1. A kinematika és a dinamika tárgya

    2. Pontszerű test mozgásának kinematikai leírása során olyan mozgásegyenleteket írunk fel, amelyből bármely pillanatban ki tudjuk számolni a test által megtett utat, a test sebességét és a gyorsulását.

    A dinamika azt vizsgálja milyen erő hatására milyen mozgás jön létre, vagy az erőből következtet a mozgásállapotra.

    Egyenes vonalú mozgások során azokat a mozgásokat vizsgáljuk, ahol a mozgás pályája egyenes. Ide tartozik:

    • egyenes vonalú egyenletes mozgás,
    • egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás,
    • egyenes vonalú változó mozgás.

    Megjegyzés:

    • A mozgás pályája az a pontsor, amelyen a test végighalad.
    • Elmozdulás: a pálya kezdő és végpontját összekötő irányított egyenes szakasz, vektormennyiség.
  2. Egyenes vonalú egyenletes mozgás
    1. Kísérlet és a belőle levont következtetés

      2. Mikola-csővel végzett kísérlet során megfigyelhetjük, hogy a buborék egyenlő idő alatt egyenlő utat tesz meg. Kétszer, háromszor hosszabb idő alatt a buborék által megtett út is kétszer, háromszor nagyobb.
      Ebből arra következtetünk, hogy a buborék által megtett út és az út megtételéhez szükséges idő között egyenes arányosság van.

      s ~ t

      Ha két mennyiség egymással egyenesen arányos, akkor a kettő hányadosa egy állandót határoz meg. Ennél a mozgásnál az út és az idő hányadosa által meghatározott fizikai mennyiséget sebességnek nevezzük. 
      Jele: v

      Egyenes vonalú egyenletes mozgásnál az út egyenesen arányos az eltelt idővel, az arányossági tényező a mozgás állandó mennyisége a sebesség.


      A sebesség vektormennyiség, amelynek nagysága és iránya van.
      A sebesség mértékegysége SI-ben: 

    2. A mozgás jellemző grafikonjai
      3. Út-idő grafikon
      Egyenes vonalú egyenletes mozgásnál az út-idő grafikon az origóból kiinduló félegyenes.

      Sebesség-idő grafikon

      A mozgás állandó mennyisége a sebesség.
      Ezért a sebesség-idő grafikon az idő tengellyel párhuzamos egyenes.
      A sebesség-idő grafikon alatti terület mérőszáma a megtett út mérőszámával egyezik meg.
    3. A mozgás dinamikai feltétele

      4. Egy test akkor végez egyenes vonalú egyenletes mozgást, ha a testre ható erők eredője nulla.

  3. Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás
    1. Kísérlet

      		Az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás Galilei-lejtő segítségével szemléltethető.
      Négy párhuzamos pályán egyszerre indítunk el egy-egy golyót. A golyók útját csengők zárják el. Az első pályán a golyó a csengőig 10 cm hosszú utat tud megtenni, a másodikon 40 cm-t, a harmadikon 90 cm-t, a negyediken 160 cm-t.
      Ha a golyókat egyszerre elindítjuk úgy halljuk, hogy egyenlő időközönként koppannak a csengőkhöz.
    2. Gyorsulás fogalma

      3. Az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás állandó mennyisége a gyorsulás.

      A gyorsulás számértéke megmutatja, hogy egy másodperc alatt mennyivel változik meg a test sebessége.
      A gyorsulás jele: a

      A gyorsulás mértékegysége: .
      A gyorsulás vektormennyiség, amelynek nagysága és iránya van.

    3. Gyorsulás-idő grafikon

      4. A gyorsulás-idő grafikon az idő tengellyel párhuzamos egyenes.

      A grafikon alatti terület mérőszáma a t idő alatt bekövetkező sebességváltozás mérőszámával egyezik meg. 
    4. Pillanatnyi sebesség

      • Pillanatnyi sebességnek nevezzük a nagyon rövid időhöz tartozó átlagsebességet.
      • Pillanatnyi sebességnek nevezzük a testeknek azt a sebességét, amellyel a test akkor folytatná mozgását, ha a ráható összes erő megszűnne.
      • Jele: vt

      Egyenletesen változó mozgás esetén a pillanatnyi sebességet megkapjuk, ha a test kezdősebességéhez hozzáadjuk a t idő alatt bekövetkező sebességváltozást.


    5. Pillanatnyi sebesség-idő grafikon

      6. Nulla kezdősebesség esetén
      Nem nulla kezdősebesség esetén

      sebesség-idő grafikon alatti terület mérőszáma a megtett úttal egyezik meg.

    6. Út-idő összefüggések

      7. A grafikon alatti területből meghatározható:

      Ebből az összefüggésből levezethető a másik útképlet.

    7. Hely-idő grafikon

      8. A hely-idő grafikon egyenes vonalú egyenletesen változó mozgásnál egy fél parabola.

       


    8. A mozgás dinamikai feltétele

      9. Egy test akkor végez egyenes vonalú egyenletesen változó mozgást, ha a testre ható eredő erő állandó nagyságú és irányú.
  4. Átlagsebesség fogalma


    5. Az átlagsebesség az a képzeletbeli sebesség, amellyel, ha a test mozogna ugyanannyi idő alatt ugyanannyi utat tenne meg, mint váltakozó sebességgel.

  5. Fizikatörténeti vonatkozás

    6. Newton, Sir Isaac (1642-1727)
    Angol fizikus, matematikus, csillagász, filozófus, alkimista

    A mozgások dinamikai feltétele az ő törvényeiből vezethető le.

    Newton a történelem egyik legnagyobb hatású tudósa.
    Korszakalkotó műve a Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (A természetfilozófia matematikai alapelvei, 1687), melyben leírja az egyetemes tömegvonzás törvényét, valamint az általa lefektetett axiómák révén megalapozta a klasszikus mechanika tudományát.
    Ő volt az első, aki megmutatta, hogy az égitestek és a Földön lévő tárgyak mozgását ugyanazon természeti törvények határozzák meg.
    Matematikai magyarázattal alátámasztotta Kepler bolygómozgási törvényeit, kiegészítve azzal, hogy a különböző égitestek nemcsak elliptikus, de akár hiperbola- vagy parabolapályán is mozoghatnak. Törvényei fontos szerepet játszottak a tudományos forradalomban és a heliocentrikus világkép elterjedésében.

    Mindemellett optikai kutatásokat is végzett. Ő fedezte fel azt is, hogy a prizmán megfigyelhető színek valójában az áthaladó fehér fény alkotóelemei.

    Newton, csakúgy, mint Leibniz, az analízis (differenciálszámítás és integrálszámítás) vagy, más néven az infinitezimális kalkulus egyik megalkotója. Nevéhez fűződik a binomiális tétel bizonyítása és tetszőleges komplex kitevőre történő általánosítása.

     

    Mikola Sándor (1871-1945)
    Magyar matematikus, fizikus

    A budapesti Tudományegyetemen szerzett matematika-fizika szakos tanári oklevelet, egy évig Eötvös Loránd tanársegédje, 1897-től nyugdíjazásáig, 1935-ig a budapesti evangélikus gimnázium tanára, 1928-tól igazgatója. A MTA 1921-ben levelező, 1942-ben rendes tagjává választotta. Kiváló pedagógus volt, tudományos munkássága főként a hangtanra és a dielektrikumok fizikájára terjedt ki. Foglalkozott a fizika ismeretelméleti kérdéseivel is. Kísérleti eszközöket tervezett. Az Eötvös Loránd Fizikai Társulat a fizikatanítás előmozdítása érdekében 1961-ben Mikola Sándor emlékdíjat alapított.