Trzecia zasada dynamiki Newtona i zjawisko odrzutu – test i pytania, fizyka klasa 7

Trzecia zasada dynamiki Newtona opisuje, że siły zawsze występują parami – akcji i reakcji. Na jej podstawie można wyjaśnić zjawisko odrzutu, które wykorzystywane jest między innymi w napędzie rakietowym.

Najważniejsze w 30 sekund

Trzecia zasada dynamiki: każdej akcji towarzyszy równa co do wartości i przeciwnie skierowana reakcja.
Siły akcji i reakcji działają na różne ciała, dlatego się nie równoważą.
Zjawisko odrzutu występuje np. przy strzale z broni palnej lub działaniu silnika rakietowego.
Trzecią zasadę dynamiki sformułował Isaac Newton w 'Principia Mathematica' (1687 rok).
Napęd odrzutowy wykorzystuje zasadę: wyrzucenie gazów w jedną stronę powoduje ruch pojazdu w stronę przeciwną.

Test: Trzecia zasada dynamiki Newtona. Zjawisko odrzutu – 10 pytań

Co mówi trzecia zasada dynamiki Newtona?
- A) Każdej akcji towarzyszy równa i przeciwnie skierowana reakcja
- B) Siła jest równa masie razy przyspieszenie
- C) Ciało pozostaje w spoczynku, jeśli nie działa na nie siła
- D) Energia nie może być tworzona ani niszczona
Na jakie ciała działają siły akcji i reakcji?
- A) Na to samo ciało
- B) Na dwa różne ciała
- C) Tylko na ciała o dużej masie
- D) Na ciało i na powietrze wokół niego
Dlaczego siły akcji i reakcji się nie równoważą, mimo że są sobie równe co do wartości?
- A) Bo mają różny kierunek
- B) Bo działają na różne ciała
- C) Bo mają różną wartość
- D) Bo działają w różnym czasie
Co powoduje odrzut broni palnej podczas strzału?
- A) Opór powietrza
- B) Siła reakcji na wypchnięcie pocisku do przodu
- C) Tarcie lufy
- D) Grawitacja
W jaki sposób rakieta porusza się w próżni kosmicznej?
- A) Odpychając się od powietrza
- B) Dzięki sile grawitacji Ziemi
- C) Wyrzucając gazy spalinowe, które wywołują siłę reakcji
- D) Nie może się poruszać w próżni
Kto sformułował trzecią zasadę dynamiki?
- A) Galileusz
- B) Isaac Newton
- C) Kepler
- D) Archimedes
Który przykład NIE jest zjawiskiem odrzutu?
- A) Strzał z broni palnej
- B) Start rakiety
- C) Pływak odpychający wodę nogami
- D) Spadanie kamienia pionowo w dół
Co dzieje się z łódką, gdy osoba z niej wyskakuje do przodu?
- A) Łódka pozostaje w miejscu
- B) Łódka odpływa w przeciwnym kierunku
- C) Łódka tonie
- D) Łódka przyspiesza w tym samym kierunku
Czym różni się działanie sił akcji i reakcji od równoważenia sił na jednym ciele?
- A) Niczym się nie różnią
- B) Siły akcji i reakcji działają na różne ciała, równoważące na to samo
- C) Siły reakcji są zawsze mniejsze
- D) Siły akcji działają tylko w próżni
Jakie medium jest potrzebne do działania napędu rakietowego?
- A) Powietrze
- B) Woda
- C) Żadne, działa też w próżni
- D) Tylko silne pole magnetyczne

Treść trzeciej zasady dynamiki

Trzecia zasada dynamiki Newtona mówi, że jeśli ciało A działa na ciało B pewną siłą (akcją), to ciało B działa na ciało A siłą o takiej samej wartości, tym samym kierunku, ale przeciwnym zwrocie (reakcją). Siły te nazywamy siłami akcji i reakcji.

Ważne jest, że siła akcji i siła reakcji działają zawsze na dwa różne ciała, dlatego nigdy się nie równoważą i nie znoszą – każda z nich wywołuje inny skutek, ponieważ działa na inne ciało o innej masie.

Zjawisko odrzutu

Zjawisko odrzutu polega na tym, że podczas wyrzucania jakiejś masy w jednym kierunku, ciało wyrzucające doznaje ruchu w kierunku przeciwnym, zgodnie z trzecią zasadą dynamiki. Klasycznym przykładem jest strzał z broni palnej – pocisk leci do przodu, a broń 'kopie' do tyłu.

Podobne zjawisko obserwujemy podczas pływania – pływak odpycha wodę do tyłu, a sam porusza się do przodu dzięki sile reakcji wody, skacząc z łódki – łódka odpływa w drugą stronę, czy odpychając się od ściany na deskorolce.

Napęd rakietowy jako zastosowanie zjawiska odrzutu

Silniki rakietowe wykorzystują zjawisko odrzutu do napędu pojazdów kosmicznych. Spalone gazy są wyrzucane z dużą prędkością przez dyszę w jedną stronę, a rakieta w reakcji na to porusza się w stronę przeciwną, zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona.

Napęd rakietowy działa również w próżni kosmicznej. Dzieje się tak, ponieważ rakieta wyrzuca masę (gazy spalinowe), którą sama przewozi (paliwo i utleniacz), nie potrzebując do tego ośrodka zewnętrznego. To odróżnia go od silników odrzutowych stosowanych w samolotach, które do działania muszą pobierać tlen z atmosfery.

Co trzeba umieć

Sformułować treść trzeciej zasady dynamiki Newtona.
Wskazać siły akcji i reakcji w konkretnej sytuacji fizycznej.
Wyjaśnić, dlaczego siły akcji i reakcji się nie równoważą mimo równej wartości.
Opisać zjawisko odrzutu na przykładzie broni palnej lub rakiety.
Wyjaśnić zasadę działania napędu rakietowego.

Typowe błędy

Twierdzenie, że siły akcji i reakcji się równoważą, bo działają na to samo ciało – to błąd, działają na różne ciała.
Mylenie zjawiska odrzutu z tarciem lub oporem powietrza.
Przekonanie, że rakieta w kosmosie nie może przyspieszać, bo nie ma od czego się odbić.
Pomijanie faktu, że siła reakcji pojawia się natychmiast i jednocześnie z siłą akcji.

Krótkie pytania i odpowiedzi

Dlaczego podczas odpalania sztucznych ogni wyrzutnia 'kopie' w dół lub do tyłu?

To efekt siły reakcji na wyrzucane w górę gazy i ładunek, zgodnie z trzecią zasadą dynamiki.

Czy trzecia zasada dynamiki działa również w przypadku sił niestykowych, np. grawitacji?

Tak, przyciąganie grawitacyjne również występuje parami – Ziemia przyciąga jabłko, a jabłko przyciąga Ziemię z tą samą siłą.

Dlaczego łatwiej odepchnąć się od ściany niż od wody?

Ściana jest sztywna i nie ulega odkształceniu, więc cała siła reakcji przekłada się na nasz ruch, a woda częściowo się przemieszcza.

Jak zjawisko odrzutu wykorzystywane jest w technice kosmicznej poza startem rakiety?

Służy też do korekty kursu satelitów za pomocą małych silniczków manewrowych wyrzucających gaz.

Czy człowiek stojący na deskorolce i rzucający piłką doświadczy odrzutu?

Tak, zgodnie z zasadą akcji i reakcji osoba wraz z deskorolką cofnie się nieznacznie w stronę przeciwną do rzutu.

FAQ

Dlaczego w szkole często myli się trzecią zasadę dynamiki z równoważeniem sił?

Bo obie dotyczą par sił o równej wartości i przeciwnym zwrocie, ale różnią się tym, na ile ciał działają te siły.

Czy zjawisko odrzutu ma zastosowanie tylko w zaawansowanej technice?

Nie, to uniwersalne zjawisko fizyczne. Obserwujemy je w prostych, codziennych sytuacjach, takich jak pływanie, wiosłowanie łódką, czy nawet w wędkowaniu (odrzut wędki przy zarzucaniu).

Jak trzecia zasada dynamiki tłumaczy chodzenie człowieka?

Noga odpycha podłoże do tyłu, a podłoże w reakcji popycha człowieka do przodu.

Dlaczego rakieta przyspiesza mimo braku oparcia w przestrzeni kosmicznej?

Bo opiera się nie o otoczenie, lecz o masę własnych wyrzucanych gazów, z którymi wymienia pęd.

Stwórz własny test · Zrób fiszki

Poprzednia lekcja: Swobodne spadanie ciał Następna lekcja: Opory ruchu