodnie dodaj, przeciwnie odejmij. $5+3$ w prawo $= 8$ w prawo; $5$ w prawo i $3$ w lewo $= 2$ w prawo. Równoważenie: $F_w = 0$ na jednym ciele.
  4. I zasada: $F_w = 0$ → spoczynek lub jazda jednostajna prosta. Siła zmienia ruch, nie „utrzymuje jazdy". Pasażer w hamującym autobusie zachowuje prędkość.
  5. II zasada: $F_w = ma$. Ta sama $F_w$, większa masa → mniejsze $a$. Masa ≠ ciężar.
  6. III zasada: para równych, przeciwnych sił na dwóch ciałach — to nie równoważenie. Łyżwiarze, trampolina, rakieta.
  7. Ciężar i spadek: $Q = mg$, $g \approx 10\ \text{m/s}^2$ ($9{,}8$). Bez oporów $a = g$ niezależnie od masy. Kartka i pióro na Ziemi = opór powietrza.

📐 Słowniczek definicji działu 3

Termin Definicja (skrótowo)
Siła wektorowa miara oddziaływania; $\text{N}$
Wartość / kierunek / zwrot / przyłożenie długość strzałki / linia / grot / gdzie chwyta ciało
Ciężkość siła przyciągania przez Ziemię; $Q = mg$ (§3.6)
Napór (nacisk) siła przyciskania powierzchni
Sprężystość siła odkształconego ciała wracającego do kształtu
Opory ruchu tarcie, powietrze… przeciw ruchowi; bez wzoru $\mu$
Siłomierz pomiar siły w N
Wypadkowa $F_w$ jedna siła zamiast kilku na osi (zgodnie / przeciwnie)
Równoważenie $F_w = 0$ na jednym ciele
I zasada $F_w = 0$ ⇒ spoczynek lub ruch jednostajny prostoliniowy
Bezwładność „opór" wobec zmiany ruchu; miara = masa
Masa $m$ kg; ≠ ciężar
II zasada $F_w = m a$
III zasada para sił równych, przeciwnych, na dwóch ciałach
Spadek swobodny tylko $Q$; $a = g$; $v = gt$ ze spoczynku (drogi nie liczymy wzorem)
$g$ $\approx 10\ \text{m/s}^2$ (ok. $9{,}8$)

🎒 Sprawdzian działowy

Z1. Narysuj (opisz) strzałkę siły $4\ \text{N}$ pchającej pudełko w lewo. Wskaż cztery cechy wektora.

Pokaż rozwiązanie

Początek na pudełku (przyłożenie), linia pozioma (kierunek), grot w lewo (zwrot), długość odpowiadająca $4\ \text{N}$ (wartość) — krótsza niż strzałka $8\ \text{N}$ na tym samym rysunku.

Z2. Siły poziome na wózek: $5\ \text{N}$ w prawo, $3\ \text{N}$ w prawo, potem osobno $5\ \text{N}$ w prawo i $3\ \text{N}$ w lewo. Obie wypadkowe.

Pokaż rozwiązanie

$8\ \text{N}$ w prawo; $2\ \text{N}$ w prawo.

Z3. Wózek $2\ \text{kg}$, $F_w = 6\ \text{N}$. Policz $a$. Czy I zasada jest tu „wyłączona"?

Pokaż rozwiązanie

$a = 3\ \text{m/s}^2$. I zasada nie jest wyłączona — dotyczy przypadku $F_w = 0$. Tu $F_w \neq 0$, rządzi II zasada.

Z4. Staś pcha Olę na deskorolkach. Kto doznaje siły z pary III zasady? Czy te siły równoważą się na Oli?

Pokaż rozwiązanie

Ola doznaje siły od Stasia; Staś — od Oli. Na Oli jest tylko jedna z pary (plus ewentualnie tarcie, ciężar, podłoże). Para nie równoważy się na Oli, bo druga siła działa na Stasia.

Z5. $m = 3\ \text{kg}$, $g = 10\ \text{m/s}^2$. (a) Ciężar? (b) W spadku swobodnym ze spoczynku prędkość po $2\ \text{s}$? (c) Czy przy masie $6\ \text{kg}$ prędkość byłaby inna (bez oporów)?

Pokaż rozwiązanie

(a) $Q = 30\ \text{N}$. (b) $v = g t = 10 \times 2 = 20\ \text{m/s}$. (c) Nie — $a = g$ niezależnie od masy.

CZĘŚĆ III — Energia