Opis
Korepetycje z I zasady dynamiki rozpoczniemy od przypomnienia działań na wektorach. Zauważyliśmy w temacie Siły wokół nas…, że zadania dotyczące wektorów o wspólnym kierunku można rozwiązywać w oparciu o wielkości skalarne. Jednakże, nie zawsze siły leżą na jednej prostej. Weźmy za przykład dziecko na huśtawce. Najczęściej rodzice działają siłą na dziecko w chwili, gdy ławeczka huśtawki zajmuje skrajne, tylne położenie. Rodzic działa siłą, w przybliżeniu, poziomą. Siła grawitacji działa pionowo. Siła reakcji ławeczki ma kierunek zgodny z kierunkiem łańcuchów, na których wisi. W końcu (na szczęście), działa jeszcze siła tarcia.
Aby rozumieć zachowanie się obiektu poddanego działaniu wielu sił zastępujemy je siłą wypadkową. Ponieważ jest wektorem, to posiada: kierunek, zwrot oraz wartość. Aby uzyskać siłę wypadkową dodajemy do siebie kolejno wszystkie wektory działających sił. Korzystamy z metody trójkąta, lub metody równoległoboku.
Korepetycje z I zasady dynamiki poświęcimy, na przypadki, w których suma działających sił – siła wypadkowa, ma wartość zero. Spotkaliśmy się już z nimi podczas korepetycji z III zasady dynamiki.
Każdy obiekt spoczywający na powierzchni Ziemi podlega sile grawitacji. Obserwujemy ciężar ciała. Do jego badania służy waga. Ciężar, to siła jaką ciało działa na powierzchnię Ziemi. Wiemy już, że istnieje, przeciwnie zwrócona siła reakcji podłoża. Równa co do wartości ciężarowi ciała. Zatem, na środek masy ciała działają siły: grawitacji – pochodząca od masy Ziemi oraz reakcji podłoża. Są one równe. Oznacza to, że siła wypadkowa ma wartość zero. Obserwujemy spoczynek ciała na powierzchni Ziemi.
Identyczny opis można zastosować do dziecka ślizgającego się na łyżwach. Jeśli ograniczy się ono do jazdy na wprost, bez odpychania się łyżwą od lodu, to prędkość dziecka nie będzie się zmieniać (pomijamy tarcie stali łyżew o lód). W tym przypadku, siła wypadkowa jest również zerowa.
Pierwsza zasada dynamiki oznajmia, że we wszystkich przypadkach, gdy siła wypadkowa jest zerowa, to ciało zachowuje stałą prędkość, lub pozostaje w spoczynku.
