Organisatorisches 3. Dynamik: Kraft, Impuls, Reibung

Organisatorisches
Vorlesung: Di, Mi, Do 905-1005 s.t. HNB
Dr. F.-H. Heinsius, E-Mail: [email protected]
Material (kein Skript) und aktuelle Informationen
und Übungsblätter:
http://www.ep1.rub.de/lehre/veranstaltungen/ws0910/physikcbg/
Übungen: Abgabe Dienstag vor der Vorlesung.
Bitte Gruppennummer und Namen nicht vergessen!
Tauschen: E-Mail an mich mit Matrikel# und alte/neue Gruppe
Neueintrag: E-mail mit Matrikel# und gewünschte Gruppe
Heute: zu 2. schiefer Wurf
3. Dynamik: Kraft, Newton Axiome
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
1
3. Dynamik: Kraft, Impuls, Reibung
Letzte Stunde:
• 2. Kinematik des Massenpunktes
– Bewegungsgleichung bei konstanten a:
– Freier Fall: g=9,81 m/s2 (Massenunabhängig) s (t ) =
– Superpositionsprinzip: Bewegungen entlang der drei
Koordinatenachsen überlagern sich ungestört
1 2
at + v0t + s0
2
• waagerechter Wurf
Heute:
• Schiefer Wurf
• Dynamik: kräftefreie Bewegung, Gewichtskraft, Kraft und
Beschleunigung, träge Masse, schwere Masse,
• Lernziel
– Im Gleichgewicht heben sich Kräfte auf
– Kraft auf einen freien Körper bewirkt Beschleunigung
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
2
2.3 Bewegung in 2 Dimensionen
• waagerechter Wurf
g 2
t + sy0
2
2( s y − s y 0 )
Fallzeit t unabhängig von v0 : t =
−g
s x (t ) = v x 0 t
s y (t ) = −
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
3
F.-H. Heinsius
4
Schiefer Wurf
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
5
Zusammenfassung Kinematik
•
Strecke s , Geschwindigkeit v, Beschleunigung a
v=
•
ds
= s&
dt
dv
= v& = &s&
dt
Bewegungsgleichung (a=konstant)
s (t ) =
•
•
a=
1 2
at + v0t + s0
2
Freier Fall: g=9,81 m/s2 (Massenunabhängig)
Superpositionsprinzip: Bewegungen entlang der
drei Koordinatenachsen überlagern sich ungestört
– waagerechter Wurf, schiefer Wurf
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
6
3. Dynamik: Kraft, Impuls, Reibung
3.1
1. Newtonsches Axiom: Trägheitssatz
Ohne äußere Kraft
bleibt ein Körper in Ruhe
oder
bewegt sich geradlinig mit v = konst.
Isaac Newton
(1642-1727)
Luftschienenbahn
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
7
F.-H. Heinsius
8
Was ist Kraft?
z.B. Gewichtskraft ist die
Anziehung von Masse
durch die Erde.
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
9
3.2 Schwerkraft (Gravitation)
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
10
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
11
Masse: Eigenschaft des Körpers
Gewichtskraft: Abhängig von der Gravitation
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
12
Kraft als Vektor
F3
F2
F1
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
13
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
14
3.3 2.Newtonsches Axiom: Aktionsprinzip
Zusammenhang von
Kraft, Beschleunigung und Masse
Luftkissenbahn
a proportional zu
a proportional zu
⇒
a = F/m
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F
1/m
F.-H. Heinsius
15
2. Newtonsches Axiom: Aktionsprinzip
Jede Beschleunigung erfordert die
Anwendung
von Kraft:
r
r
F = m⋅a
Isaac Newton
(1642-1727)
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
17
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
18
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
19
Zusammenfassung
• 1. Newtonsches Axiom: Trägheitssatz
Ohne äußere Kraft bleibt ein Körper in Ruhe
oder bewegt sich geradlinig mit v = konst.
• 2. Newtonsches Axiom: Aktionsprinzip
Jede Beschleunigung erfordert
die
r
r
Anwendung von Kraft: F = m ⋅ a
• Im Gleichgewicht heben sich Kräfte auf
• Gewichtskraft auf der Erde: FG= m g mit g=9,81m/s2
• Einheit der Kraft: [F ]=N=kg m/s2
Newton
Physik I (Biochemie, Chemie und Geowissenschaften) WS 09/10
F.-H. Heinsius
20