Dynamika w fizyce to dział, który zajmuje się przyczynami ruchu. Zatem, w przeciwieństwie do kinematyki (która tylko opisuje ruch), dynamika wyjaśnia, *dlaczego* ciała się poruszają, przyspieszają, zwalniają, lub zmieniają kierunek.
Podstawą dynamiki są trzy zasady dynamiki Newtona. Zrozumienie ich jest kluczowe do rozwiązywania zadań z tego działu fizyki.
Pierwsza zasada Newtona (zasada bezwładności): Ciało pozostaje w spoczynku lub w ruchu jednostajnym prostoliniowym, jeśli nie działają na nie żadne siły zewnętrzne lub siły te się równoważą. Oznacza to, że jeśli na przykład pchniemy krążek po lodzie (gdzie tarcie jest minimalne), będzie on poruszał się prawie ze stałą prędkością, dopóki coś go nie zatrzyma (np. tarcie).
Druga zasada Newtona (zasada siły): Siła działająca na ciało jest równa masie tego ciała pomnożonej przez jego przyspieszenie. Wzór: F = ma. Im większa siła działająca na ciało, tym większe jego przyspieszenie. Im większa masa ciała, tym mniejsze przyspieszenie przy tej samej sile. Na przykład, łatwiej rozpędzić pusty wózek niż wózek pełen zakupów.
Trzecia zasada Newtona (zasada akcji i reakcji): Jeśli jedno ciało działa na drugie z pewną siłą (akcja), to drugie ciało działa na pierwsze z siłą o tej samej wartości i kierunku, lecz przeciwnym zwrocie (reakcja). Przykład: Kiedy idziemy, odpychamy ziemię do tyłu (akcja), a ziemia odpycha nas do przodu (reakcja). Dzięki temu możemy się poruszać.
Rozwiązując zadania z dynamiki, ważne jest:
- Narysowanie schematu: Zaznacz ciało, o którym mowa, i wszystkie siły działające na to ciało (np. siła ciężkości, siła nacisku, siła tarcia).
- Określenie kierunków i zwrotów sił: Zaznacz osie współrzędnych.
- Rozłożenie sił na składowe: Jeśli siła działa pod kątem, rozłóż ją na składowe wzdłuż osi x i y.
- Zastosowanie drugiej zasady Newtona (F = ma): Zapisz równania dla każdej osi (∑Fx = max, ∑Fy = may). Pamiętaj, że *a* to przyspieszenie w danym kierunku.
- Rozwiązanie układu równań: Otrzymane równania rozwiąż, aby obliczyć niewiadome (np. przyspieszenie, siłę).
Przykładowo, jeśli klocek o masie 2 kg jest ciągnięty po stole siłą 10 N, a siła tarcia wynosi 2 N, to przyspieszenie klocka obliczymy następująco:
Siła wypadkowa F = 10 N - 2 N = 8 N.
Z drugiej zasady Newtona: F = ma, czyli 8 N = 2 kg * a.
Zatem a = 8 N / 2 kg = 4 m/s². Przyspieszenie klocka wynosi 4 metry na sekundę kwadrat.
Podsumowując, dynamika to zrozumienie przyczyn ruchu, a zasady Newtona są kluczowe do rozwiązywania zadań. Pamiętaj o rysowaniu schematów i dokładnym analizowaniu sił.
