Vypracovala: Božena Horváthová
Mechanika - historicky najstarší obor fyziky. Skúma zákonitosti mechanického pohybu (MP). Rozdeľujeme ju na: a) kinematiku – opisuje MP b) dynamika – hľadá príčiny MP
MP - ak teleso alebo jeho časti menia svoju polohu vzhľadom na iné teleso – tzv. vzťažnú sústavu. Tvorí ju vzťažný bod a sústava súradníc. Pri MP si nevšímame rozmery telesa, nahradzujeme ho myšlienkovým modelom – hmotný bod (HB) – je model telesa, pri ktorom sa hmotnosť telesa zachováva, ale jeho rozmery sa zanedbávajú. Množinu všetkých polôh v ktorých sa HB pri pohybe vyskytuje nazývame trajektória pohybu. Nie je to fyzikálna veličina, je to geometrická krivka (priamka, kružnica, elipsa...).
MP opisujeme pomocou fyzikálnych veličín: dráha, čas, rýchlosť, zrýchlenie,...
Dráha – označenie „s“, skalár, [s] = 1 meter (1 m) - je to zákl. jednotka SI sústavy, dráha je dĺžka trajektórie HB.
Zmenu polohy HB pri pohybe určujeme pomocou posunutia – označenie „d“, vektor - orientovaná úsečka spájajúca začiatočnú a koncovú polohu HB pri pohybe.
Rýchlosť pohybu – označenie „ v „ je to vektor, [v] = m/s- odvodená jednotka SI sústavy. Rozlišujeme :
a) okamžitá rýchlosť – telesa v istom okamihu je rýchlosť ktorou by sa teleso pohybovalo, keby od tohto okamihu bol jeho pohyb rovnomerný a priamočiary. Je to vektor ktorý má vždy smer dotyčnice k trajektórii pohybu v danom bode.
b) priemerná rýchlosť – vp = Δs / Δt. Podiel dráhy a doby za ktorú HB túto dráhu prešiel.
Časovú zmenu rýchlosti HB za jednotku času vyjadruje zrýchlenie „a“- vektor, a = Δv /Δt,
[a] = m.s - 2
Podľa rýchlosti rozdeľujeme MP na : a) rovnomerný pohyb(RP) – pohyb pri ktorom HB prejde v ľubovoľných ale rovnakých časových intervaloch rovnaké úseky dráhy. Pre RP platí :
α – udáva veľkosť rýchlosti HB, väčší uhol - znamená väčšiu rýchlosť pohybu
s 0 – udáva dráhu v čase 0 s.
Teleso koná RP ak vonkajšia pôsobiaca sila sa = 0N
b) rovnomerne zrýchlený pohyb (RZP) – nastáva ak rýchlosť HB je lineárne rastúca (klesajúca- RSP) funkcia času, a > 0 – RZP, a < 0 – RSP
Príkladom RZP je voľný pád - pád voľne (v 0 = 0) spustených telies vo vákuu v tiažovom poli Zeme. Teleso sa pohybuje zvisle nadol s tiažovým zrýchlením g. Jeho veľkosť závisí od zemepisnej šírky. U nás g = 9,81 m.s – 2, na rovníku g = 9,78 m.s – 2, na póloch g = 9,83 m.s – 2.
c) nerovnomerný pohyb - pohyb ktorý nie je rovnomerný
Podľa tvaru trajektórie rozdeľujeme pohyb na:
a) priamočiary – trajektória = priamka
b) krivočiary – krivka
c) pohyb po kružnici – v prírode, v technike sa stretávame často s rovnom. pohybom po kružnici (RP po K). Napr. pohyb planét, kolies, rotory motorov,... RPpoK – koná HB ak za rovnaké ľubovoľne zvolené časové úseky opíše rovnako dlhé oblúky kružnice Δs, ktorým prislúchajú rovnako veľké uhly Δφ. Pre veľkosť okamžitej (obvodovej) rýchlosti platí:
v = (2.π.r) / T = 2.π.r.f ,
T – perióda pohybu = obežná doba, udáva dobu za ktorú HB raz opíše kružnicu. [T] = s
f – frekvencia - udáva počet obehov za 1s, [f] = Hz = s – 1. Platí f = 1/T.
Okamžitá rýchlosť je kolmá na polomer, čiže má smer dotyčnice ku trajektórii pohybu. Pri RP má stálu veľkosť, mení sa jej smer.
Uhlová rýchlosť ω = Δφ / Δt = 2.π / T = 2.π.f = ω.r
[ω] = rad /s = s – 1
Pri RP po K sa nemení veľkosť rýchlosti, ale mení sa jej smer. Zmenou smeru rýchlosti získa HB dostredivé zrýchlenie - smeruje do stredu kružnice.
a d = v 2 /r = v. ω = ω2. r = 4. π 2. f 2. r
Použitá literatúra: Vladimír Lank, Miroslav Vondra - Fyzika v kocke pre
stredné školy
Gobel, Schulze-fyzika pre maturantov