ΦΕ1: Η ταχύτητα  

ΦΕ2: Οι δυνάμεις (Αφαιρούνται οι σελ. 167-168)

Για να μπορέσουμε να δικαιολογήσουμε την αλλαγή του σχήματος ενός σώματος ή την αλλαγή της ταχύτητάς του, χρησιμοποιούμε την έννοια της δύναμης.

Τις δυνάμεις δε μπορούμε να τις αντιληφθούμε με τις αισθήσεις μας, καταλαβαίνουμε όμως ότι υπάρχουν από τα αποτελέσματά τους.

Ο κλάδος της Φυσικής που ασχολείται με τις δυνάμεις λέγεται Μηχανική

Όταν σε ένα σώμα ασκείται δύναμη, τότε μπορεί να προκληθεί:

Αλλαγή στην  κινητική κατάσταση του σώματος  

Για να αρχίσει να κινείται ένα σώμα, ενώ ήταν ακίνητο,

για να σταματήσει να κινείται,

για να κινηθεί πιο γρήγορα ή πιο αργά, αλλά και

για να αλλάξει η κατεύθυνση στην οποία κινείται,

• Αλλαγή στο σχήμα του που μπορεί να είναι ή μόνιμη ή προσωρινή

Όταν σε ένα σώμα ασκούνται πολλές δυνάμεις από διάφορες κατευθύνσεις, μπορεί να μην παρατηρούμε κανένα από τα παραπάνω αποτελέσματα.

Λέμε τότε ότι το σώμα ισορροπεί.

Αυτό μπορεί να συμβαίνει γιατί το αποτέλεσμα κάθε δύναμης δεν εξαρτάται μόνο από το πόσο μεγάλη είναι, αλλά και από την κατεύθυνση προς την οποία ασκείται.

Πώς συμβολίζονται οι δυνάμεις;

Τις δυνάμεις τις συμβολίζουμε με βέλη, τα οποία σχεδιάζουμε με κατεύθυνση προς εκεί όπου ασκείται η δύναμη.

Πώς μετράμε τις δυνάμεις

• Το μέγεθος των δυνάμεων μπορεί να μετρηθεί με δυναμόμετρο σε μονάδες Νιούτον (Newton) το οποίο συμβολίζεται: 1 Ν
• Συμβολίζονται με ένα βέλος προς την κατεύθυνση που ασκούνται.

• (Το όνομα Νιούτον προέρχεται από την αγγλική προφορά του ονόματος του μεγάλου Άγγλου Φυσικού Ισαάκ Νεύτωνα).

Εφαρμοζόμενη δύναμη

ΦΕ3: Δυνάμεις με επαφή - Δυνάμεις από απόσταση
 (Αφαιρούνται οι σελ. 172-173)

Δυνάμεις μεταξύ των δύο σωμάτων ασκούνται:

•     με επαφή
•     από απόσταση

Παραδείγματα δυνάμεων επαφής πάνω σε ένα σώμα:

•  Οι δυνάμεις που ασκούν τα τεντωμένα σχοινιά.
•  Οι δυνάμεις στα ελατήρια σε σώματα.
•  Οι δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ σωμάτων κατά τις συγκρούσεις τους.
•  Η δύναμη της τριβής ανάμεσα σε δυο επιφάνειες.
•  Η δύναμη που ασκούν τα υγρά στα τοιχώματα του δοχείου μέσα στο οποίο περιέχονται ή στα σώματα που είναι μέσα σ' αυτά κτλ.
•  Η αντίσταση του αέρα που δέχεται ένα σώμα όταν κινείται.
•  Η κάθετη δύναμη που ασκείται στο σώμα από την επι­φάνεια στην οποία αυτό ισορροπεί.
•  Η άνωση που δέχεται ένα σώμα από το υγρό,μέσα στο οποίο είναι βυθισμένο  

 Οι δυνάμεις από επαφή που ασκούνται σε ένα σώμα είναι τόσες όσα είναι τα σώματα με τα οποία αυτό έρχεται σε επαφή.

 Παραδείγματα δυνάμεων από απόσταση είναι:

• Η βαρυτική δύναμη,όπως για παράδειγμα η δύναμη που ασκεί η γη σε σώματα που δε βρίσκονται στην επιφάνειά της,όπως αλεξιπτωτιστές,αεροπλάνα ή δορυφόροι.
• Η δύναμη που ασκεί ο ήλιος στη γη.
• Οι ηλεκτρικές δυνάμεις και
• Οι μαγνητικές δυνάμεις.

Άλλο μάζα κι άλλο βάρος!​

​Η μάζα και το βάρος είναι δύο διαφορετικά μεγέθη:

Η μάζα είναι η ποσότητα της ύλης που περιέχεται σε ένα σώμα.

Την μάζα την μετράμε σε χιλιόγραμμα ή κιλά  (Κg).

Βάρος είναι η δύναμη με την οποίαν έλκει ένα σώμα η Γη.

Το βάρος το μετράμε σε Newton (Ν) (Νιούτον) προς τιμήν του Ισαάκ Νεύτωνα .

​
Αν ένα υλικό σώμα το πάμε σε όλους τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος:

θα έχει την ίδια μάζα παντού (Κg) (ίδια κιλά ή χιλιόγραμμα),

αλλά διαφορετικό βάρος (Ν) σε κάθε πλανήτη, μιας και καθένας έχει διαφορετικό μέγεθος, έλκει το σώμα με διαφορετική δύναμη.

Λοιπόν,  η μάζα δεν αλλάζει, όπως δεν αλλάζει και η μορφή του τούβλου.
Τόσο απλά.

 ένα σώμα με μάζα ενός χιλιόγραμμου (Kg) έχει βάρος περίπου 9,8 Ν στην επιφάνεια της γης

Το βάρος μας στη γη

Βέβαια, ούτε στην Γη ζυγίζουμε παντού το ίδιο!
Η Γη αν και φαίνεται να έχει σχήμα σφαιρικό , στην πραγματικότητα δεν είναι τελείως σφαιρική (στρογγυλή).

Είναι συμπιεσμένη  στις κορυφές (πόλους) και διογκωμένη στη μέση (ισημερινός) .

(περίπου 40 χμ. μεγαλύτερη διάμετρος στον ισημερινό).

​Έτσι, αν κάποιος ζυγιστεί στους Πόλους, η ζυγαριά θα τον δείξει λίγο (πολύ λίγο...) βαρύτερο απ' ό,τι αν ζυγιστεί στον Ισημερινό! (Επειδή βρίσκεται πιο κοντά στο κέντρο της γης)

Με την ίδια λογική, κάποιος άνθρωπος στο Έβερεστ θα είναι λίγο ελαφρύτερος απ' ό,τι στην θάλασσα! (Επειδή βρίσκεται πιο μακριά από το κέντρο της γης)

Πόσο θα ζυγίζαμε στη σελήνη;

Ας υποθέσουμε ότι ένας αστρονάυτης (με τη στολή του) ζυγίζει 108 κιλά πάνω στη γη.

Στη σελήνη θα ζυγίζει 6 φορές λιγότερο .

Αυτό συμβαίνει διότι το φεγγάρι έχει μικρότερη μάζα από τη γη με αποτέλεσμα η έλξη των μαζών (μεταξύ φεγγαριού-αντικειμένου) να είναι μικρότερη κατά 6 φορές.

Επομένως θα ζυγίζει 108:6=18 κιλά

Και στο διάστημα;

Αν δεν υπάρχει ουράνιο σώμα για να τον τραβήξει με την ελκτική του δύναμη, τότε το βάρος του θα είναι ΜΗΔΕΝ κιλά, δεν θα ζυγίζει τίποτε!

ΦΕ4: Πώς μετράμε τη δύναμη

Το μέγεθος της δύναμης μετριέται με ειδικά όργανα που λέγονται δυναμόμετρα.

Τα δυναμόμετρα αποτελούνται από:

•     ένα ελατήριο
•     ένα περίβλημα του ελατηρίου
•     μία κλίμακα, βαθμολογημένη έτσι ώστε ανάλογα με την επιμήκυνση του ελατηρίου να δείχνει την κατάλληλη ένδειξη για τη δύναμη
•     ένα άγκιστρο, από το οποίο κρεμάμε το σώμα που θέλουμε να μετρήσουμε

Μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι το Newton (Νιούτον), το οποίο συμβολίζεται: 1 Ν

(Το μήλο στην εικόνα έχει βάρος 1,2 Ν)

 Μετράμε τη δύναμη με βάση το μέγεθος της προσωρινής παραμόρφωσης, την οποία αυτή προκαλεί στο ελατήριο.

Η επιμήκυνση του ελατηρίου είναι ανάλογη της δύναμης που ασκείται σε αυτό.

Οι δυνάμεις μετριούνται με βάση τα αποτελέσματα που προκαλούν.

Τα αποτελέσματα μιας δύναμης είναι ανάλογα με το μέγεθος της.

Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που ασκείται σε ένα ελατήριο, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση του, (επιμήκυνση).

ΦΕ5: Τριβή: μία σημαντική δύναμη  

Είναι η δύναμη η οποία αντιστέκεται στην κίνηση ενός σώματος πάνω σε ένα άλλο με το οποίο έρχεται σε επαφή.

Η τριβή έχει πολύ μεγάλη σημασία στην καθημερινή μας ζωή.

Για παράδειγμα, μας βοηθάει να περπατάμε, να πιάνουμε και να συγκρατούμε διάφορα αντικείμενα, για την κίνηση των αυτοκινήτων στους δρόμους κλπ.

•     Η τριβή και αντιστέκεται στο να ξεκινήσει να κινείται ένα ακίνητο σώμα και
•     δυσκολεύει την κίνηση ενός σώματος που κινείται

  Η τριβή είναι μια δύναμη που ασκείται με επαφή.

Η εμφάνιση της τριβής έχει τα ακόλουθα αποτελέσματα:

•     Προκαλεί τη θέρμανση των επιφανειών που τρίβονται και μετατρέπει ένα μέρος της κινητικής ενέργειας σε θερμότητα.

• Τα σώματα που τρίβονται το ένα με το άλλο, φθείρονται
• Σε πολλές περιπτώσεις η τριβή προκαλεί παραγωγή ήχου.

Aκόμα και οι πιο επίπεδες επιφάνειες των στερεών σωμάτων, ακόμη και αυτές που με το μεγεθυντικό φακό φαίνονται τελείως λείες, μικροσκοπικά δεν είναι τέλειες. Υπάρχουν δηλαδή κενές θέσεις μορίων ή μόρια που «προεξέχουν». Οι «ανωμαλίες» αυτές δυσκολεύουν την κίνηση των σωμάτων, όταν οι επιφάνειές τους τρίβονται.

Ο προϊστορικός άνθρωπος, τρίβοντας ένα σκληρό σ' ένα μαλακό ξύλο, ανάβει φωτιά. Από την άλλη, η «υπερνίκηση» των τριβών με τον τροχό είναι επινόηση τόσο παλιά, που η χρονολόγηση της είναι προβληματική. Κι ακόμα, από την αρχαιότητα χρησιμοποιούνται λιπαντικά, όπως το ζωικό λίπος και τα φυτικά έλαια, για την ελάττωση των τριβών.

Όσο πιο πολύ χρόνο είναι σε επαφή δύο σώματα τόσο πιο έντονα είναι τα αποτελέσματα της τριβής

Η τριβή που αναπτύσσεται ανάμεσα σε δύο ακίνητα σώματα λέγεται στατική τριβή.

Ενώ αυτή που αναπτύσσεται ανάμεσα σε δύο σώματα που γλιστρούν το ένα σε σχέση με το άλλο λέγεται τριβή ολίσθησης.

Η στατική τριβή σταματά όταν τα σώματα αρχίζουν να κινούνται

Για το Β΄μέρος της Μηχανικής εδώ

Iδέες για πειράματα από το Ε.Κ.Φ.Ε. Χανίων

Για το Β΄μέρος της Μηχανικής εδώ

Παρουσιάσεις

QUIZ

Παρουσιάσεις

QUIZ

Παρουσιάσεις

QUIZ

Παρουσιάσεις

QUIZ