ĆWICZENIA Z FIZYKI
GEODEZJA I KARTOGRAFIA I ROK STUDIA NIESTACJONARNE.
TEMAT 3: Układy inercjalne i nieinercjalne. Transformacja Galileusza. Zasady dynamiki Newtona. Zasada bezwładności d’Alamberta. Ruch w nieinercjalnych
układach odniesienia. Praca i zasada zachowania energii.
Zagadnienia:
- niezmienniczość równań, transformacja Galileusza, prawo składania prędkości
- równanie ruchu punktu materialnego
- transformacja równania ruchu do innego układu inercjalnego
- siły bezwładności w układach nieinercjalnych, zasada bezwładności
- ruch ciała względem układu nieinercjalnego poruszającego się ruchem postępowym
- ruch ciał w układzie obracającym się dookoła osi, siła odśrodkowa i siła Coriolisa
- praca i energia, zasada zachowania energii.
ZADANIE 1 - transformacja Galileusza
Samolot wystartował z lotniska i leci do punktu docelowego położonego w odległości L=600km w kierunku północnym. W czasie lotu wieje wiatr wschodni o prędkości u=20m/s. Wartość prędkości samolotu mierzona względem nieruchomego powietrza wynosi v=450km/h. Jaka będzie wypadkowa wartość w prędkości samolotu względem ziemi i czas lotu t do punktu docelowego? Jaki kąt musi tworzyć z kierunkiem lotu oś podłużna samolotu?

ZADANIE 2 – równanie ruchu punktu materialnego
Ciało o masie m=2kg zsuwa się po równi pochyłej o kącie nachylenia a=30o i wysokości h=3m. Prędkość początkowa ciała na szczycie równi wynosi zero.
a. Oblicz przyspieszenie ciała i jego prędkość przy podstawie równi.
b. Oblicz współczynnik tarcia kinetycznego fs ciała o powierzchnię równi, jeżeli czas ruchu ciała ze szczytu równi do jej podstawy wynosi t=2.3s.

ZADANIE 3 – praca i energia, zasada zachowania energii
Ciało z poprzedniego zadania zsuwa się z równi pochyłej, a współczynnik tarcia kinetycznego o równię wynosi fs = 0.25.
a. Wyznacz energię całkowitą, kinetyczną i potencjalną ciała jako funkcję czasu ruchu, przyjmując początek ruchu na szczycie równi w momencie t=0.
b. Oblicz pracę siły tarcia i wyznacz energię całkowitą ciała korzystając z zasady zachowania energii.
c. Oblicz prędkość ciała u podstawy równi, korzystają z zasady zachowania energii.

ZADANIE 4 – ruch ciała w nieinercjalnym układzie współrzędnych
a. Oblicz nacisk ciała o masie m na szalkę wagi w windzie poruszającej się ruchem jednostajnie przyspieszonym o wartości a do góry.

b. Na półkuli północnej na szerokości geograficznej F=30o z prędkością v=108km/h jedzie na południe pociąg towarowy o masie m=1200t. Oblicz wartość i określ kierunek siły Coriolisa działającej na ten pociąg.