téma: síla - webzdarmakosmonautu15.unas.cz/fyzika/sila.pdftéma: vzájemné působení těles,...

TTéémmaa:: SSííllaa AAuuttoorrkkaa:: MMaarrttaa GGuulloovváá OOssttrraavvaa 22000066

Obsah

Téma: Vzájemné působení těles, síla a její měření..................................................3

Téma: Účinky síly, znázornění síly a skládání sil ...................................................6

Téma: Těžiště tělesa...............................................................................................10

Téma: Gravitační síla, tlaková síla a třecí síla .......................................................12

Téma: Pohybové zákony........................................................................................16

ZŠ a MŠ Ostrava – Zábřeh, Kosmonautů 15, příspěvková organizace Projekt SIPVZ 0355P 2006: Školní vzdělávací programy a ICT ve fyzice

Autorka: Ing. Marta Gulová

Strana 3 (celkem 19)

TTéémmaa:: VVzzáájj eemmnnéé ppůůssoobbeenníí ttěělleess,, ssííllaa aa jj eejj íí mměěřřeenníí

Fyzika – 6.ročník

Cíl: Žák pozná účinky síly, seznámí se s měřením síly pomocí siloměru

Tělesa na sebe vzájemně působí – např. noha působí na míč a míč působí na nohu.

Vzájemné působení ruky a pružiny – na stojan upevníme pružinu a zkusíme ji natáhnout, pociťujeme při tom, že pružina působí na naší ruku.

Co je to síla?

Síla je fyzikální veličina, která popisuje vzájemné působení těles. Označujeme ji písmenem F. Jednotkou síly je newton – N. Jednotka síly je pojmeno vána na počest slavného anglick ého fyzik a a matematika Isaaca Newtona.




Úkol: Připrav si z internetu referát - I. Newton.

1 N je síla, kterou přitahuje Země těleso o hmotnosti 100 g.

Větší jednotky síly jsou kilonewton (kN) a meganewton (MN).

1 kN = 1 000 N 1 MN = 1 000 000 N

Druhy sil: • magnetická (např. magnet a ocelová sponka se přitahují) • elektrická (např. hřeben z plastu a vlasy se při česání přitahují) • gravitační (např. Země přitahuje padající míč)

Jaké jsou účinky síly?

Působení síly poznáme ze tří účinků:

• působením síly se mění pohyb tělesa (těleso se dává do pohybu, urychluje se, zpomaluje se nebo se mění směr jeho pohybu) – např. roztlačování vozíku, úder raketou při tenisu

• působením síly se mění tvar tělesa (pružná tělesa se natáhla, zkrátila, plynná tělesa se stlačují) – např. stlačování vzduchu hustilkou, deformace houby na tabuli

• působením síly se těleso rozdělí na několik částí (přetržení, přelomení) – přetržení provázku, sekání dřeva




Čím měříme sílu?

Sílu měříme siloměrem.

Základní části pružinového siloměru

Jak se měří siloměrem?

Na každém siloměru je uveden měřící rozsah – zjisti jaký je rozsah siloměru. Na každé stupnici je nejmenší dílek – kolika newtonům odpovídá nejmenší dílek stupnice. Po zavěšení závaží se pružina prodlouží a my můžeme na stupnici odečíst velikost síly.

Důležité pojmy: Síla, jednotky síly, účinky síly, měření síly

Mezipředmětové vztahy: Tv: Vliv síly a jejich vlastností v různých sportech - např. fotbal, vzpírání, tenis,

hokej. Př: Síla zvířat.

Použitá literatura:

RAUNER Karel a kol. Fyzika pro 6. ročník základní školy a primu víceletého gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Fraus, 2004. ISBN 80-7238-210-1. KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 6. ročník základní škol. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2004. ISBN 80-7196-246-5. KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 7. ročník základní škol. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-265-1.




TTéémmaa:: ÚÚččiinnkkyy ssííllyy,, zznnáázzoorr nněěnníí ssííllyy aa sskkllááddáánníí ssii ll


Cíl: Žák pochopí na čem závisí účinek síly, naučí se sílu graficky znázornit, naučí se graficky a početně skládat síly stejného a opačného směru

DEMONSTRAČNÍ POKUS:

Působení stejně velkých sil různého směru na pružinu

Pružinu můžeme stejně velkou silou natáhnout např. ve vodorovném směru, šikmo nahoru nebo šikmo dolů. Účinky síly závisí nejen na její velikostí, ale také na směru síly..

Otevírání okna silami stejné velikosti a směru v různých místech

Nejsnadněji se okno pohne při působení v bodě C.




Účinek síly závisí i na místě, kde síla na těleso působí. Toto místo budeme nazývat působiště síly.

Jak sílu znázorňujeme?

Znázornění síly

Úkol: Znázorni graficky sílu velikosti 5 N.

Skládání sil stejného směru.


a) Na dva stejné siloměry zavěsíme současně dvě závaží o hmotnosti 100 g a 200 g. První z nich napíná pružinu siloměru silou o velikosti F1 = 1 N svisle dolů a druhé silou o velikosti F2 = 2 N rovněž svisle dolů. b) Na jeden ze siloměrů dáme obě závaží s celkovou hmotností 300 g. Závaží působí na pružinu siloměru celkovou silou o velikosti F = 3 N svisle dolů.

Shrnutí pokusu: Výslednice dvou sil stejného směru má s oběma silami stejný směr a její velikost se rovná součtu velikostí obou sil.

F = F1 + F2




Skládání sil opačného směru

Při paraglidingu působí v určitém okamžiku svisle vzhůru odporová síla vzduchu Fo = 400 N a svisle dolů gravitační síla Země o velikosti Fg = 700 N.

Výslednice obou sil F má velikost F = 700 N – 400 N = 300 N

a směr větší síly, tj. svisle dolů.

Výslednice dvou sil opačného směru má stejný směr jako větší síla a její velikost se rovná rozdílu velikostí obou sil.

F = F1 – F2

Skládání různoběžných sil 1. Nakreslíme síly F1, F2 ve vhodném měřítku se správným úhlem 2. Z koncového bodu síly F1 nakreslíme přímku rovnoběžnou s F2, z koncového bodu

síly F2 nakreslíme rovnoběžku s F1. 3. Spojíme šipkou působiště obou sil s průsečíkem sestrojených přímek. Úhlopříčka

rovnoběžníka je výslednice sil F1, F2. 4. Na výslednici nakreslíme dílky odpovídající zvolenému měřítku a určíme velikost

výslednice.




Výslednicí dvou různoběžných sil se stejným působištěm je síla, kterou můžeme určit graficky jako úhlop říčku rovnoběžníku vycházející ze společného působiště. Zkusme měnit velikost úhlu α, který svírají síly F1 = 3 N a F2 = 3 N.

Při zvětšování velikostí úhlu αααα, který síly F1 a F2 svírají, se jejich výslednice F zmenšuje.

Důležité pojmy: Působiště síly, výslednice sil

Mezipředmětové vztahy: Čj: Pohádka O veliké řepě. TV : Přetahování lanem.


RAUNER Karel a kol. Fyzika pro 7. ročník základní školy a primu víceletého gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Fraus, 2005. ISBN 80-7238-431-7. KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 6. ročník základní škol. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2004. ISBN 80-7196-246-5. KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 7. ročník základní škol. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-265-1.




TTéémmaa:: TTěěžžiiššttěě ttěělleessaa


Cíl: Žák pozná jaké vlastnosti má těžiště, naučí se hledat těžiště těles


Zkus položit tužku na vodorovně natažený prst tak, aby nespadla.

Rovnovážná poloha tužky

Bod T se nazývá těžiště tělesa. Každé těleso má jen jedno těžiště.

Do těžiště umísťujeme působiště výsledné gravitační síly Fg, kterou Země působí na těleso. Poloha těžiště závisí na rozložení látky v tělese. Tělesa zavěšená nad těžištěm nebo v těžišti zůstávají v klidu.




Určení polohy těžiště tenké čtvercové stejnorodé desky a koule

Těžiště stejnorodé tenké čtvercové desky je v průsečíku úhlopříček. Těžiště tenké kruhové desky je ve středu kruhu.

Důležité pojmy: Těžiště


RAUNER Karel a kol. Fyzika pro 7. ročník základní školy a primu víceletého gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Fraus, 2005. ISBN 80-7238-431-7. KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 7. ročník základní škol. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-265-1.




TTéémmaa:: GGrr aavvii ttaaččnníí ssííllaa,, tt llaakkoovváá ssííllaa aa ttřřeeccíí ssííllaa

Fyzika – 6. ročník

Cíl: Žák pochopí vlastnosti a princip působení těchto sil

Gravitační síla Gravitační síla působí na povrchu Země a v jejím okolí na všechna tělesa. Působí vždy do středu Země.

Gravitační síla působí i na měsíci, je 6x menší než na Zemi. Čím dále je těleso od povrchu Země, tím na něj působí menší gravitační síla.

Na čem závisí velikost gravitační síly?

Gravitační sílu označujeme Fg. Velikost gravitační síly závisí na hmotnosti těles – roste s rostoucí hmotností.

Fg = m . g hmotnost gravitační zrychlení – g = 9,81 N/kg g ≅ 10 N/kg




Příklad:

Jak velkou gravitační silou působí Země na chlapce, který má hmotnost 70 kg?

m = 70 kg g = 10 N/kg Fg = ? (N) Fg = m . g Fg = 70 . 10 Fg = 700 N Chlapec je přitahován k Zemi gravitační silou o velikosti 700 N.

Gravitační síla, kterou Země přitahuje tělesa o různé hmotnosti

Tlaková síla Pohyb lyžaře po sněhu bez lyží na nohou a s lyžemi




Lyžař s lyžemi na nohou nebo s lyžemi na rameni tlačí na sníh silou stejné velikosti. Proč tedy s lyžemi na nohou stlačuje sníh mnohem méně, než když má lyže na rameni? V obou případech působí lyžař stejně velkou tlakovou silou, ale pokaždé na jinou plochu.

Tlaková síla, která je rozložena na velkou plochu, způsobí menší deformaci než stejná síla soustředěná na menší plochu. Říkáme, že v prvním případě vyvolá menší tlak .

Tlak označujeme písmenem p. Tlak p vypočítáme, když velikost tlakové síly F dělíme obsahem plochy S, na kterou síla působí kolmo.

p = F : S Jednotkou tlaku je pascal – Pa. Jednotka tlaku pascal byla nazvána podle významného francouzského matematika a fyzika B. Pascala.

Úkol: Připrav si z internetu referát – B. Pascal

Další jednotky tlaku:

hektopascal hPa 1 hPa = 100 Pa kilopascal kPa 1 kPa = 1000 Pa

megapascal MPa 1 MPa = 1000 000 Pa

Třecí síla Třecí síla vzniká př Tm(�)Tj/R7 12 Tf0.vzájemném pohybu dvou dotýkajících se těles. Třecí síla působí proti pohybu tělesa, snaží se mu zabránit.

Na čem závisí třecí síla? • na tlakové síle, kterou působí těleso kolmo na podložku • na materiálu • na drsnosti ploch

Je třecí síla užitečná? Bez třecí síly bychom nezabrzdili automobil, nábytek by klouzal po podlaze. Klidová t řecí síla uvádítělesa do pohybu.




Čím větší síla po určitou dobu na těleso působí, tím je změna jeho rychlosti větší. Čím větší má těleso hmotnost, tím je změna jeho rychlosti působením síly po určitou dobu menší.

Závislost pohybových účinků na velikosti působící síly

na hmotnosti tělesa

Příklady z praxe, které potvrzují tento zákon.

Například k rozjetí prázdného vozíku určitou rychlostí stačí menší síla než při vozíku plně naloženém. Pokud je v automobilu pět osob, rozjíždí se pomaleji, než když je v něm jen řidič. Také k zastavení plně obsazeného automobilu je třeba brzdit větší silou (těžší auto má delší brzdnou dráhu).

Úkol:




Kdo roztlačí vozík rychleji?

Zákon setrvačnosti

Těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém, pokud není nuceno tento stav změnit působením jiných těles.

S důsledky zákona setrvačnosti se setkáváme na každém kroku:

• neseme-li talíř s polévkou, nemůžeme se rychle dát do pohybu ani se rychle zastavit, aniž bychom polévku vylili

• zakopneme-li, padáme vpřed • automobil se ani po vypnutí motoru ani při brždění nezastaví okamžitě

Velkou pozornost musíme věnovat projevům setrvačností, když se pohybují tělesa s velkou hmotností. Rychle jedoucí vlak musí brzdit již daleko před stanicí, aby zastavil přesně na nádraží. Veliké nákladní lodi (tankery) dokonce zastaví plavbu před přístavem a do přístavu je táhne malý vlečný člun.

Zákon akce a reakce

Působí-li jedno těleso na druhé silou, působí i druhé těleso na první stejně velkou silou opačného směru. Síly vzájemného působení současně vznikají a současně zanikají, každá však působí na jiné těleso. Zákon akce a reakce nás provází neustále:




Neseme-li tašku, působí taška na ruku silou směrem dolů. Ruka působí na tašku stejně velkou silou opačným směrem (nahoru). Je jedno, kterou ze sil nazveme akce a kterou reakce.

Dívka působí silou na sáňky, sáňky působí na ruku dívky stejně velkou silou opačného směru. Působiště obou sil jsou na koncích provázku.

Důležité pojmy: Zákon síly, zákon setrvačnosti, zákon akce a reakce

Mezipředmětové vztahy: Tv: Využití síly k urychlení a změně směru při různých sportech, setrvačnost

ve sportu (hokej, cyklistika). D: Pohyb děla po výstřelu – námořní bitvy, pirátství. Z: Zakřivení trajektorií těles ve sluneční soustavě vlivem gravitační síly.


RAUNER Karel a kol. Fyzika pro 7. ročník základní školy a primu víceletého gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Fraus, 2005. ISBN 80-7238-431-7. KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 7. ročník základní škol. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-265-1.

téma: síla - webzdarmakosmonautu15.unas.cz/fyzika/sila.pdftéma: vzájemné působení těles,...

Documents