KURZUS: Mérnöki fizika

MODUL: Tömegpontok mechanikája

4. lecke: A legfontosabb erőfajták

A legfontosabb erőfajták

A jegyzet feldolgozandó fejezetei:

  • A legfontosabb erőfajták (és alfejezetei)
  • A newtoni mechanika korlátai

Tanulási célok:

A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz:

  • Megfogalmazni a konzervatív és nem konzervatív erők közti különbséget és konkrét esetekben megállapítani, melyikről van szó.
  • A gyakoribb konzervatív erőtípusok erő- és potenciálfüggvényét felírni és értelmezni. (Gravitációs tér a felszín közelében és távoli testek között, elektromos kölcsönhatás, rugalmas erő.)
  • Számolási problémákat megoldani a tanult konzervatív erőkkel az energiamegmaradás tétele segítségével.
  • A gyakoribb nem konzervatív erőket leíró összefüggéseket megadni és értelmezni. (Testek felületén képződő erők, kényszererők, súrlódási erő, a közegellenállás.)
  • Számolási problémákat megoldani a tanult nem konzervatív erőkkel munkatétel segítségével.
  • Kijelölni a tanult mechanikai ismeretek alkalmazhatósági körét, példákat mondani, amikor a newtoni nem pontosan írja le a jelenségeket.

Támpontok a tanuláshoz

Ez a rész az eddigi leckék anyagát kamatoztatja, így különösen fontos a korábbi leckék anyagának ismerete.

A különféle erőfajtákat leíró összefüggések tanulásánál fordítson külön figyelmet a formulák minden szimbólumának megértésére és arra, hogy milyen körülmények közt lehet alkalmazni a formulát. Fontos tehát, hogy ne csak a formulákra, hanem a magyarázó szövegre is figyeljen. Az összefüggések és az alkalmazási kör megértését ebben a fejezetben különösen segítik a szöveg közben elhelyezett kidolgozott példák, ezért itt azok megértésére is kiemelten figyeljen.

A leckében tanult ismeretek már a gyakorlati életben is fellépő egyszerűbb mechanikai problémák megoldásához is segítséget adnak. Ezért az elméleti részek és a számolási példák feldolgozása során próbálja mindig elképzelni azt, amiről szó van (mondjuk egy vízszintes talajon meglökött ládát, vagy egy lengő hintát) és idézze fel az ilyen rendszerekkel kapcsolatos tapasztalatait.

A newtoni mechanika korlátairól szóló alfejezet rövid és olvasmányos, melyből a legfontosabb annak megértése, milyen körülmények közt (fénysebesség közeli sebességek, kis méretek, stb.) nem alkalmas a newtoni mechanika a jelenségek leírására.

Ezzel a leckével egy fontos rész végére értünk. Mielőtt a modulzáró tesztre rátérne, érdemes a Kérdések és feladatok fejezetet feldolgozni, azaz kikeresni az elméleti kérdésekre a válaszokat, megérteni a kidolgozott feladatokat és megoldani a gyakorló feladatokat. Első olvasásra mindegyik feladatra talán nem tud időt szánni. Ebben az esetben ne sorra menjen a feladatokkal, hanem a modul témái közt egyenletesen elosztva válogasson közülük.

Ellenőrző kérdések
1. A gravitációs erő konzervatív tulajdonsága azt jelenti, hogy ...
a gravitációs erőtérben lévő testre mindig azonos nagyságú erő hat.
a gravitációs erőtérben végzett munka független az úttól.
a gravitációs erőtérben végzett munka mindig pozitív előjelű.
a gravitációs erőtérben lévő testre ható erők mindig kiegyenlítik egymást.
2. A csúszási súrlódási erő iránya ...
ellentétes a pillanatnyi sebesség irányával.
ellentétes a húzóerő irányával.
ellentétes irányú a test gyorsulásával.
a testre ható többi erő iránya által meghatározott.
3. 2,5 m hosszú, 30 fokos hajlásszögű lejtőn 1 s alatt csúszik le egy test súrlódás nélkül. Mennyi idő alatt csúszik le, ha a csúszási súrlódási együttható 0,4?
0,5 s.
2,4 s.
1,8 s.
4,5 s
4. A Föld felszínétől milyen távol kering az egyenlítő síkjában az a mesterséges hold, amely állandóan a Föld ugyanazon pontja fölött marad? (Tehát 24 óra a keringési ideje.)
15070 km
35895 km
22541 km
31532 km
5. Ha egy nyújtatlan állapotban 20 cm hosszúságú rugót 30 cm hosszúra megnyújtunk, 2 J munkát kell végezni. Hány J munkát kell végezni, ha a rugót 40 cm hosszúságról 50 cm hosszúságúra nyújtjuk?
2 J.
4 J.
6 J.
10 J.