Mechanika

Wstęp do działu

Przypomnijmy, gdzie jesteśmy: Dział 1 dał nam język i warsztat fizyki. Teraz, zgodnie z mapą (blok II podstawy programowej), wchodzimy w mechanikę — naukę o ruchu i jego przyczynach. To najstarszy i najbardziej fundamentalny dział fizyki: jego pojęcia (prędkość, siła, energia, pęd) wracają potem wszędzie — w grawitacji, drganiach, a nawet w opisie cząstek.

Pójdziemy drogą, którą przeszła sama fizyka. Najpierw nauczymy się ruch opisywać (kinematyka): gdzie ciało jest, jak szybko się porusza, jak przyspiesza. Potem zapytamy o przyczyny ruchu (dynamika): dlaczego ciało przyspiesza, czym jest siła, jak działają zasady Newtona. Na koniec poznamy energię i pracę — pojęcia, które pozwalają opisać ruch bez śledzenia każdej chwili.

Mapa pojęć działu

                              MECHANIKA
                                  |
        ┌──────────────┬──────────┴──────────┬───────────────┐
   KINEMATYKA       DYNAMIKA              ENERGIA          (układy
   (opis ruchu)   (przyczyny ruchu)                       odniesienia)
        |              |                      |                 |
 położenie, tor,   siła, masa,         praca W = Fs       inercjalny /
 droga, prze-      zasady dynamiki     moc  P = W/t       nieinercjalny
 mieszczenie       Newtona (I,II,III)  E_kin = mv²/2
        |              |               E_pot = mgh
 prędkość v,       siła wypadkowa,           |
 przyspieszenie a  tarcie, opory     zasada zachowania
        |          siła dośrodkowa        energii;
 ruch jednostajny  F_d = mv²/r          sprawność η
 i jednostajnie
 zmienny; ruch
 po okręgu (T, f)

Jednostki w tym dziale

  • 2.1 Opis ruchu: położenie, tor, droga. Układy odniesienia
  • 2.2 Wektory kinematyczne: prędkość i przyspieszenie
  • 2.3 Ruch prostoliniowy jednostajny i jednostajnie zmienny
  • 2.4 Ruchy złożone. Rzut poziomy [rozszerzenie]
  • 2.5 Kinematyka ruchu po okręgu
  • 2.6 Ruch niejednostajny po okręgu [rozszerzenie]
  • 2.7 Siły i siła wypadkowa
  • 2.8 Zasady dynamiki Newtona
  • 2.9 Pęd, zasada zachowania pędu, zderzenia [rozszerzenie]
  • 2.10 Opory ruchu i tarcie
  • 2.11 Siła dośrodkowa
  • 2.12 Układy inercjalne i nieinercjalne
  • 2.13 Praca, moc, energia, sprawność
  • 2.14 Hydrostatyka: ciśnienie i prawo Archimedesa [rozszerzenie]
  • 2.15 Doświadczenia mechaniki