Predstavitev 4.6: Tretji Newtonov zakon, stične sile




Sila zelenega na rdečega =  N           Sila rdečega na zelenega = N

Predstavitev 4.6 kaže časovne poteke poloľaja, hitrosti in pospeška rdeče klade z maso 2.0 kg (ni narisan v merilu), ki ga po vodoravni površini brez trenja poriva sila 12 N (položaj je podan v metrih, čas je v sekundah). Ponovni zagon. Rdeča klada je v stiku z zeleno klado (ki tudi ni prikazana v merilu) z maso 1 kg (in jo zato potiska. Klikni tu za prikaz in predvajanje fizikalnega primera. Časovna poteka poloľaja obeh klad sta podana v ustreznih barvah kot funkciji x(t), za časovna poteka hitrosti in pospeška pa je podana le po ena krivulja v(t) oziroma a(t) (kladi se gibljeta skupaj in morata zato imeti isto hitrost in pospešek). Kladi se pri napačni nastavitvi stičnih sil ne premikata skupaj.

Tvoja naloga je, da določiš stični sili, ki sta potrebni, da bi bilo gibanje klad fizikalno možno. Ko si pripravljen, klikni na gumb "nastavi vrednosti in predvajaj" s privzetimi vrednostmi sil. Kaj se zgodi? Rdeča klada "gre skozi" zeleno, ker sili nista pravi. Na rdečo klado deluje sila 12 N, na zeleno klado pa ne deluje nobena sila. Seveda delujejo teža posameznih teles in normalne sile v navpični smeri, vendar se pri obeh telesih izničijo. V tem primeru obravnavamo v rezultanti sil le vodoravne sile.

Preiskusi nekaj vrednosti sil in preveri, če lahko dosežeš enak način gibanja blokov in enake časovne diagrame kot pri fizikalno konkretnem primeru.

Si lahko dobil pravilno gibanje? Lotimo se tega sistematično, ne pa z ugibanjem. Prikaži in predvajaj fizikalni primer z obema telesoma kot enotnim sistemom. Če gledamo na stvar tako, imemo eno telo z maso 3.0 kg in rezultanto sil 12 N, kar pomeni pospešek 4.0 m/s2 (to je razvidno iz diagrama pospeška).

Kaj sedaj? Lahko analiziramo sile, ki delujejo na prvo telo, vendar analizirajmo raje drugo telo, saj nanj pritiska le prvo telo. Ker ima pospešek 4.0 m/s2 in maso 1.0 kg, mora čutiti silo 4.0 N, ki jo povzroča pritisk rdečega telesa. Kaj pa vemo o rdečem telesu? Tretji Newtonov zakon pravi, da mora čutiti enako silo v obratni smeri, torej silo -4.0 N. Poskusi s temi vrednostmi (-4.0 N za silo na rdeče telo in silo 4.0 N, ki jo čuti zelena klada) in poglej, če verjameš, kar pravi tretji Newtonov zakon o silah.

 

 

Avtorja predstavitve Anne J. Cox in Mario Belloni.
Avtor skripta Anne J. Cox.
Prevod in programiranje Saša Divjak
Creative Commons Priznanje avtorstva-Deljenje pod enakimi pogoji 3.0.