Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Први Њутнов закон: тело мирује или се креће равномерно праволинијски све док се услед деловања других тела то стање не промени. а) узрок кретања - НЕ (тело се креће и без силе, по инерцији) б) узрок промене начина кретања - ДА в) узрок и кретања и промене начина кретања - НЕ Тачан одговор: б) узрок промене начина кретања.

Детаљно решење

Корак 1: Шта се тражи у задатку

Треба да одредимо шта је сила према Првом Њутновом закону (Закону инерције): да ли је она узрок кретања, узрок промене начина кретања или и једног и другог.

Корак 2: Исказ Првог Њутновог закона

Први Њутнов закон гласи: Тело мирује или се креће равномерно праволинијски све док се услед деловања других тела то стање не промени. Дакле, ако на тело не делује сила (или се силе које делују поништавају), тело које се креће наставља да се креће истом брзином по правој линији. За само кретање тела сила није потребна.

Корак 3: Анализа понуђених одговора

- а) узрок кретања - нетачно, јер се тело може кретати равномерно праволинијски и без деловања силе (кретање по инерцији). - б) узрок промене начина кретања - тачно, сила мења брзину тела: покреће тело које мирује, убрзава га, успорава, зауставља или му мења смер кретања. - в) узрок и самог кретања и промене начина кретања - нетачно, јер сила није узрок самог кретања.

Закључак

Први Њутнов закон говори о томе да је сила узрок промене начина кретања. Тачан одговор је б).

Кратак запис решења:

Тело без деловања силе мирује или се креће равномерно праволинијски \( \Rightarrow \) сила мења начин кретања. Тачан одговор: б).

Најважније из лекције

Графички приказ: Пређени пут је једнак површини испод \(v-t\) графика.
Формуле за пут: \(s = v_0 t \pm \frac{at^2}{2}\) и \(v^2 = v_0^2 \pm 2as\) (знак \(+\) за убрзано, знак \(-\) за успорено кретање).
Први закон: Ако нема силе (\(F=0\)), тело мирује или се креће праволинијски константном брзином.
Други закон: Сила ствара убрзање: \(F = m \cdot a\).
Трећи закон: Силе се увек јављају у паровима једнаких интензитета, а супротних смерова (\(F_{\text{акција}} = F_{\text{реакција}}\)).
Пређени пут тела при било ком праволинијском кретању бројно је једнак површини геометријске фигуре између линије графика брзине (\(v\)) и временске осе (\(t\)).
График зависности тренутне брзине од времена (v-t график) за равномерно убрзано кретање са почетном брзином v0. Површина испод графика до тренутка t је осенчена и подељена на доњи правоугаоник висине v0 и ширине t (површине v0·t) и горњи правоугли троугао висине a·t и основе t (површине a·t²/2). Збир ове две површине представља укупан пређени пут s.
\[ s = P_{\text{испод } v-t \text{ графика}} \] Код кретања сталном брзином фигура је правоугаоник (\(s = v \cdot t\)), док је код убрзаног кретања то трапез или троугао.
Зависност пређеног пута од времена зависи од тога да ли тело убрзава или успорава и да ли има почетну брзину (\(v_0\)):
1. Равномерно убрзано кретање без почетне брзине (\(v_0 = 0\)): \[ s = \frac{a \cdot t^2}{2} \] 2. Равномерно убрзано кретање са почетном брзином (\(v_0 > 0\)): \[ s = v_0 \cdot t + \frac{a \cdot t^2}{2} \] 3. Равномерно успорено кретање: \[ s = v_0 \cdot t - \frac{a \cdot t^2}{2} \]
Код кретања са сталним убрзањем, средња брзина је једнака аритметичкој средини почетне и крајње брзине: \[ v_{sr} = \frac{v_0 + v}{2} \implies s = v_{sr} \cdot t \]
Аутомобил полази из мировања (\(v_0 = 0\)) и убрзава са \(a = 2 \text{ m/s}^2\) током \(t = 5 \text{ s}\). \[ s = \frac{2 \cdot 5^2}{2} = \frac{2 \cdot 25}{2} = 25 \text{ m} \]
Када време кретања (\(t\)) није познато, тренутна брзина, убрзање и пређени пут повезују се директним обрасцем.
\[ v^2 = v_0^2 + 2a \cdot s \quad (\text{равномерно убрзано кретање}) \] \[ v^2 = v_0^2 - 2a \cdot s \quad (\text{равномерно успорено кретање}) \] Ако тело креће из мировања (\(v_0 = 0\)): \(v^2 = 2as \iff v = \sqrt{2as}\) односно \(a = \frac{v^2}{2s}\).
Метак креће из мировања у цеви дужине \(s = 0,2 \text{ m}\) и излеће брзином \(v = 700 \text{ m/s}\). Убрзање метка у цеви је: \[ a = \frac{v^2}{2s} = \frac{700^2}{2 \cdot 0,2} = \frac{490\,000}{0,4} = 1\,225\,000 \text{ m/s}^2 \]
Први Њутнов закон (Закон инерције):
Свако тело остаје у стању мировања или равномерног праволинијског кретања све док га деловање спољашње силе не примора да то стање промени.
Други Њутнов закон (Основни закон динамике):
Убрзање које тело добија сразмерно је сили која на њега делује, а обрнуто сразмерно маси тог тела.
\[ F = m \cdot a \quad \Longleftrightarrow \quad a = \frac{F}{m} \]
Јединица за силу је Њутн: \(1 \text{ N} = 1 \text{ kg} \cdot \frac{\text{m}}{\text{s}^2}\)
Трећи Њутнов закон (Закон акције и реакције):
Ако тело \(A\) делује на тело \(B\) силом \(\vec{F}_A\) (сила акције), онда и тело \(B\) делује на тело \(A\) силом \(\vec{F}_B\) (сила реакције). Те силе су једнаке по интензитету и правцу, а супротног смера: \[ F_A = F_B \]
Силе акције и реакције делују на различита тела, па се зато никада не могу међусобно поништити!

Задаци за вежбање

Задатак 1 (Лак): Колика сила је потребна да телу масе \(5 \text{ kg}\) саопшти убрзање од \(3 \text{ m/s}^2\)?
Познато: \(m = 5 \text{ kg}\), \(a = 3 \text{ m/s}^2\)
Формула: \(F = m \cdot a\)
Рачун: \(F = 5 \text{ kg} \cdot 3 \text{ m/s}^2 = 15 \text{ N}\)
Одговор: Потребна је сила од \(15 \text{ N}\).
Задатак 2 (Средњи): Аутомобил полази са семафора из стања мировања и равномерно убрзава са \(a = 2 \text{ m/s}^2\). Колики пут ће прећи за \(6 \text{ s}\) и колика ће му бити брзина на крају тог времена?
Познато: \(v_0 = 0\), \(a = 2 \text{ m/s}^2\), \(t = 6 \text{ s}\)
1. Пређени пут:
\[ s = \frac{a \cdot t^2}{2} = \frac{2 \cdot 6^2}{2} = 36 \text{ m} \]
2. Крајња брзина:
\[ v = a \cdot t = 2 \text{ m/s}^2 \cdot 6 \text{ s} = 12 \text{ m/s} \]
Одговор: Пређени пут износи \(36 \text{ m}\), а крајња брзина је \(12 \text{ m/s}\).
Задатак 3 (Средњи): Дечак масе \(40 \text{ kg}\) стоји на леду на клизаљкама и одгурне другог дечака масе \(60 \text{ kg}\). Током одгуривања лакши дечак се покрене убрзањем од \(1,5 \text{ m/s}^2\). Колико је убрзање тежег дечака?
Познато: \(m_1 = 40 \text{ kg}\), \(a_1 = 1,5 \text{ m/s}^2\), \(m_2 = 60 \text{ kg}\)
Према Трећем Њутновом закону силе којима делују један на другог су једнаке (\(F_1 = F_2\)):
\[ F_1 = m_1 \cdot a_1 = 40 \text{ kg} \cdot 1,5 \text{ m/s}^2 = 60 \text{ N} \]
Иста сила од \(60 \text{ N}\) делује и на другог дечака:
\[ a_2 = \frac{F_2}{m_2} = \frac{60 \text{ N}}{60 \text{ kg}} = 1 \text{ m/s}^2 \]
Одговор: Убрзање тежег дечака износи \(1 \text{ m/s}^2\).
Задатак 4 (Тежак): Возило се креће почетном брзином од \(20 \text{ m/s}\), а затим почиње равномерно да кочи сталном силом кочења од \(4\,000 \text{ N}\). Маса возила је \(1\,000 \text{ kg}\). Колики пут ће возило прећи до потпуног заустављања и колико ће трајати кочење?
Познато: \(v_0 = 20 \text{ m/s}\), \(v = 0\) (заустављање), \(F_k = 4\,000 \text{ N}\), \(m = 1\,000 \text{ kg}\)
1. Успорење:
\[ a = \frac{F_k}{m} = \frac{4\,000 \text{ N}}{1\,000 \text{ kg}} = 4 \text{ m/s}^2 \]
2. Време заустављања:
\[ t = \frac{v_0}{a} = \frac{20 \text{ m/s}}{4 \text{ m/s}^2} = 5 \text{ s} \]
3. Пут кочења:
\[ s = \frac{v_0^2}{2a} = \frac{20^2}{2 \cdot 4} = \frac{400}{8} = 50 \text{ m} \]
(или помоћу \(s = v_0 t - \frac{at^2}{2} = 20 \cdot 5 - \frac{4 \cdot 25}{2} = 100 - 50 = 50 \text{ m}\))
Одговор: Време кочења је \(5 \text{ s}\), а пређени пут до заустављања износи \(50 \text{ m}\).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: