Корице уџбеника

5.1. Закон Инерције

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Примена Првог Њутновог закона (Закона инерције): 1. Кретање: Аутомобил и путник се крећу истом брзином (\( v \)). 2. Промена стања: При наглом кочењу, спољашња сила зауставља аутомобил. 3. Инерција: Тело путника тежи да задржи стање кретања и наставља да се креће унапред брзином \( v \). 4. Заштита: Сигурносни појас делује силом на путника, зауставља га заједно са возилом и спречава удар у унутрашњост аутомобила.

Детаљно решење

Корак 1: Анализа стања кретања

Током вожње, аутомобил и сви путници у њему крећу се истом брзином. Према физичким законима, путник и возило се налазе у стању равномерног праволинијског кретања.

Корак 2: Идентификација појаве инерције

Инерција је особина свих тела да се одупиру промени свог стања мировања или кретања. Како је наведено у лекцији, "свако тело остаје у стању мировања или равномерног праволинијског кретања све док га деловање других тела не примора да то стање промени". Ово је познато као Први Њутнов закон.

Корак 3: Анализа наглог кочења или судара

Када аутомобил нагло закочи или удари у препреку, на њега делује спољашња сила која га зауставља. Међутим, та сила не делује директно на тело путника. Због своје инерције, тело путника тежи да настави кретање унапред истом брзином и у истом смеру којим се кретало пре кочења.

Корак 4: Улога сигурносног појаса

Без сигурносног појаса, путник би због инерције наставио да се креће напред и могао би да удари у ветробранско стакло, контролну таблу или седиште испред себе. Сигурносни појас делује као спољашња сила која везује путника за седиште и присиљава његово тело да се заустави истовремено са аутомобилом, чиме се спречавају тешке повреде.

Кратак запис решења:

Због инерције, тело путника тежи да настави кретање унапред брзином коју је имало пре кочења. Сигурносни појас зауставља тело заједно са возилом, спречавајући удар у делове аутомобила услед Првог Њутновог закона.

Најважније из лекције

Први Њутнов закон: Тело задржава стање мировања или равномерног праволинијског кретања све док на њега не делују друга тела (силе) или док се та дејства поништавају.
Инерција (тромост): Својство тела да се опире било каквој промени стања кретања (успорењу, убрзању или скретању).
Практични примери: При поласку возила тело иде уназад, при кочењу унапред. Сигурносни појасеви и ваздушни јастуци штите путнике од последица деловања инерције.
Први Њутнов закон: Тело мирује или се креће равномерно праволинијски ако на њега не делују друга тела или ако се њихово деловање узајамно поништава.
Стање равнотеже је стање тела које мирује или се креће равномерно праволинијски услед тога што је укупно дејство свих спољашњих сила једнако нули.
При надвлачењу конопца, када обе екипе вуку једнаким силама у истом правцу а супротним смеровима, силе се међусобно поништавају и конопац остаје у стању мировања.
У реалним условима на Земљи слободно покренуто тело се временом зауставља због деловања силе трења и отпора средине. Када би се тело покренуло у свемиру (далеко од утицаја других небеских тела и отпора средине), оно би се кретало бесконачно дуго сталном брзином по правој путањи.
Шта је неопходно да би се тело покренуло из стања мировања или променило своју брзину?
Потребно је да на њега делује друго тело, односно спољашња неуравнотежена сила.
Инерција (тромост) је својство сваког тела да се опире промени свог стања мировања или равномерног праволинијског кретања.
Ако на чашу поставимо картон са новчићем и нагло хоризонтално извучемо картон, новчић услед инерције тежи да остане у стању мировања на истом месту и због тога упада директно у чашу под утицајем Земљине теже.
Како је могуће извући једну књигу из средине наслагане гомиле књига, а да се остале књиге не сруше?
Потребно је књигу извући врло наглим и брзим покретом у хоризонталном правцу. Услед инерције, књиге изнад ње теже да задрже стање мировања и падају вертикално на књиге испод.
Нагло покретање возила: Када возило нагло крене са места, тело путника се помера уназад, јер тежи да остане у стању мировања.
Нагло кочење возила: Када се возило нагло зауставља, тело путника се помера унапред, јер услед инерције тежи да настави кретање истом брзином којом се возило кретало.
Мере безбедности: Сигурносни појас спречава избацивање путника унапред при наглом кочењу или судару, док ваздушни јастуци ублажавају удар и штите од повреда.
У ком смеру ће се нагнути путник у аутобусу када аутобус нагло скрене улево?
Путник ће се нагнути удесно, јер његово тело услед инерције тежи да настави праволинијско кретање.

Задаци за вежбање

Задатак 1 (лак): Зашто се лопта која се котрља по трави након извесног времена заустави, иако је нико није зауставио руком или ногом?
Лопта се зауставља зато што на њу делују спољашње силе које успоравају њено кретање – сила трења између лопте и траве и сила отпора ваздуха.
Задатак 2 (средњи): На тело делују две силе једнаких интензитета од по \(10\text{ N}\) које имају исти правац, али супротне смерове. Како ће се ово тело кретати ако је пре деловања ових сила мировало?
Пошто силе имају једнаке интензитете и исти правац, а супротне смерове, њихова дејства се међусобно поништавају. Према Првом Њутновом закону, тело ће наставити да мирује (налази се у стању равнотеже).
Задатак 3 (средњи): Зашто се пре уласка у кућу снег са чизама скида тако што се ногом нагло удари о праг или тврду подлогу?
Када чизма удари о подлогу, она се нагло заустави, док комадићи снега услед инерције теже да наставе кретање у смеру у ком су се кретали и зато отпадају са чизме.
Задатак 4 (тежак): Свемирска сонда се креће кроз међузвездани простор брзином од \(15\text{ km/s}\). Колику силу мотори морају стално производити да би сонда одржавала ту брзину ако се занемари утицај гравитације других тела и отпор средине? Објасните зашто.
Потребна сила мотора је \(0\text{ N}\) (мотори могу бити потпуно искључени).
Објашњење: Према Првом Њутновом закону (Закону инерције), тело на које не делују спољашње силе остаје у стању равномерног праволинијског кретања сталном брзином. Сонда ће се у бестежинском и празном простору сама кретати брзином од \(15\text{ km/s}\) без потребе за погоном.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: