Co wynika z I zasady dynamiki Newtona?

Co wynika z I zasady dynamiki Newtona?

Pewnie każdy z was zna lub chociaż słyszał treść pierwszej zasady dynamiki Newtona. Dla
tych którzy nie mają pojęcia o jaką zasadę chodzi przytoczę jej treść:

“Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą to ciało

pozostaje w spoczynku lub dalej porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.”

Hmm ... Pięknie to brzmi, ale tak naprawdę co z tego wynika? Czytając definicję I zasady
dynamiki możemy wyciągnąć następujące wnioski:

Jeżeli siła wypadkowa (liczona na kierunku ruchu ciała) wynosi zero to ciało nie


zmienia prędkości.

Lub czytając definicję od tyłu:

Jeżeli ciało ma stałą prędkość to siła wypadkowa (liczona na kierunku ruchu


ciała) wynosi zero.

𝐹(cid:3050) = 0 ⟺ 𝑣 − 𝑠𝑡𝑎ł𝑒

Musimy sobie uświadomić, że aby ciało posiadało stałą prędkość to siły muszą się
równoważyć, czyli mają tą samą wartość, kierunek, ale przeciwny zwrot. Pierwszą zasadę
dynamiki, będziemy stosowali w zadaniach opisujących ruch jednostajny (ruch w którym
wartość prędkości jest stała). W celu dokładniejszego zrozumienia, rozwiążmy kilka
przykładów.

Zadanie 1

Siła ciągu silnika samochodu wynosi 600N. Porusza się on po linii prostej z prędkością 70km/h.
Wyznacz jakie opory ruchu pokonuje samochód w opisanej sytuacji.

Rozwiązanie:

W zadaniu podano, że samochód poruszał się z prędkością 70km/h, czyli cały czas utrzymywał
stałą prędkość. Zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki, skoro prędkość jest stała to siła
wypadkowa na kierunku ruchu jest równa zero. Przyda się nam schematyczny rysunek z
zaznaczonymi siłami.

Na pojazd działają następujące siły:

𝐹(cid:2869) – siła napędzająca równa sile ciągu silnika 600N.

𝐹(cid:2870) – siła oporów ruchu (Zapamiętaj: siły oporu ruchu, tarcia zawsze działają w przeciwną
stronę niż odbywa się ruch).

𝐹(cid:3034) – siła grawitacji, którą pomijamy ponieważ działa prostopadle do kierunku ruchu i nie ma
wpływu na ruch (nie powoduje zwiększenia siły ciągu, ani siły oporów ruchu).

Obliczając siłę wypadkową (Zapamiętaj: siły działające na jednym kierunku w tą samą stronę
dodajemy, a w przeciwną stronę odejmujemy) na podstawie rysunku, otrzymujemy:

𝐹(cid:3050) = 𝐹(cid:2869) − 𝐹(cid:2870)

0 = 600𝑁 − 𝐹(cid:2870)

𝐹(cid:2870) = 600𝑁

Odp.: Siły oporu w opisanej sytuacji wynoszą 600N.

Zadanie 2

Kropla deszczu o masie 50mg osiągnęła prędkość graniczną. Wyznacz siły oporu działające na
krople.

Rozwiązanie:

Na wstępie powinniśmy wiedzieć co oznacza sformułowanie „osiągnęła prędkość graniczną”.
Prędkość graniczna jest to maksymalna prędkość jaką osiąga ciało podczas spadania. Po
osiągnięciu jej, ciało porusza się ze stałą prędkością, czyli możemy skorzystać z I ...