Черно тяло Можем да започнем, като разгледаме някои резултати, получени от немския физик Густав Робърт Кирхоф. Кирхоф е роден на 12 март 1824 г. в Кьонигсберг, където учи в университета под ръководството на физика Франц Нойман (1798-1895). През 1847 г. след

Въпроси.

1. Как се движи едно тяло, ако други тела не му действат?

Тялото се движи равномерно и праволинейно или е в покой.

2. Тялото се движи праволинейно и равномерно. Това променя ли скоростта му?

Ако едно тяло се движи равномерно и праволинейно, тогава скоростта му не се променя.

3. Какви възгледи относно състоянието на покой и движение на телата съществуват преди началото на 17 век?

До началото на 17 век господства теорията на Аристотел, според която, ако няма външно въздействие върху него, то може да бъде в покой, но за да се движи с постоянна скоростдруго тяло трябва непрекъснато да действа върху него.

4. Как гледната точка на Галилей относно движението на телата се различава от гледната точка на Аристотел?

Гледната точка на Галилей за движението на телата се различава от гледната точка на Аристотел по това, че телата могат да се движат при липса на външни сили.

5. Как беше проведен експериментът, изобразен на фигура 19, и какви изводи следват от него?

Ход на експеримента. В количка има две топки, които се движат равномерно и по права линия спрямо земята. Едната топка лежи на дъното на количката, а втората е окачена на конец. Топките са в покой спрямо количката, тъй като силите, действащи върху тях, са балансирани. При спиране и двете топки започват да се движат. Те променят скоростта си спрямо количката, въпреки че върху тях не действат никакви сили. Заключение: Следователно в референтната система, свързана със спирачната количка, законът на инерцията не е изпълнен.

6. Как се чете първият закон на Нютон? (в съвременна формулировка)?

Първият закон на Нютон в съвременна формулировка: има такива референтни системи, спрямо които телата запазват скоростта си непроменена, ако върху тях не действат други тела (сили) или действието на тези тела (сили) е компенсирано (равно на нула).

7. Кои отправни системи се наричат ​​инерциални и кои неинерциални?

Отправните системи, в които законът за инерцията е изпълнен, се наричат ​​инерциални, а в които той не е изпълнен – неинерциални.

Да, можеш. Това следва от определението за инерциални отправни системи.

9. Референтна система, движеща се с ускорение, инерционна ли е спрямо която и да е инерционна система?

Не, не е инерционен.

Упражнения.

1. Върху маса, в равномерно и праволинейно движещ се влак, има леко движеща се кола играчка. Когато влакът спираше, колата се търкаляше напред без никакво външно влияние, запазвайки скоростта си спрямо земята.
Изпълнен ли е законът за инерцията: а) в отправната система, свързана със земята; b) в отправната система, свързана с влака, по време на неговата права и равномерно движение? По време на спиране?
В описания случай може ли отправната система, свързана със земята, да се счита за инерционна? с влак?

а) Да, законът за инерцията е изпълнен във всички случаи, т.к машината продължи да се движи спрямо Земята; б) При равномерно и праволинейно движение на влака законът за инерцията е изпълнен (автомобилът е неподвижен), а при спиране не е. Във всички случаи земята е инерционна отправна система, а влакът се движи само равномерно и праволинейно.

Чувстваме го така, сякаш сме „притиснати“ към пода или сякаш „висим“ във въздуха. Това най-добре се усеща при каране на влакче в увеселителен парк или в асансьорите на високите сгради, които изведнъж започват да се издигат и спускат.

Пример:

Примери за наддаване на тегло:

Когато асансьорът изведнъж започне да се движи нагоре, хората в асансьора се чувстват така, сякаш са „притиснати“ към пода.

Когато асансьорът рязко намали скоростта си надолу, тогава хората в асансьора, поради инерция, „притискат“ краката си по-силно в пода на асансьора.

Когато влакче в увеселителен парк преминава през дъното на влакчето в увеселителен парк, пътниците в количката изпитват чувството, че са „притиснати“ в седалката.

Пример:

Примери за загуба на тегло:

При бързо колоездене по малки хълмове, колоездачът на върха на хълма изпитва усещане за лекота.

Когато асансьорът изведнъж започне да се движи надолу, хората в асансьора усещат, че натискът им върху пода намалява, възниква усещане свободно падане.

Когато влакче в увеселителен парк преминава през най-високата точка на пътуването, пътниците в количката изпитват усещането, че са „хвърлени“ във въздуха.

Когато човек се залюлее до най-високата точка на люлка, усеща, че за кратък момент тялото „увисва“ във въздуха.

Промяната на теглото е свързана с инерцията - желанието на тялото да поддържа първоначалното си състояние. Следователно промяната в теглото винаги е противоположна на ускорението на движението. Когато ускорението на движението е насочено нагоре, теглото на тялото се увеличава. И ако ускорението на движението е насочено надолу, теглото на тялото намалява.

На фигурата сините стрелки показват посоката на ускорение на движението.

1) Ако асансьорът е неподвижен или се движи равномерно, тогава ускорението е нула. В този случай теглото на човека е нормално, той равно на силатежест и се определя, както следва: P = m ⋅ g.

2) Ако асансьорът ускорява нагоре или намалява скоростта си, когато се движи надолу, тогава ускорението е насочено нагоре. В този случай теглото на човека се увеличава и се определя, както следва: P = m ⋅ g + a.

3) Ако асансьорът ускорява надолу или намалява скоростта си, когато се движи нагоре, тогава ускорението е насочено надолу. В този случай теглото на човека намалява и се определя, както следва: P = m ⋅ g − a.

4) Ако човек се намира в обект, който пада свободно, тогава ускорението на движението е насочено надолу и е същото като ускорението на свободното падане: \( a = g\).

В този случай теглото на човека нула: P = 0 .

Пример:

Дадено: човешка маса - \(80 kg\). Мъж влиза в асансьор, за да се качи. Ускорението на асансьора е \(7\) m s 2 .

Всеки етап на движение, заедно с показанията на измерванията, е показан на фигурите по-долу.

1) Асансьорът е неподвижен и теглото на човека е: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 N.

2) Асансьорът започва да се движи нагоре с ускорение \(7\) m s 2 и теглото на човека се увеличава: P = m ⋅ g a = 80 ⋅ 9,8 7 = 1334 N.

3) Асансьорът е набрал скорост и се движи равномерно, докато теглото на човека е: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 N.

4) Когато се движи нагоре, асансьорът се забавя с отрицателно ускорение (забавяне) \(7\) m s 2 и теглото на човека намалява: P = m ⋅ g − a = 80 ⋅ 9,8 − 7 = 224 N.

5) Асансьорът е спрял напълно, теглото на човека е: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 N.

В допълнение към снимки и примери за задачата, можете да гледате видеоклип на експеримент, проведен от ученици, който показва как телесното тегло на човек се променя в асансьор. По време на експеримента учениците използват везни, в които теглото се посочва веднага в \(нютони, N\) вместо в килограми. http://www.youtube.com/watch?v=D-GzuZjawNI.

Пример:

Състоянието на безтегловност възниква в ситуации, когато човек се намира в обект, който е в свободно падане. Има специални самолети, които са предназначени да създават състояние на безтегловност. Те се издигат на определена височина и след това самолетът се поставя в свободно падане за около \(30 секунди\). По време на свободното падане на самолета хората в него усещат състоянието на безтегловност. Тази ситуация може да се види в това видео.

Това е векторната сума на всички сили, действащи върху тялото.

Велосипедистът се навежда към завоя. Силата на гравитацията и силата на реакция на опората от земята дават резултантната сила, която придава центростремителното ускорение, необходимо за движение в кръг

Връзка с втория закон на Нютон

Да си припомним закона на Нютон:

Резултантната сила може да бъде равна на нула в случай, че една сила се компенсира от друга, същата сила, но противоположна по посока. В този случай тялото е в покой или се движи равномерно.

Ако резултантната сила НЕ е нула, тогава тялото се движи равномерно ускорено. Всъщност тази сила е причината за неравномерното движение. Посока на резултантната сила Винагисъвпада по посока с вектора на ускорението.

Когато се изисква да се изобразят силите, действащи върху тялото, докато тялото се движи равномерно ускорено, това означава, че в посоката на ускорението действащата сила е по-голяма от противоположната. Ако тялото се движи равномерно или е в покой, дължината на векторите на силата е еднаква.

Намиране на резултантната сила

За да се намери резултантната сила, е необходимо: първо, да се обозначат правилно всички сили, действащи върху тялото; след това начертайте координатни оси, изберете техните посоки; в третата стъпка е необходимо да се определят проекциите на векторите върху осите; запишете уравненията. Накратко: 1) идентифицирайте силите; 2) изберете осите и техните посоки; 3) намерете проекциите на силите върху оста; 4) запишете уравненията.

Как се пишат уравнения? Ако в определена посока тялото се движи равномерно или е в покой, тогава алгебрична сума(като се вземат предвид знаците) на проекциите на сила е равно на нула. Ако едно тяло се движи равномерно ускорено в определена посока, тогава алгебричната сума на проекциите на силите е равна на произведението на масата и ускорението, съгласно втория закон на Нютон.

Примери

Тялото, което се движи равномерно върху хоризонтална повърхност, се влияе от силата на гравитацията, силата на реакция на опората, силата на триене и силата, под която се движи тялото.

Нека обозначим силите, изберете координатните оси

Да намерим проекциите

Записване на уравненията

Тяло, притиснато към вертикална стена, се движи надолу с равномерно ускорение. Върху тялото действат силата на гравитацията, силата на триене, реакцията на опората и силата, с която тялото се притиска. Векторът на ускорението е насочен вертикално надолу. Резултантната сила е насочена вертикално надолу.

Тялото се движи равномерно по клин, чийто наклон е алфа. Върху тялото действат силата на гравитацията, силата на реакция на опората и силата на триене.

Основното нещо, което трябва да запомните

1) Ако тялото е в покой или се движи равномерно, тогава резултантната сила е нула и ускорението е нула;
2) Ако тялото се движи равномерно ускорено, тогава резултантната сила не е нула;
3) Посоката на вектора на резултантната сила винаги съвпада с посоката на ускорението;
4) Да може да напише уравнения на проекции на силите, действащи върху тялото

Блокът е механично устройство, колело, което се върти около оста си. Блоковете могат да бъдат ПодвиженИ неподвижен.

Фиксиран блокизползва се само за промяна на посоката на силата.

Телата, свързани с неразтеглива нишка, имат равни ускорения.

Подвижен блокпредназначени да променят количеството приложени усилия. Ако краищата на въжето, увито около блока, сключват равни ъгли с хоризонта, тогава за повдигане на товара ще е необходима сила, наполовина по-малка от теглото на товара. Силата, действаща върху товара, е свързана с теглото му, тъй като радиусът на блока е спрямо хордата на дъгата, увита около въжето.

Ускорението на тяло A е половината от ускорението на тяло B.

Всъщност всеки блок е рамо на лоста, при неподвижен блок - равни рамена, при подвижен блок - със съотношение на рамото 1 към 2. Както за всеки друг лост, за блока важи правилото: колко пъти печелим в усилие, толкова пъти губим в разстояние

Използва се и система, състояща се от комбинация от няколко подвижни и неподвижни блока. Тази система се нарича полиспаст.