KURZUS: Műszaki fizika alapjai
MODUL: IV. modul: Tömegpont dinamikája
10. lecke: Kényszermozgások. Mozgás lejtőn. Körmozgás
Feldolgozandó: | ||
| ||
Tanulási célok: A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz: | ||
| ||
Támpontok a tanuláshoz | ||
A mechanikai mozgások szabad mozgások, vagy kényszermozgások lehetnek. Szabad mozgásoknak tekintjük például a különböző hajításokat, vagy az égitestek mozgását. A szabad mozgást végző testek a mozgás kezdeti feltételeitől függően különböző pályákon mozoghatnak. Kényszermozgások esetén azonban a testnek a mozgása során egy előírt, merevnek tekinthető felületen vagy görbén kell maradnia. Ilyen mozgások például a Föld felszínén, egy lejtőn történő mozgások vagy éppen az ingamozgás. | ||
Ezeknek a mozgásoknak a dinamikai leírására is alkalmazhatóak a Newton törvények, azonban a testre ható szabad erők mellett a kényszererőket is figyelembe kell venni. A kényszererők nagysága általában nem ismert, azonban a kényszert jelentő felületre, vagy a mozgás irányára mindig merőlegesek. Ha például egy test vízszintes felületen mozog, akkor a kényszererő függőleges irányú. Egy lejtőn történő mozgás esetén a kényszer erő már nem függőleges, hanem a lejtő síkjára merőleges! | ||
Ha egy test egyenletes körmozgást végez, akkor is van gyorsulása. Ezt a gyorsulást nevezzük centripetális gyorsulásnak. A testek gyorsulását, így a centripetális gyorsulást is erőhatás, az un. centripetális erő okozza. A centripetális erő, ahogy a centripetális gyorsulás is állandó nagyságú és mindig a kör középpontja felé mutat. A "centripetális erő" csak egy összefoglaló elnevezés. Bolygók, műholdak körpályán történő mozgása esetén a centripetális erőt a gravitációs erő, az elektronok atommag körüli körmozgását a Coulomb erő biztosítja. Ha egy autó körpályán mozog, akkor a tapadási súrlódási erő biztosítja a centripetális erőt stb. |
Ellenőrző kérdések | |||||||||
1. Egy ingamozgást végző test is kényszermozgást végez, hiszen a fonál hossza által meghatározott gömbfelületen kénytelen mozogni. Milyen irányú a kényszererő?
![]() | |||||||||
2. Egy test egy 30°-os hajlásszögű lejtőn nyugszik. Mekkora a tapadási súrlódási erő nagysága a test és a lejtő között?
![]() | |||||||||
3. Egy lemezjátszó vízszintes síkban forgó korongján egy radírgumi helyezkedik el a tengelytől távol és a koronggal együtt forog. Milyen erő biztosítja a centripetális erőt?
![]() | |||||||||
4. Mennyi idő alatt érkezik a test a 300-os lejtő aljára, ha =0,25 és a test sebessége leérkezéskor 9,66 m/s?
![]() | |||||||||
5. 30°-os lejtőn egy 10 kg tömegű ládát húzunk felfelé egyenletesen a lejtő síkjával párhuzamos erővel. Mekkora ez az erő, ha 0,1 a láda és a lejtő közötti súrlódási együttható?
![]() | |||||||||
6. Mennyi a keringési ideje a Föld felszíne felett 200 km magasságban keringő űrhajónak?
![]() | |||||||||
Ha a lecke feldolgozásában elakad, kérje a tutor segítségét! |