Crno tijelo Možemo započeti gledajući neke rezultate do kojih je došao njemački fizičar Gustav Robert Kirchhoff. Kirchhoff je rođen 12. ožujka 1824. u Königsbergu, gdje je studirao na sveučilištu pod vodstvom fizičara Franza Neumanna (1798.-1895.). Godine 1847. nakon

Pitanja.

1. Kako se giba tijelo ako na njega ne djeluju druga tijela?

Tijelo se giba jednoliko i pravocrtno ili miruje.

2. Tijelo se giba pravocrtno i jednoliko. Mijenja li to njegovu brzinu?

Ako se tijelo giba jednoliko i pravocrtno, tada mu se brzina ne mijenja.

3. Kakvi su pogledi na stanje mirovanja i gibanja tijela postojali prije početka 17. stoljeća?

Sve do početka 17. stoljeća prevladavala je Aristotelova teorija prema kojoj, ako na nju nema vanjskog utjecaja, ona može mirovati, ali da bi se kretala s stalna brzina drugo tijelo mora neprekidno djelovati na njega.

4. Po čemu se Galilejevo gledište o gibanju tijela razlikuje od Aristotelovog gledišta?

Galilejevo gledište o kretanju tijela razlikuje se od Aristotelovog gledišta po tome što se tijela mogu kretati i bez vanjskih sila.

5. Kako je izveden pokus prikazan na slici 19 i koji zaključci iz njega proizlaze?

Napredak eksperimenta. Na kolicima se nalaze dvije lopte koje se ravnomjerno i pravocrtno kreću u odnosu na tlo. Jedna kuglica leži na dnu kolica, a druga je obješena na nit. Kuglice miruju u odnosu na kolica jer su sile koje na njih djeluju uravnotežene. Pri kočenju se obje kuglice počinju kretati. Mijenjaju brzinu u odnosu na kolica, iako na njih ne djeluju sile. Zaključak: Posljedično, u referentnom sustavu povezanom s kočnim kolicima, zakon tromosti nije zadovoljen.

6. Kako se čita prvi Newtonov zakon? (u modernoj formulaciji)?

Prvi Newtonov zakon u suvremenoj formulaciji: postoje takvi referentni sustavi u odnosu na koje tijela zadržavaju svoju brzinu nepromijenjenu ako na njih ne djeluju druga tijela (sile) ili je djelovanje tih tijela (sila) kompenzirano (jednako nuli).

7. Koji se referentni sustavi nazivaju inercijalnim, a koji neinercijalnim?

Referentni sustavi u kojima je ispunjen zakon tromosti nazivaju se inercijski, a u kojima nije ispunjen - neinercijski.

Da, možete. To proizlazi iz definicije inercijalnih referentnih sustava.

9. Je li referentni okvir koji se giba akceleracijom inercijalan u odnosu na bilo koji inercijski okvir?

Ne, nije inercijsko.

Vježbe.

1. Na stolu, u vlaku koji se ravnomjerno i pravocrtno kreće, nalazi se automobil igračka koja se lagano kreće. Kad je vlak zakočio, automobil se otkotrljao naprijed bez ikakvog vanjskog utjecaja, zadržavajući svoju brzinu u odnosu na tlo.
Je li zakon tromosti ispunjen: a) u referentnom sustavu pridruženom zemlji; b) u referentnom okviru povezanom s vlakom, tijekom njegove ravne i jednoliko kretanje? Tijekom kočenja?
Može li se u opisanom slučaju referentni okvir pridružen zemlji smatrati inercijskim? s vlakom?

a) Da, zakon tromosti je zadovoljen u svim slučajevima, jer stroj se nastavio kretati u odnosu na Zemlju; b) Kod jednolikog i pravocrtnog gibanja vlaka zakon tromosti je zadovoljen (vagon miruje), a kod kočenja nije. U svim slučajevima Zemlja je inercijalni referentni okvir, a vlak se giba samo jednoliko i pravocrtno.

Osjećamo to kao da smo "pritiskani" u pod, ili kao da "visimo" u zraku. To se najbolje može osjetiti u vožnji roller coasterom ili u dizalima visokih zgrada koja se naglo počinju dizati i spuštati.

Primjer:

Primjeri debljanja:

Kada se dizalo iznenada počne pomicati prema gore, ljudi u dizalu osjećaju se kao da su "pritiskani" na pod.

Kada dizalo naglo smanji brzinu kretanja prema dolje, tada se ljudi u dizalu, zbog inercije, jače "utiskuju" nogama u pod dizala.

Kada roller coaster prolazi kroz dno roller coastera, putnici u kolicima imaju osjećaj da su "stisnuti" u sjedalo.

Primjer:

Primjeri mršavljenja:

Prilikom brze vožnje bicikla na malim uzbrdicama, biciklist na vrhu uzbrdice doživljava osjećaj lakoće.

Kada se dizalo iznenada počne kretati prema dolje, ljudi u dizalu osjećaju da se njihov pritisak na pod smanjuje, javlja se osjećaj slobodan pad.

Kada tobogan prolazi kroz najvišu točku vožnje, putnici u kolicima imaju osjećaj da su "bačeni" u zrak.

Kad se na ljuljački zaljulja u najvišu točku, osjeća se da tijelo nakratko “visi” u zraku.

Promjena težine povezana je s inercijom - željom tijela da zadrži svoje početno stanje. Stoga je promjena težine uvijek suprotna ubrzanju kretanja. Kada je ubrzanje kretanja usmjereno prema gore, težina tijela se povećava. A ako je ubrzanje kretanja usmjereno prema dolje, težina tijela se smanjuje.

Na slici plave strelice pokazuju smjer ubrzanja gibanja.

1) Ako dizalo miruje ili se kreće jednoliko, tada je akceleracija nula. U ovom slučaju, težina osobe je normalna, on jednaka sili ozbiljnosti i definira se na sljedeći način: P = m ⋅ g.

2) Ako dizalo ubrzava prema gore ili smanjuje svoju brzinu kada se kreće prema dolje, tada je akceleracija usmjerena prema gore. U ovom slučaju, težina osobe se povećava i određuje se na sljedeći način: P = m ⋅ g + a.

3) Ako dizalo ubrzava prema dolje ili smanjuje brzinu pri kretanju prema gore, tada je ubrzanje usmjereno prema dolje. U ovom slučaju, težina osobe se smanjuje i određuje se na sljedeći način: P = m ⋅ g − a.

4) Ako se osoba nalazi u objektu koji slobodno pada, tada je akceleracija kretanja usmjerena prema dolje i jednaka je akceleraciji slobodnog pada: \( a = g\).

U ovom slučaju, težina osobe jednaka nuli: P = 0 .

Primjer:

Zadano je: ljudska masa - \(80 kg\). Čovjek ulazi u lift da se popne. Ubrzanje dizala je \(7\) m s 2 .

Svaki stupanj kretanja, zajedno s očitanjima mjerenja, prikazan je na slikama u nastavku.

1) Dizalo miruje, a težina osobe je: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 N.

2) Dizalo se počinje kretati prema gore ubrzanjem \(7\) m s 2, a težina osobe se povećava: P = m ⋅ g a = 80 ⋅ 9,8 7 = 1334 N.

3) Dizalo se ubrzalo i kreće se jednoliko, a težina osobe je: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 N.

4) Dizalo se pri kretanju prema gore usporava uz negativnu akceleraciju (usporenje) \(7\) m s 2, a težina osobe se smanjuje: P = m ⋅ g − a = 80 ⋅ 9,8 − 7 = 224 N.

5) Dizalo je potpuno stalo, težina osobe je: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 N.

Osim slika i primjera zadatka, možete pogledati video pokusa školaraca koji pokazuju kako se mijenja tjelesna težina čovjeka u dizalu. Tijekom pokusa školarci se koriste vagama u kojima je težina odmah naznačena u \(njutnima, N\) umjesto u kilogramima. http://www.youtube.com/watch?v=D-GzuZjawNI.

Primjer:

Bestežinsko stanje javlja se u situacijama kada se osoba nalazi u objektu koji je u slobodnom padu. Postoje posebni zrakoplovi koji su dizajnirani za stvaranje stanja bestežinskog stanja. Dižu se na određenu visinu, a nakon toga avion prelazi u slobodni pad oko \(30 sekundi\). Tijekom slobodnog pada zrakoplova ljudi u njemu doživljavaju bestežinsko stanje. Ova situacija se može vidjeti u ovom videu.

Ovo je vektorski zbroj svih sila koje djeluju na tijelo.

Biciklist se naginje prema skretanju. Sila gravitacije i sila reakcije oslonca od zemlje stvaraju rezultantnu silu koja daje centripetalno ubrzanje potrebno za kretanje po kružnici

Povezanost s drugim Newtonovim zakonom

Prisjetimo se Newtonovog zakona:

Rezultantna sila može biti jednaka nuli u slučaju kada se jedna sila kompenzira drugom, istom silom, ali suprotnog smjera. U tom slučaju tijelo miruje ili se jednoliko giba.

Ako rezultanta sile NIJE nula, tada se tijelo giba jednoliko ubrzano. Zapravo, upravo ta sila uzrokuje neravnomjerno kretanje. Smjer rezultantne sile Stalno poklapa se po smjeru s vektorom ubrzanja.

Kada je potrebno prikazati sile koje djeluju na tijelo, dok se tijelo giba jednoliko ubrzano, to znači da je u smjeru ubrzanja djelovajuća sila duža od suprotne. Ako se tijelo giba jednoliko ili miruje, duljina vektora sila je ista.

Određivanje rezultantne sile

Da bismo pronašli rezultantnu silu, potrebno je: prvo pravilno označiti sve sile koje djeluju na tijelo; zatim nacrtajte koordinatne osi, odaberite njihove smjerove; u trećem koraku potrebno je odrediti projekcije vektora na osi; zapiši jednadžbe. Ukratko: 1) identificirati sile; 2) odabrati osi i njihove smjerove; 3) pronaći projekcije sila na os; 4) zapišite jednadžbe.

Kako napisati jednadžbe? Ako se u nekom smjeru tijelo giba jednoliko ili miruje, tada algebarski zbroj(uzimajući u obzir predznake) projekcije sile jednaka je nuli. Ako se tijelo giba jednoliko ubrzano u određenom smjeru, tada je algebarski zbroj projekcija sila jednak umnošku mase i ubrzanja, prema drugom Newtonovom zakonu.

Primjeri

Na tijelo koje se jednoliko giba po vodoravnoj podlozi djeluje sila teže, sila reakcije oslonca, sila trenja i sila pod kojom se tijelo giba.

Označimo sile, izaberimo koordinatne osi

Pronađimo projekcije

Zapisivanje jednadžbi

Tijelo pritisnuto uz okomitu stijenku giba se prema dolje jednoliko ubrzano. Na tijelo djeluju sila teže, sila trenja, reakcija oslonca i sila kojom se tijelo pritiska. Vektor ubrzanja usmjeren je okomito prema dolje. Rezultirajuća sila usmjerena je okomito prema dolje.

Tijelo se jednoliko giba po klinu čiji je nagib alfa. Na tijelo djeluju sila teže, sila reakcije oslonca i sila trenja.

Glavna stvar koju treba zapamtiti

1) Ako tijelo miruje ili se giba jednoliko, tada je rezultanta sile nula, a akceleracija nula;
2) Ako se tijelo giba jednoliko ubrzano, tada rezultantna sila nije jednaka nuli;
3) Smjer vektora rezultante sile uvijek se podudara sa smjerom ubrzanja;
4) Znati napisati jednadžbe projekcija sila koje djeluju na tijelo

Blok je mehanička naprava, kotač koji se okreće oko svoje osi. Blokovi mogu biti mobilni I nepomična.

Fiksni blok koristi se samo za promjenu smjera sile.

Tijela spojena neistegljivom niti imaju jednake akceleracije.

Pomični blok dizajniran za promjenu količine primijenjenog napora. Ako krajevi užeta koje steže blok čine jednake kutove s horizontom, tada će za podizanje tereta biti potrebna sila upola manja od težine tereta. Sila koja djeluje na teret povezana je s njegovom težinom kao što je polumjer bloka s tetivom luka okruženog užetom.

Akceleracija tijela A je polovica akceleracije tijela B.

Zapravo, svaki blok jest krak poluge, u slučaju fiksnog bloka - jednaki krakovi, u slučaju pokretnog - s omjerom ramena od 1 do 2. Kao i za svaku drugu polugu, za blok vrijedi sljedeće pravilo: koliko puta pobijedimo u naporu, toliko puta izgubimo u udaljenosti

Također se koristi sustav koji se sastoji od kombinacije nekoliko pokretnih i fiksnih blokova. Ovaj sustav se naziva polispast.