Erőtörvények a mechanikában

Gravitációs erő:

1687 Newton kidolgozza a gravitáció elméletét

Két test kölcsönösen vonzza egymást. a vonzó erő egyenesen arányos a két test tömegével és fordítottan arányos a két test közötti távolság négyzetével.

1798-ban Cavendish megmérte az arányossági tényezőket: γ = 6,67×

A testek két tömege:

A gravitációs törvényben szereplő és más jellegű mennyiségek mint a korábban megismert tehetetlen tömeg. Az itt szereplő mennyiség az úgynevezett súlyos tömeg.

Tehetetlen tömeg: a testek tehetetlenségének mértéke. Azt mutatja meg, hogy a test hogyan áll ellen az erő gyorsító hatásának.

Súlyos tömeg: a testek gravitációs vonzóerejét jellemző mennyiség.

Nehézségi erő: kis magasságok esetén az m tömegű testre a Föld által kifejtett gravitációs vonzóerő nagysága:

Súrlódás:

Csúszási súrlódás: Ha a súrlódó felületek elmozdulnak egymáshoz képest, azaz van relatív (egymáshoz viszonyított) sebességük.

a csúszási súrlódási erő függ:

  • az érintkező felületek minőségétől

  • a felületeket összenyomó erőtől

nem függ:

  • a mozgatási sebességtől

  • az érintkező felületek nagyságától

a csúszási súrlódási erő egyenesen arányos a felületeket összenyomó erővel

neve: csúszási súrlódási együttható, jele:µ

Iránya a sebességgel ellentétes.

Tapadási súrlódás: Ha a súrlódó felületek nem mozdulnak el egymáshoz képest.

Ahogy növeljük a húzóerőt, úgy növekszik a tapadásból származó, úgynevezett tapadási súrlódási erő (). Amikor a húzóerő elér egy bizonyos határértéket a test megcsúszik. Ettől a pillanattól kezdve a tapadási súrlódási erő megszűnik. Ennek a maximális tapadási súrlódási erőnek a neve:

A tapadási súrlódási erő maximuma (a csúszási súrlódási erőhöz hasonlóan) egyenesen arányos a nyomóerővel.

Az arányossági tényező neve: tapadási súrlódási együttható

jele:

Közegellenállás:

A közegellenállási erő függ:

  • a közeg sűrűségétől

  • a homlokfelület nagyságától

  • a test alakjától

  • a test közeghez viszonyított sebességétől

Homlokfelület: a sebesség irányára merőleges legnagyobb kiterjedésű metszete a testnek.

Viszonylag nagy sebességek esetén a közegellenállási erő a test sebességének négyzetével egyenlő.

Kis sebességek esetén:

c – alaktényező

A – homlokfelület

Kis sebességek esetén, ha a közegben mozgó test alakja gömb, akkor:

η – viszkozitás (egy közegre jellemző állandó)

Rugó erő:

A rugóerő nagysága egyenesen arányos a rugó megnyúlásának nagyságával.

A rugóerő és a rugó megnyúlása ellentétes irányúak.

Az arányossági tényező neve: rugóállandó

jele: D

mérték egysége:

Azt mutatja meg, hogy mekkora erő hatására nyúlik meg a rugó egységnyivel.

Rugók különböző kapcsolása:

Egymás mellett elhelyezett rugók (párhuzamos kapcsolás)

Egymás után elhelyezett rugók (soros kapcsolás)

Szabad erő: Olyan erőhatás, amely nem korlátozza a test mozgásának lehetséges pályáját.

pl.: Nehézségi erő nem kényszeríti a testet kötött pályára. A nehézségi erő hat a testre akkor is, ha az alá van támasztva, ekkor a tartóerő korlátozza a test lehetséges pályáját. Még a függőlegesen lefelé eső testre is hat a nehézségi erőn kívül a közegellenállási erő, mely módosíthatja a test pályáját.

Kényszer erő: Akkor lépnek fel, amikor egy test mozgását egy másik test (úgynevezett kényszer) valamilyen kötött pályára kényszeríti.

A kényszer erő mindig merőleges a kényszer felületére, vagy görbéjére.

pl.: Lejtőn lecsúszó test esetében a tartóerő. A testet a gravitáció készteti mozgásra, de a lejtő által kifejtett tartóerő kényszeríti kötött pályára.

Ingában a fonál végére erősített testet a fonálban ébredő kötélerő kényszeríti kötött pályára.

Hasonló

  • Periodikus mozgások

    Periodikus mozgásról akkor beszélünk, ha a vizsgált test mozgásállapota meghatározott időnként (periódusidőként) megegyezik. A hétköznapjaink során sokszor találkozhatunk ezzel a jelenséggel, elég, ha csak a biciklink kerekére, az óra mutatójára, vagy az uszodában a víz hullámzására gondolunk. A periodikus mozgásokat alapvetően három fajtája van: a körmozgás, a rezgőmozgás és a hullámmozgás. Ezek tárgyalásához elengedhetetlen néhány…

  • Folyadékok mechanikája

    Hidrosztatikai nyomás: Nyugvó folyadékok súlyából származó nyomás. (irányfüggetlen) Egy A felületű, h magasságú gátra ható erő nagysága: -Ha a test nagyobb sűrűségű, mint a folyadék, akkor elmerül benne. -Ha a test és a folyadék sűrűsége egyenlő, a test lebeg. -Ha a test sűrűsége kisebb, mint a folyadéké, a test csak részben merül a folyadékba, vagyis…

  • Halmazállapotváltozások

    Alapvetően 3 halmazállapotról beszélünk. Szilárd, folyékony, légnemű anyagokat különítünk el. Gyakran előfordul, hogy egy-egy bizonyos anyagnak, bizonyos körülmények között, megváltozik a halmazállapota: Olvadás során: egy szilárd kristályos anyaggal állandó nyomáson hőt közlünk először az anyag hőmérséklete növekedni kezd (a folyamat ezt a részét leíró egyenlet: Q=c*m*deltaT), majd egy bizonyos hőmérsékletet elérve az anyag megolvad, folyékonnyá…

  • George Simon Ohm

    1787. március 16. született a németországi Erlingenben. Apja lakatos mester volt, érdeklődött; matek és fizika iránt. Fiát is segítette e tudományterületek alapismeretek elsajátításában. Tehetséges fiát már 16 évesen felvették az erlangeni egyetemre, ahol matematikát, fizikát és filozófiát tanult. 1811. Doktorált matematikából Ezután anyagi nehézségei miatt abba kellett hagynia a tanulmányait. Svájcba ment matematikát tanítani, hogy…

  • Kepler törvények, gravitáció

    Kepler-törvények néven nevezzük a bolygómozgások három törvényét, melyeket Johannes Kepler német csillagász állapított meg Tycho Brahe megfigyelési adatait is felhasználva. A Kepler-törvények a Naprendszer bolygóinak mozgástörvényei.  1. törvény: a bolygók olyan ellipszispályán keringenek, melyek egyik fókuszpontja a nap numerikus excentricitás: e=  2. törvény: a bolygókhoz húzott vezérsugár egyenlő idő alatt egyenlő területeket súrol 3. törvény:…

  • Az energiamegmaradás törvénye

    A hőtan I. főtétele mint az energiamegmaradás törvénye A környezetével kölcsönhatásban lévő rendszer belső energiája két módon változtatható meg: hőközléssel (hőfelvétel, hőleadás) és munkavégzéssel. ∆Ebelső = Q+wkörny A hőtan I. főtétele: a testek belső energiájának megváltozása egyenlő a testtel közölt hőmennyiség és a testen végzett mechanikai munka előjeles összegével. Ez a tétel az energia-megmaradásnak egy…