hledej
fotografie dne
Ráz těles
 
FYZIKA V POZADÍ
Mechanika
 
Kinematika
Relativnost klidu a pohybu
Poloha hmotného bodu
Dráha hmotného bodu
Průměrná a okamžitá rychlost
Rovnoměrný přímočarý pohyb
Rovnoměrně zrychlený pohyb
Volný pád
Skládání pohybů a rychlostí
Rovnoměrný pohyb po kružnici
Dynamika
Síla a její účinky
Newtonovy zákony
1. Newtonův pohybový zákon
2. Newtonův pohybový zákon
3. Newtonův pohybový zákon
Odporové síly
Hybnost tělesa
Impuls síly
Zákon zachování hybnosti
Dostředivá a odstředivá síla
Vztažné soustavy
Inerciální vztažná soustava
Neinerciální vztažná soustava
Rotující vztažná soustava
Mechanická práce
Výkon
Účinnost
Mechanická energie
Zákon zachování energie
Představy o vesmíru
Keplerovy zákony
Gravitace
Problém tří těles
Měření gravitančí konstanty
Gravitační, tíhové - kdo se v tom má vyznat
Umělé družice
Pohyby v gravitačním poli Země
Vrhy
Slapové jevy
Rozměry a pohyby Země
Tuhé těleso
Skládání a rozkládání sil
Moment síly
Dvojice sil
Těžiště a stabilita tělesa
Jednoduché stroje
Kinetická energie tuthého tělesa
Moment setrvačnosti
Volná osa
Ráz těles
Základní vlastnosti tekutin
Tlak
Pascalův zákon
Hydrostatický tlak
Spojené nádoby
Atmosférický tlak
Vztlaková síla
Plování těles
Proudění tekutin
Bernoulliho rovnice
Proudění reálné tekutiny
Obtékání těles
Vodní motory
Využití energie proudící tekutiny
Lidské tělo a tlak
Použité zdroje
 
Srazí-li se dvě tělesa při pohybu, vznikají na styčné ploše síly, kterými se mění pohyb těles. Takové střetnutí dvou těles se ve fyzice nazývá ráz těles. K rázům dochází např. při míčových hrách mezi hráčem a míčem nebo při automobilových nehodách apod.

Zákony o rázu těles poprvé uveřejnil lékař a profesor univerzity Pražské Jan Marek Marci ve spise De proporione motus z roku 1639. Tento spis byl dlouhou dobu nepovšimnut a o několik let později na popud londýnské akademie se stejným problémem zabýval Christian Huygens, John Wallis a Christopher Wren, později i Isaac NewtonPrincipiích.

Při rázu působí tělesa na sebe navzájem sice jen krátkou dobu, ale zato velkými nárazovými silami, jejichž účinkem se prudce mění rychlosti těles. Při zkoumání jevů, které nastávají při rázech, se omezíme jen na velmi jednoduché případy. Budeme předpokládat, že pohyb těles je posuvný (k případné rotaci nebudeme přihlížet) omezíme se na ráz stejnorodých koulí, při němž nárazové síly leží na přímce procházející těžištěm koulí – tzv. středový náraz, a že  rychlosti obou koulí před rázem leží na přímce procházející středy obou koulí – tzv. přímý ráz. Výsledek rázu závisí na tom, zda se srazí plastické nebo pružné koule. Podle toho dělíme rázy na nepružné a pružné:

Nepružný ráz

Uvažujeme dvě plastické koule o hmotnostech m1, m2, které se pohybují po téže přímce rychlostmi v1, v2 téhož směru. Při srážce vznikají na styčné ploše síly, kterými se koule deformují. Protože u plastických koulí je deformace trvalá, zůstanou po rázu obě koule u sebe a budou se pohybovat společnou rychlostí v.

nepružný ráz

Pro koule platí zákon zachování hybnosti, podle něhož je součet hybností před rázem rovný hybnosti po rázu. Platí tedy
nepružný ráz
Hybnost koulí před rázem i po rázu leží v téže přímce a mají stejný směr. Vztah pro rychlost snadno vypočítáme
nepružný ráz
Kinetická energie po rázu je menší než součet kinetických energií před rázem. Nárazové síly při rázu konají práci spojenou s deformací koulí, přičemž části kinetické energie přejde ve vnitřní energii koulí. Prohlédněte si nepružný ráz na animaci, na prvním nebo druhém videu.

Dokonale pružný ráz

Srazí-li se dvě dokonale pružné koule, probíhá ráz ve dvou fázích. V první fázi se koule deformují vlivem nárazových sil a po velmi krátkou dobu se pohybují společnou rychlostí v. Část kinetické energie se přitom změní na potenciální energii pružnosti. Protože však jsou koule dokonale pružné, vrátí se opět do původního tvaru, odskočí od sebe a pohybují se rychlostmi 1, 2. Potenciální energie pružnosti se opět přemění na kinetickou energii.

pružný ráz

Při pružném rázu platí zákon zachování hybnostizákon zachování mechanické energie soustavy.
pružný ráz
pružný ráz
Odtud plynou zajímavé důsledky: Jestliže mají koule stejnou hmotnost, je rychlost 1 = v2 a naopak, tj. koule si při rázu vymění rychlosti. Jestliže je navíc druhá koule před rázem v klidu, první se zastaví a druhá se bude pohybovat rychlostí v1. Pohrajte si s dokonale pružným rázem na apletu, na prvním, druhém nebo třetím videu.

 
Copyright (c) 2008 Techmania   All rights reserved.         Powered by NetPro systems, s.r.o.           Design by Jan Dienstbier, UUD ZCU.
Creative Commons License
Edutorium - Techmania science center by Magda Vlachová, Jindřich Káža is licensed under a Creative Commons 3.0 Unported License