Ķermenis kustas, ja uz to iedarbojas. Ķermeņa kustība

Kāpēc, ja ķermenis virzās uz augšu ar paātrinājumu, tad ķermeņa svars palielinās, un, ja tas virzās uz leju, tas samazinās?

Spēks, ar kādu ķermenis iedarbojas uz balstu (P t.i., tā svars), ir vienāds ar atbalsta reakcijas spēku (N) vai elastības spēku (Fupr). P=-N=gt; P=Fkontrole No 2 Z.N. ZF=ma (vektori). No tā mēs iegūstam N-mg=0. =gt; N=mg vai P=mg. Paātrinot augšup: N-mg=ma (Projektēt uz y asi). N=P, aizstājējs: P-mg=ma, t.i., P=mg+ma=m(g+a).
Citiem vārdiem sakot, palielinās paātrinājums, t.i., palielinās spēks, ar kādu ķermenis nospiež balstu (Piemēram, slodze liftā), kas nozīmē, ka palielinās tā svars. Tīra matemātika ar vektoriem. Kustībai uz leju ir līdzīgi: mg-N=ma, N=mg-ma=m(g-a) (kur N=P, t.i., P=m(g-a)).
Ja ar formulām tas nav līdz galam skaidrs, mēģiniet pats uzkonstruēt zīmējumu (ķermenis liftā), pielietot spēkus un pielietot Ņūtona 2. likumu (spēku summa = ma). Neatceros, ka tas ir samazinājies, iespējams, bezsvara stāvoklis, bet tas var nebūt pilnīgi precīzs.

Notiek ielāde... Saistītie gēni — kas tie ir? GĒNU SAITE ir saikne starp gēniem, jo tie atrodas vienā hromosomā, tie ir saistīti gēni... piemēram, kurluma gēns ir saistīts ar...
Notiek ielāde... Kādu gaismu sauc par vienkrāsainu? definīcija. Monohromatiska gaisma - elektromagnētiskais vilnis viena noteikta un stingri nemainīga frekvence no cilvēka acs tieši uztveramā frekvenču diapazona (sk...
Notiek ielāde... kāds likums ir ņemts un kopēts no WIKIPEDIA kek Likums kā viens no regulatoru veidiem sabiedriskās attiecības pārstāv īpaša kategorija, tūkstošiem gadu ilgā vēsturē...
Notiek ielāde... Daži gramatikas jautājumi. gramatika (pareizāk)! 1) Jo tas ir veidots no lietvārda! 2) Jo tas ir kā prefikss! 3) Testa vārds...
Ielādē... kad PREZIDENTS nav rakstīts kopā ar vārdu un kad raksta atsevišķi? DAĻĻU RAKSTĪBA NE un NAV ar cipariem Ar cipariem neraksta...
Notiek ielāde... I. Babel. Kavalērija. Frāze “sešu priekšnieks” parādās vairākas reizes. Kas/kas tas ir? Saīsinājums no "6. divīzijas priekšnieks". Es sapņoju par sešu sākumu. Viņš dzenas...

Kā ķermenis kustas, ja uz to neiedarbojas citi spēki? Kā ķermenis kustas, ja uz to neiedarbojas citi spēki? Ķermenis pārvietojas vienmērīgi taisnā līnijā. Vai tas maina viņa ātrumu? Ķermenis pārvietojas vienmērīgi taisnā līnijā. Vai tas maina viņa ātrumu? Kā tiek lasīts Ņūtona pirmais likums? Kā tiek lasīts Ņūtona pirmais likums? Vai atskaites rāmis pārvietojas ar paātrinājumu attiecībā pret inerciālo rāmi inerciāls? Vai atskaites rāmis pārvietojas ar paātrinājumu attiecībā pret inerciālo rāmi inerciāls? Kāds ir ķermeņu paātrinātās kustības iemesls?

Kā tiek lasīts Ņūtona otrais likums? Kā tiek lasīts Ņūtona otrais likums? Kā lasīt Ņūtona trešo likumu Kā lasīt Ņūtona trešo likumu Kādas atskaites sistēmas sauc par inerciālajām? Kādas atskaites sistēmas sauc par inerciālām? Kādas atskaites sistēmas sauc par neinerciālām? Kādas atskaites sistēmas sauc par neinerciālām? Izsakiet spēka vienību masas un paātrinājuma vienībā. Izsakiet spēka vienību masas un paātrinājuma vienībā.

Stāsts par to, kā “Gulbis, vēži un līdaka sāka nest bagāžas kravu”, ir zināms visiem. Stāsts par to, kā “Gulbis, vēži un līdaka sāka nest bagāžas kravu”, ir zināms visiem. ...Gulbis metas mākoņos, ...Gulbis metās mākoņos, vēži atkāpjas, vēži atkāpjas, Un līdaka velk ūdenī. Un līdaka ievelkas ūdenī. Pamatojiet šī apgalvojuma nekonsekvenci no klasiskās mehānikas viedokļa. Pamatojiet šī apgalvojuma nekonsekvenci no klasiskās mehānikas viedokļa.

Aizpildiet tukšās vietas: Aizpildiet tukšās vietas: Spēka iedarbībā ķermenis kustas... Spēka iedarbībā ķermenis kustas... Ja ar nemainīgu ķermeņa masu spēku palielina par 2 reizēm, tad paātrinājums... par... reizēm. Ja ar nemainīgu ķermeņa masu spēks tiek palielināts 2 reizes, tad paātrinājums ... par ... reizes. Ja ķermeņa masu samazina 4 reizes un spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, palielina 2 reizes, tad paātrinājumu ... par ... reizes. Ja ķermeņa masu samazina 4 reizes un spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, palielina 2 reizes, tad paātrinājumu ... par ... reizes. Ja spēku palielina 3 reizes un masu ..., tad paātrinājums paliks nemainīgs. Ja spēku palielina 3 reizes un masu ..., tad paātrinājums paliks nemainīgs.

Ir doti ātruma un paātrinājuma projekcijas atkarības no laika grafiki taisnvirziena kustība. Norādiet, kurās jomās tiek kompensēta apkārtējo ķermeņu darbība. Kāds ir rezultējošā spēka virziens attiecībā pret kustības virzienu? Doti grafiki par ātruma un paātrinājuma projekcijas atkarību no laika taisnvirziena kustībai. Norādiet, kurās jomās tiek kompensēta apkārtējo ķermeņu darbība. Kāds ir rezultējošā spēka virziens attiecībā pret kustības virzienu? v a

1. Kā ķermenis kustas, ja citi ķermeņi uz to neiedarbojas?

Ķermenis kustas vienmērīgi un taisni vai atrodas miera stāvoklī.

2. Kā Galileja uzskati atšķiras no Aristoteļa uzskatiem jautājumā par nosacījumiem vienmērīga kustība tel?

Līdz 17. gadsimta sākumam valdīja Aristoteļa teorija, saskaņā ar kuru, ja uz to nav ārējas ietekmes, tad tas var būt miera stāvoklī, un, lai tas kustētos nemainīgā ātrumā, citam ķermenim nepārtraukti jāiedarbojas uz. to.

3. Kā tika veikts 19. attēlā attēlotais eksperiments un kādi secinājumi no tā izriet?

Eksperimenta norise. Uz ratiņiem ir divas bumbiņas, kas pārvietojas vienmērīgi un taisnā līnijā attiecībā pret zemi. Viena bumbiņa atrodas uz ratiņu apakšas, bet otrā ir piekārta uz vītnes. Bumbiņas atrodas miera stāvoklī attiecībā pret ratiņiem, jo spēki, kas uz tām iedarbojas, ir līdzsvaroti. Bremzējot, abas bumbiņas sāk kustēties. Tie maina ātrumu attiecībā pret ratiņiem, lai gan uz tiem neiedarbojas nekādi spēki. Secinājums. Līdz ar to atsauces sistēmā, kas saistīta ar bremžu ratiņiem, inerces likums nav izpildīts.

4. Dodiet Ņūtona pirmā likuma mūsdienu formulējumu.

Pirmais Ņūtona likums mūsdienu formulējumā: pastāv tādas atskaites sistēmas, attiecībā pret kurām ķermeņi saglabā savu ātrumu nemainīgu, ja uz tiem neiedarbojas citi ķermeņi (spēki) vai šo ķermeņu (spēki) darbība tiek kompensēta (vienāda ar nulli).

5. Kuras atskaites sistēmas sauc par inerciālām un kuras par neinerciālām? Sniedziet piemērus.

Atsauces sistēmas, kurās ir izpildīts inerces likums, sauc par inerciālām, bet kurās tas nav izpildīts - par neinerciālām.

Apsveriet automašīnas kustību. Piemēram, ja automašīna nobrauc 15 km katrā ceturtdaļstundā (15 minūtēs), 30 km katrā pusstundā (30 minūtēs) un 60 km katrā stundā, tiek uzskatīts, ka tā kustas vienmērīgi.

Nevienmērīga kustība.

Ja ķermenis veic vienādus attālumus jebkuros vienādos laika intervālos, tā kustību uzskata par vienmērīgu.

Vienota kustība ir ļoti reti sastopama. Zeme katru gadu ap Sauli pārvietojas gandrīz vienmērīgi;

Automašīnas vadītājam gandrīz nekad neizdodas saglabāt vienmērīgu kustību - dažādu iemeslu dēļ viņam ir vai nu jāpaātrina, vai jāsamazina. Pulksteņa rādītāju kustība (minūtes un stundas) šķiet vienveidīga, ko ir viegli pārbaudīt, novērojot sekunžu rādītāja kustību. Viņa kustas un tad apstājas. Pārējās divas bultas pārvietojas tieši tāpat, tikai lēni, un tāpēc to raustījumi nav redzami. Gāzes molekulas, kas saskaras viena ar otru, kādu laiku apstājas un pēc tam atkal paātrinās. Turpmāko sadursmju laikā ar citām molekulām tās atkal palēnina savu kustību telpā.

Šie visi ir nevienmērīgas kustības piemēri. Tā vilciens kustas, izbraucot no stacijas, vienādos laika posmos apbraucot arvien lielākas un lielākas sliedes. Slēpotājs vai slidotājs sacensībās veic vienādus attālumus. dažādi laiki. Tā paceļas lidmašīna, atveras durvis vai kustas krītoša sniegpārsla.

Ja ķermenis pārvietojas dažādus ceļus vienādos laika intervālos, tad tā kustību sauc par nevienmērīgu.

Eksperimentāli var novērot nevienmērīgu kustību. Attēlā redzami ratiņi ar pilinātāju, no kura regulāri krīt pilieni. Kad rati pārvietojas slodzes ietekmē, mēs redzam, ka attālumi starp pilienu pēdām nav vienādi. Un tas nozīmē, ka tajos pašos laika periodos rati izbrauc dažādus ceļus.

Ātrums. Ātruma mērvienības.

Mēs bieži sakām, ka daži ķermeņi pārvietojas ātrāk, citi lēnāk. Piemēram, pa šoseju iet tūrists, steidzas mašīna, gaisā lido lidmašīna. Pieņemsim, ka tie visi pārvietojas vienmērīgi, tomēr šo ķermeņu kustība būs atšķirīga.

Automašīna pārvietojas ātrāk nekā gājējs, un lidmašīna pārvietojas ātrāk nekā automašīna. Fizikā lielumu, kas raksturo kustības ātrumu, sauc par ātrumu.

Pieņemsim, ka tūrists 1 stundā nobrauc 5 km, automašīna nobrauc 90 km, bet lidmašīnas ātrums ir 850 km stundā.

Ātrums ķermeņa vienmērīgas kustības laikā parāda, cik tālu ķermenis ir nobraucis laika vienībā.

Tādējādi, izmantojot ātruma jēdzienu, tagad varam teikt, ka tūrists, automašīna un lidmašīna pārvietojas ar dažādu ātrumu.

Ar vienmērīgu kustību ķermeņa ātrums paliek nemainīgs.

Ja velosipēdists 25 m distanci veic 5 sekundēs, tad viņa ātrums būs 25m/5s = 5m/s.

Lai noteiktu ātrumu vienmērīgas kustības laikā, ķermeņa nobrauktais attālums noteiktā laika periodā jādala ar šo laika periodu:

ātrums = ceļš/laiks.

Ātrumu apzīmē ar v, ceļu ar s, laiku ar t. Ātruma noteikšanas formula izskatīsies šādi:

Ķermeņa ātrums vienmērīgas kustības laikā ir lielums, kas vienāds ar ceļa attiecību pret laiku, kurā šis ceļš ir noiets.

IN Starptautiskā sistēma(SI) Ātrumu mēra metros sekundē (m/s).

Tas nozīmē, ka par ātruma mērvienību tiek pieņemts tādas vienmērīgas kustības ātrums, ka vienā sekundē ķermenis veic 1 metra attālumu.

Ķermeņa ātrumu var izmērīt arī kilometros stundā (km/h), kilometros sekundē (km/s), centimetros sekundē (cm/s).

Piemērs. Vienmērīgi kustīgs vilciens 108 km distanci veic 2 stundās. Aprēķiniet vilciena ātrumu.

Tātad, s = 108 km; t = 2 h; v = ?

Risinājums. v = s/t, v = 108 km/2 h = 54 km/h. Vienkārši un viegli.

Tagad izteiksim vilciena ātrumu SI vienībās, tas ir, kilometrus pārvērtīsim metros un stundas sekundēs:

54 km/h = 54000 m/ 3600 s = 15 m/s.

Atbilde: v = 54 km/h vai 15 m/s.

Tādējādi Ātruma skaitliskā vērtība ir atkarīga no izvēlētās vienības.

Ātrums, izņemot skaitliskā vērtība, ir virziens.

Piemēram, ja jānorāda, kur pēc 2 stundām atradīsies lidmašīna, kas izlidos no Vladivostokas, tad jānorāda ne tikai tās ātruma vērtība, bet arī galamērķis, t.i. tā virziens. Daudzumus, kuriem papildus skaitliskajai vērtībai (modulim) ir arī virziens, sauc par vektoriem.

Ātrums ir vektora fiziskais lielums.

Visi vektoru lielumi ir apzīmēti ar atbilstošiem burtiem ar bultiņu. Piemēram, ātrumu apzīmē ar simbolu v ar bultiņu, un ātruma moduli norāda ar to pašu burtu, bet bez bultiņas v.

Dažiem fiziskajiem lielumiem nav virziena. Tos raksturo tikai skaitliska vērtība. Tie ir laiks, apjoms, garums utt. Tie ir skalāri.

Ja, ķermenim kustoties, tā ātrums mainās no viena ceļa posma uz otru, tad šāda kustība ir nevienmērīga. Lai raksturotu ķermeņa nevienmērīgu kustību, tika ieviests vidējā ātruma jēdziens.

Piemēram, vilciens no Maskavas uz Sanktpēterburgu brauc ar ātrumu 80 km/h. Kādu ātrumu tie nozīmē? Galu galā vilciena ātrums pieturās ir nulle, pēc apstāšanās tas palielinās, un pirms apstāšanās samazinās.

Šajā gadījumā vilciens pārvietojas nevienmērīgi, kas nozīmē, ka ātrums 80 km/h ir vilciena vidējais ātrums.

To nosaka gandrīz tāpat kā ātrumu vienmērīgas kustības laikā.

Lai noteiktu ķermeņa vidējo ātrumu nevienmērīgas kustības laikā, viss nobrauktais attālums jādala ar visu kustības laiku:

Jāatgādina, ka tikai ar vienmērīgu kustību s/t attiecība būs nemainīga jebkurā laika periodā.

Ar nevienmērīgu ķermeņa kustību vidējais ātrums raksturo ķermeņa kustību visā laika periodā. Viņa nepaskaidro, kā ķermenis iekļuvis dažādi brīžišī perioda laiks.

1. tabulā parādīti dažu ķermeņu vidējie kustības ātrumi.

1. tabula

Dažu ķermeņu vidējie kustības ātrumi, skaņas, radioviļņu un gaismas ātrums.

Maršruta un pārvietošanās laika aprēķins.

Ja ir zināms ķermeņa ātrums un laiks vienmērīgas kustības laikā, tad var atrast tā nobraukto attālumu.

Tā kā v = s/t, ceļu nosaka pēc formulas

Lai noteiktu ķermeņa nobraukto attālumu vienmērīgas kustības laikā, ķermeņa ātrums jāreizina ar tā kustības laiku.

Tagad, zinot, ka s = vt, mēs varam atrast laiku, kurā ķermenis pārvietojās, t.i.

Lai noteiktu laiku nevienmērīgas kustības laikā, ķermeņa nobrauktais attālums jāsadala ar tā kustības ātrumu.

Ja ķermenis pārvietojas nevienmērīgi, tad, zinot tā vidējo kustības ātrumu un laiku, kurā šī kustība notiek, atrodiet ceļu:

Izmantojot šo formulu, jūs varat noteikt laiku, kad ķermenis pārvietojas nevienmērīgi:

Inerce.

Novērojumi un eksperimenti liecina, ka ķermeņa ātrums pats par sevi nevar mainīties.

Pieredze ar ratiņiem. Inerce.

Uz laukuma guļ futbola bumba. Ar sitienu futbolists to iedarbina. Bet pati bumba nemainīs savu ātrumu un nesāks kustēties, kamēr uz to neiedarbosies citi ķermeņi. Ieroča stobrā ievietota lode neizlidos, kamēr to neizstums pulvera gāzes.

Tādējādi gan bumbai, gan lodei nav sava ātruma, kamēr uz tām neiedarbojas citi ķermeņi.

Futbola bumba, kas ripo pa zemi, apstājas berzes dēļ ar zemi.

Ķermenis samazina ātrumu un apstājas nevis pats no sevis, bet gan citu ķermeņu ietekmē. Cita ķermeņa ietekmē mainās arī ātruma virziens.

Tenisa bumbiņa maina virzienu pēc sitiena pa raketi. Pēc sitiena ar hokejista nūju, ripa arī maina kustības virzienu. Gāzes molekulas kustības virziens mainās, kad tā saskaras ar citu molekulu vai tvertnes sienām.

nozīmē, ķermeņa ātruma izmaiņas (lielums un virziens) notiek cita ķermeņa darbības rezultātā uz to.

Veiksim eksperimentu. Noliksim dēli slīpi uz galda. Novietojiet smilšu kaudzi uz galda nelielā attālumā no dēļa gala. Novietojiet ratiņus uz slīpa dēļa. Rati, noripojuši pa slīpo dēli, strauji apstājas, atsitoties pret smiltīm. Ratu ātrums samazinās ļoti ātri. Tās kustība ir nevienmērīga.

Izlīdzināsim smiltis un atkal atlaidīsim ratus no iepriekšējā augstuma. Tagad rati nobrauks lielāku attālumu pāri galdam, pirms tie apstāsies. Tā ātrums mainās lēnāk, un tā kustība kļūst tuvāk vienmērīgai.

Ja jūs pilnībā noņemat smiltis no ratiņu ceļa, vienīgais šķērslis to kustībai būs berze uz galda. Rati pieturā nonāk vēl lēnāk, un tie brauks tālāk nekā pirmajā un otrajā reizē.

Tātad, jo mazāka ir cita ķermeņa ietekme uz ratiem, jo ilgāk tiek uzturēts tā kustības ātrums un tas ir tuvāk viendabīgam.

Kā ķermenis kustēsies, ja citi ķermeņi uz to vispār neiedarbojas? Kā to var noteikt eksperimentāli? Pamatīgus eksperimentus, lai pētītu ķermeņu kustību, pirmais veica G. Galileo. Tie ļāva konstatēt, ka, ja uz ķermeni neiedarbojas citi ķermeņi, tad tas atrodas miera stāvoklī vai kustas taisnā līnijā un vienmērīgi attiecībā pret Zemi.

Tiek saukta parādība, ka ķermeņa ātrums saglabājas, ja citi ķermeņi uz to nedarbojas inerce.

Inerce- no latīņu valodas inerce- nekustīgums, neaktivitāte.

Tādējādi ķermeņa kustību, ja uz to nedarbojas cits ķermenis, sauc par kustību ar inerci.

Piemēram, no pistoles izšauta lode joprojām lidotu, saglabājot savu ātrumu, ja uz to neiedarbotos cits ķermenis - gaiss (pareizāk sakot, tajā esošās gāzes molekulas.). Rezultātā lodes ātrums samazinās. Velosipēdists pārtrauc pedāļu mīšanu un turpina kustību. Viņš spētu saglabāt kustības ātrumu, ja uz viņu neiedarbotos berzes spēks.

Tātad, Ja uz ķermeni neiedarbojas citi ķermeņi, tad tas kustas nemainīgā ātrumā.

Ķermeņu mijiedarbība.

Jūs jau zināt, ka, pārvietojoties nevienmērīgi, ķermeņa ātrums laika gaitā mainās. Ķermeņa ātruma izmaiņas notiek cita ķermeņa ietekmē.

Pieredze ar ratiņiem. Rati pārvietojas attiecībā pret galdu.

Veiksim eksperimentu. Ratiņiem piestiprināsim elastīgu plāksni. Tad mēs to noliecam un sasienam ar diegu. Rati atrodas miera stāvoklī attiecībā pret galdu. Vai rati kustēsies, ja elastīgā plāksne iztaisnosies?

Lai to izdarītu, mēs nogriezīsim pavedienu. Plāksne iztaisnosies. Rati paliks tajā pašā vietā.

Tad pie saliektās plāksnes novietosim vēl vienu līdzīgu ratiņu. Atkal sadedzināsim pavedienu. Pēc tam abi rati sāk kustēties attiecībā pret galdu. Viņi aizbrauc uz dažādas puses.

Lai mainītu ratu ātrumu, bija nepieciešams otrs korpuss. Pieredze rāda, ka ķermeņa ātrums mainās tikai cita ķermeņa (otro ratu) darbības rezultātā uz to. Pēc mūsu pieredzes novērojām, ka sāka kustēties arī otrie rati. Abi sāka kustēties attiecībā pret galdu.

Laivu pieredze. Abas laivas sāk kustēties.

Ratiņi rīkoties viens uz otru, t.i., tie mijiedarbojas. Tas nozīmē, ka viena ķermeņa darbība uz otru nevar būt vienpusēja, proti, tie mijiedarbojas.

Mēs izskatījām vienkāršāko divu ķermeņu mijiedarbības gadījumu. Pirms mijiedarbības abi ķermeņi (rati) atradās miera stāvoklī viens pret otru un attiecībā pret galdu.

Laivu pieredze. Laiva virzās prom virzienā, kas ir pretējs lēcienam.

Piemēram, pirms izšaušanas lode arī atradās miera stāvoklī attiecībā pret ieroci. Mijiedarbojoties (šāviena laikā), lode un ierocis pārvietojas dažādos virzienos. Rezultāts ir atsitiena parādība.

Ja cilvēks, kas sēž laivā, atgrūž no sevis citu laivu, tad notiek mijiedarbība. Abas laivas sāk kustēties.

Ja cilvēks lec no laivas uz krastu, tad laiva virzās lēcienam pretējā virzienā. Vīrietis rīkojās uz laivas. Savukārt laiva ietekmē arī cilvēku. Tas iegūst ātrumu, kas ir vērsts uz krastu.

Tātad, Mijiedarbības rezultātā abi ķermeņi var mainīt savu ātrumu.

Ķermeņa masa. Masas mērvienība.

Kad divi ķermeņi mijiedarbojas, pirmā un otrā ķermeņa ātrums vienmēr mainās.

Pieredze ar ratiņiem. Viens ir lielāks par otru.

Pēc mijiedarbības viens ķermenis iegūst ātrumu, kas var būtiski atšķirties no cita ķermeņa ātruma. Piemēram, pēc šaušanas no loka bultas ātrums ir daudz lielāks nekā ātrums, ko loka stīga iegūst pēc mijiedarbības.

Kāpēc tas notiek? Veiksim 18.punktā aprakstīto eksperimentu. Tikai tagad, ņemsim ratus dažādi izmēri. Pēc vītnes sadedzināšanas rati attālinās ar dažādu ātrumu. Tiek izsaukti rati, kas pēc mijiedarbības pārvietojas lēnāk masīvāka. Viņai ir vairāk svars. Ratiņiem, kas pēc mijiedarbības pārvietojas ar lielāku ātrumu, ir mazāka masa. Tas nozīmē, ka ratiem ir dažādas masas.

Var izmērīt ātrumus, ko rati iegūst mijiedarbības rezultātā. Šos ātrumus izmanto, lai salīdzinātu mijiedarbojošo ratiņu masas.

Piemērs. Ratu ātrumi pirms mijiedarbības ir nulle. Pēc mijiedarbības viena rata ātrums kļuva par 10 m/s, bet otram par 20 m/s. Kopš ātruma, ko ieguva otrie rati Ja pirmā ātrums ir 2 reizes lielāks, tad tā masa ir 2 reizes mazāka nekā pirmā ratiņa masa.

Ja pēc mijiedarbības sākotnēji nekustīgo ratu ātrumi ir vienādi, tad to masas ir vienādas. Tādējādi eksperimentā, kas attēlots 42. attēlā, rati pēc mijiedarbības attālinās viens no otra vienādos ātrumos. Tāpēc viņu masas bija vienādas. Ja pēc mijiedarbības ķermeņi ieguvuši dažādi ātrumi, tad to masa ir atšķirīga.

Starptautiskais standarta kilograms. Attēlā: ASV kilogramu standarts.

Cik reizes pirmā ķermeņa ātrums ir lielāks (mazāks) par otrā ķermeņa ātrumu, cik reizes pirmā ķermeņa masa ir mazāka (lielāka) par otrā ķermeņa masu.

Kā ķermeņa ātrums mainās mazāk mijiedarbojoties, jo lielāka tā masa. Tādu ķermeni sauc inertāks.

Un otrādi nekā ķermeņa ātrums mainās vairāk mijiedarbības laikā, jo mazāka tā masa, jo vairāk mazāk to inerts.

Tas nozīmē, ka visiem ķermeņiem ir raksturīga īpašība mijiedarbības laikā atšķirīgi mainīt ātrumu. Šo īpašumu sauc inerce.

Ķermeņa masa ir fizisks lielums, kas raksturo tā inerci.

Jums jāzina, ka jebkurš ķermenis: Zeme, cilvēks, grāmata utt. - ir masa.

Masu apzīmē ar burtu m. SI masas mērvienība ir kilograms ( 1 kg).

Kilograms- šī ir standarta masa. Standarts ir izgatavots no divu metālu sakausējuma: platīna un irīdija. Starptautiskais standarta kilograms tiek glabāts Sevrā (netālu no Parīzes). Vairāk nekā 40 ir izgatavoti pēc starptautiskā standarta precīzas kopijas, izsūtīts uz dažādas valstis. Viens no starptautiskā standarta eksemplāriem atrodas mūsu valstī, vārdā nosauktajā Metroloģijas institūtā. D.I. Mendeļejevs Sanktpēterburgā.

Praksē tiek izmantotas citas masas vienības: tonnu (T), grams (G), miligrams (mg).

1 t	= 1000 kg (10 3 kg)	1 g	= 0,001 kg (10–3 kg)
1 kg	= 1000 g (10 3 g)	1 mg	= 0,001 g (10–3 g)
1 kg	= 1 000 000 mg (10 6 mg)	1 mg	= 0,000001 kg (10–6 kg)

Nākotnē, studējot fiziku, masas jēdziens atklāsies dziļāk.

Ķermeņa svara mērīšana uz svariem.

Lai izmērītu ķermeņa svaru, varat izmantot 19. punktā aprakstīto metodi.

Apmācības svari.

Salīdzinot ātrumus, ko ķermeņi iegūst mijiedarbības laikā, tie nosaka, cik reizes viena ķermeņa masa ir lielāka (vai mazāka) par otra ķermeņa masu. Tādā veidā ir iespējams izmērīt ķermeņa masu, ja ir zināma viena mijiedarbojošā ķermeņa masa. Tādā veidā zinātnē tiek noteiktas masas debess ķermeņi, kā arī molekulas un atomi.

Praksē ķermeņa svaru var noteikt, izmantojot svarus. Ir Svari dažādi veidi: izglītības, medicīnas, analītiskās, farmācijas, elektroniskās utt.

Īpašs svaru komplekts.

Apsvērsim apmācības skalas. Galvenā daļa tādi svari ir šūpuļroka. Šūpuļa vidū ir piestiprināta bultiņa - rādītājs, kas pārvietojas pa labi vai pa kreisi. Krūzes ir piekarinātas no šūpuļa galiem. Kādos apstākļos svari būs līdzsvarā?

Novietosim uz svariem ratus, kas tika izmantoti eksperimentā (skat. § 18). Tā kā mijiedarbības laikā rati ieguva vienādus ātrumus, mēs noskaidrojām, ka to masas ir vienādas. Tāpēc svari būs līdzsvarā. Tas nozīmē, ka ķermeņu masas, kas atrodas uz svariem, ir vienādas viena ar otru.

Tagad uz vienas svaru pannas novietojam ķermeni, kura masa mums jānoskaidro. Uz otras novietosim svarus, kuru masas ir zināmas, līdz svari būs līdzsvarā. Tāpēc svērtā ķermeņa masa būs vienāda ar kopējā masa svari

Sverot tiek izmantots īpašs atsvaru komplekts.

Dažādi svari ir paredzēti dažādu ķermeņu, gan ļoti smagu, gan ļoti vieglu, svēršanai. Tā, piemēram, izmantojot ratiņu svarus, jūs varat noteikt vagona masu no 50 tonnām līdz 150 tonnām. Oda masu, kas vienāda ar 1 mg, var noteikt, izmantojot analītiskos svarus.

Vielas blīvums.

Mēs nosveram divus vienāda tilpuma cilindrus. Viens ir alumīnijs, bet otrs ir svins.

Ķermeņi mums apkārt sastāv no dažādas vielas: koks, dzelzs, gumija utt.

Jebkura ķermeņa masa ir atkarīga ne tikai no tā lieluma, bet arī no tā, no kādas vielas tas sastāv. Tāpēc ķermeņi, kuriem ir vienādi tilpumi, bet sastāv no dažādas vielas, ir dažādas masas.

Veiksim šo eksperimentu. Nosvērsim divus vienāda tilpuma, bet no dažādām vielām sastāvošus cilindrus. Piemēram, viens ir izgatavots no alumīnija, otrs no svina. Pieredze liecina, ka alumīnija masa ir mazāka par svinu, tas ir, alumīnijs ir vieglāks par svinu.

Tajā pašā laikā ķermeņiem ar vienādām masām, kas sastāv no dažādām vielām, ir dažādi tilpumi.

Dzelzs sija, kas sver 1 tonnu, aizņem 0,13 kubikmetrus. Un ledus, kas sver 1 tonnu, tilpums ir 1,1 kubikmetrs.

Tādējādi dzelzs stienis, kas sver 1 tonnu, aizņem 0,13 m 3, un ledus ar tādu pašu masu 1 tonna aizņem 1,1 m 3. Ledus tilpums ir gandrīz 9 reizes lielāks par dzelzs stieņa tilpumu. Tas ir tāpēc, ka dažādām vielām var būt atšķirīgs blīvums.

No tā izriet, ka ķermeņiem ar tilpumu, piemēram, 1 m 3 katrs, kas sastāv no dažādām vielām, ir dažādas masas. Sniegsim piemēru. Alumīnija ar tilpumu 1 m3 masa ir 2700 kg, tāda paša tilpuma svina masa ir 11 300 kg. Tas ir, ar tādu pašu tilpumu (1 m3) svina masa ir aptuveni 4 reizes lielāka par alumīnija masu.

Blīvums parāda vielas masu, kas uzņemta noteiktā tilpumā.

Kā noteikt vielas blīvumu?

Piemērs. Marmora plātnes tilpums ir 2 m 3, un tās masa ir 5400 kg. Ir nepieciešams noteikt marmora blīvumu.

Tātad, mēs zinām, ka marmora ar tilpumu 2m3 masa ir 5400 kg. Tas nozīmē, ka 1 m 3 marmora masa būs 2 reizes mazāka. Mūsu gadījumā - 2700 kg (5400: 2 = 2700). Tādējādi marmora blīvums būs 2700 kg uz 1 m 3.

Tas nozīmē, ka, ja ir zināma ķermeņa masa un tilpums, var noteikt blīvumu.

Lai noteiktu vielas blīvumu, ķermeņa masa jāsadala ar tilpumu.

Blīvums ir fiziskais lielums, kas ir vienāds ar ķermeņa masas un tilpuma attiecību:

blīvums = masa/tilpums.

Šajā izteiksmē ietvertos lielumus apzīmēsim ar burtiem: vielas blīvums ir ρ (grieķu burts “rho”), ķermeņa masa m, tilpums V. Tad iegūstam formulu blīvuma aprēķināšanai:

Vielas blīvuma SI mērvienība ir kilograms uz kubikmetru (1kg/m3).

Vielas blīvumu bieži izsaka gramos uz kubikcentimetru (1g/cm3).

Ja vielas blīvumu izsaka kg/m3, tad to var pārvērst g/cm3 šādi.

Piemērs. Sudraba blīvums ir 10 500 kg/m3. Izsakiet to g/cm3.

10 500 kg = 10 500 000 g (vai 10,5 x 10 6 g),

1m3 = 1 000 000 cm3 (vai 10 6 cm3).

Tad ρ = 10 500 kg/m 3 = 10,5 * 10 6 / 10 6 g/cm 3 = 10,5 g/cm 3.

Jāatceras, ka vienas un tās pašas vielas blīvums cietā, šķidrā un gāzveida stāvoklī ir atšķirīgs. Tādējādi ledus blīvums ir 900 kg/m3, ūdens – 1000 kg/m3, ūdens tvaiku – 0,590 kg/m3. Lai gan tie visi ir vienas un tās pašas vielas – ūdens – stāvokļi.

Zemāk ir tabulas par dažu cietvielu, šķidrumu un gāzu blīvumu.

2. tabula

Dažu cietvielu blīvumi (normālā atmosfēras spiedienā, t = 20 °C)

Ciets	ρ, kg/m 3	ρ, g/cm3	Ciets	ρ, kg/m 3	ρ, g/cm3
Osmijs	22 600	22,6	Marmors	2700	2,7
Iridijs	22 400	22,4	Logu stikls	2500	2,5
Platīns	21 500	21,5	Porcelāns	2300	2,3
Zelts	19 300	19,3	Betons	2300	2,3
Svins	11 300	11,3	Ķieģelis	1800	1,8
Sudrabs	10 500	10,5	Rafinēts cukurs	1600	1,6
Varš	8900	8,9	Plexiglas	1200	1,2
Misiņš	8500	8,5	Kaprons	1100	1,1
Tērauds, dzelzs	7800	7,8	Polietilēns	920	0,92
Skārda	7300	7,3	Parafīns	900	0,90
Cinks	7100	7,2	Ledus	900	0,90
Čuguns	7000	7	Ozols (sauss)	700	0,70
Korunds	4000	4	Priede (sausa)	400	0,40
Alumīnijs	2700	2,7	Korķis	240	0,24

3. tabula

Dažu šķidrumu blīvumi (pie normāla atmosfēras spiediena t=20 °C)

4. tabula

Dažu gāzu blīvumi (pie normāla atmosfēras spiediena t=20 °C)

Masas un tilpuma aprēķins, pamatojoties uz tā blīvumu.

Zināt vielu blīvumu ir ļoti svarīgi dažādiem praktiskiem mērķiem. Inženieris, projektējot mašīnu, var iepriekš aprēķināt masu, pamatojoties uz materiāla blīvumu un tilpumu nākotnes auto. Būvnieks var noteikt, kāda būs būvējamās ēkas masa.

Tāpēc, zinot vielas blīvumu un ķermeņa tilpumu, vienmēr ir iespējams noteikt tās masu.

Tā kā vielas blīvumu var atrast, izmantojot formulu ρ = m/V, tad no šejienes var atrast masu t.i.

m = ρV.

Lai aprēķinātu ķermeņa masu, ja ir zināms tā tilpums un blīvums, blīvums jāreizina ar tilpumu.

Piemērs. Nosaka masu tērauda detaļai ar tilpumu 120 cm3.

No 2. tabulas redzams, ka tērauda blīvums ir 7,8 g/cm 3 . Pierakstīsim problēmas nosacījumus un risināsim to.

Ņemot vērā:

V = 120 cm 3;

ρ = 7,8 g/cm3;

Risinājums:

m = 120 cm 3 7,8 g/cm 3 = 936 g.

Atbilde: m= 936 g

Ja ir zināma ķermeņa masa un blīvums, tad ķermeņa tilpumu var izteikt no formulas m = ρV, t.i. ķermeņa tilpums būs vienāds ar:

V = m/ρ.

Lai aprēķinātu ķermeņa tilpumu, ja ir zināma tā masa un blīvums, masa jādala ar blīvumu.

Piemērs. Pudeles iepildīšanas saulespuķu eļļas masa ir 930 g. Nosakiet pudeles tilpumu.

Saskaņā ar 3. tabulu mēs atklājam, ka saulespuķu eļļas blīvums ir 0,93 g/cm 3 .

Pierakstīsim problēmas nosacījumus un risināsim to.

Ņemot vērā:

ρ = 0,93 g/cm3

Risinājums:

V = 930/0,93 g/cm 3 = 1000 cm 3 = 1 l.

Atbilde: V= 1 l.

Lai noteiktu tilpumu, parasti izmanto formulu gadījumos, kad tilpumu ir grūti atrast, izmantojot vienkāršus mērījumus.

Spēks.

Katrs no mums pastāvīgi saskaras ar dažādiem ķermeņu darbības gadījumiem viens uz otru. Mijiedarbības rezultātā mainās ķermeņa kustības ātrums. Jūs jau zināt, ka, jo vairāk mainās ķermeņa ātrums, jo mazāka ir tā masa. Apskatīsim dažus piemērus, kas to pierāda.

Ar rokām stumjot ratiņus, varam tos iedarbināt. Cilvēka rokas ietekmē mainās ratiņu ātrums.

Dzelzs gabalu, kas atrodas uz ūdenī nolaista kontaktdakšas, pievelk magnēts. Dzelzs gabals un korķis maina ātrumu magnēta ietekmē.

Ar roku iedarbojoties uz atsperi, to var saspiest. Pirmkārt, pavasara beigas pārvietojas. Pēc tam kustība tiek pārnesta uz pārējām tās daļām. Saspiesta atspere, kad tā ir iztaisnota, var, piemēram, iedarbināt lodi.

Kad atspere tika saspiesta, darbojošais ķermenis bija cilvēka roka. Kad atspere iztaisnojas, darbojošais ķermenis ir pati atspere. Viņa iekustina bumbu.

Varat izmantot savu raketi vai roku, lai apturētu vai mainītu lidojošas bumbas kustības virzienu.

Visos sniegtajos piemēros viens ķermenis cita ķermeņa ietekmē sāk kustēties, apstājas vai maina kustības virzienu.

Tādējādi ķermeņa ātrums mainās, kad tas mijiedarbojas ar citiem ķermeņiem.

Bieži vien nav norādīts, kura iestāde un kā tā iedarbojās uz šo ķermeni. Tas vienkārši saka uz ķermeni iedarbojas spēks vai tam tiek pielikts spēks. Tas nozīmē, ka var apsvērt spēku kā iemesls ātruma maiņai.

Ar rokām stumjot ratiņus, varam tos iedarbināt.

Eksperimentējiet ar dzelzs gabalu un magnētu.

Pavasara eksperiments. Mēs iedarbinām bumbu kustībā.

Pieredze ar raketi un lidojošu bumbu.

Spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, var mainīt ne tikai tā ķermeņa ātrumu, bet arī atsevišķas tā daļas.

Uz balstiem guļošs dēlis saliecas, kad uz tā sēž cilvēks.

Piemēram, piespiežot pirkstus uz dzēšgumijas vai plastilīna gabala, tas saruks un mainīs savu formu. Tas tiek saukts deformācija.

Deformācija ir jebkura ķermeņa formas un izmēra izmaiņas.

Sniegsim vēl vienu piemēru. Uz balstiem guļošs dēlis izliecas, ja uz tā sēž cilvēks vai kāda cita slodze. Dēļa vidusdaļa pārvietojas lielāku attālumu nekā malas.

Spēka ietekmē dažādu ķermeņu ātrums vienlaikus var mainīties vienādi. Lai to izdarītu, šiem ķermeņiem jāpieliek dažādi spēki.

Tātad, lai iekustinātu smagā mašīna, prasa lielāku spēku nekā vieglajam auto. Tas nozīmē, ka spēka skaitliskā vērtība var būt dažāda: lielāka vai mazāka. Kas ir spēks?

Spēks ir ķermeņu mijiedarbības mērs.

Spēks ir fizisks lielums, kas nozīmē, ka to var izmērīt.

Zīmējumā spēks ir parādīts kā taisnas līnijas segments ar bultiņu galā.

Spēks, tāpat kā ātrums, ir vektora daudzums. To raksturo ne tikai skaitliskā vērtība, bet arī virziens. Spēku apzīmē ar burtu F ar bultiņu (kā atceramies, bultiņa apzīmē virzienu), un tā moduli apzīmē arī ar burtu F, bet bez bultiņas.

Runājot par spēku, ir svarīgi norādīt, kuram ķermeņa punktam tiek pielikts spēks.

Zīmējumā spēks ir attēlots kā taisnas līnijas segments ar bultiņu galā. Nozares sākums - punkts A ir spēka pielikšanas punkts. Segmenta garums nosacīti apzīmē spēka moduli noteiktā mērogā.

Tātad, spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, ir atkarīgs no tā moduļa, virziena un pielikšanas punkta.

Gravitācijas fenomens. Gravitācija.

Atlaidīsim akmeni no rokām – tas nokritīs zemē.

Ja tu atlaidīsi akmeni no rokām, tas nokritīs zemē. Tas pats notiks ar jebkuru citu ķermeni. Ja bumbiņu met horizontāli, tā nepārvietojas taisni un vienmērīgi. Tās trajektorija būs izliekta līnija.

Akmens lido pa izliektu līniju.

Mākslīgais Zemes pavadonis arī nelido taisnā līnijā, tas lido apkārt Zemei.

Ap Zemi pārvietojas mākslīgais pavadonis.

Kāds ir novēroto parādību iemesls? Lūk, lieta. Uz šiem ķermeņiem iedarbojas spēks – gravitācijas spēks pret Zemi. Pateicoties gravitācijai pret Zemi, ķermeņi, kas pacelti virs Zemes un pēc tam nolaisti, krīt. Un arī šīs pievilcības dēļ mēs ejam pa Zemi, nevis lidojam bezgalīgā Kosmosā, kur nav gaisa, ko elpot.

Koku lapas nokrīt uz Zemi, jo Zeme tās piesaista. Pateicoties gravitācijai pret Zemi, ūdens plūst upēs.

Zeme pievelk sev jebkurus ķermeņus: mājas, cilvēkus, Mēnesi, Sauli, ūdeni jūrās un okeānos utt. Savukārt Zeme pievelk visus šos ķermeņus.

Pievilcība pastāv ne tikai starp Zemi un uzskaitītajiem ķermeņiem. Visi ķermeņi piesaista viens otru. Mēness un Zeme ir piesaistīti viens otram. Zemes pievilkšanās Mēnesim izraisa ūdens bēgumus un bēgumus. Milzīgas ūdens masas okeānos un jūrās paceļas divas reizes dienā par daudziem metriem. Jūs labi zināt, ka Zeme un citas planētas pārvietojas ap Sauli, pievelkoties tai un viena otrai.

Visu Visuma ķermeņu pievilkšanos viens otram sauc par universālo gravitāciju.

Angļu zinātnieks Īzaks Ņūtons bija pirmais, kurš pierādīja un noteica universālās gravitācijas likumu.

Saskaņā ar šo likumu, Jo lielāka ir šo ķermeņu masa, jo lielāks ir pievilkšanās spēks starp ķermeņiem. Pievilkšanās spēki starp ķermeņiem samazinās, ja attālums starp tiem palielinās.

Ikvienam, kas dzīvo uz Zemes, viena no vissvarīgākajām vērtībām ir gravitācijas spēks pret Zemi.

Spēku, ar kādu Zeme pievelk ķermeni sev, sauc par gravitāciju.

Gravitācija tiek apzīmēta ar burtu F ar indeksu: Fgravity. Tas vienmēr ir vērsts vertikāli uz leju.

Globuss pie poliem ir nedaudz saplacināts, tāpēc ķermeņi, kas atrodas pie poliem, atrodas nedaudz tuvāk Zemes centram. Tāpēc gravitācija pie pola ir nedaudz lielāka nekā pie ekvatora vai citos platuma grādos. Smaguma spēks kalna virsotnē ir nedaudz mazāks nekā tā pakājē.

Smaguma spēks ir tieši proporcionāls konkrētā ķermeņa masai.

Ja salīdzinām divus ķermeņus ar dažādi svari, tad ķermenis ar lielāku masu ir smagāks. Ķermenis ar mazāku masu ir vieglāks.

Cik reižu viena ķermeņa masa ir lielāka par cita ķermeņa masu, tik pat reižu gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz pirmo ķermeni, ir lielāks nekā gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz otro. Ja ķermeņu masas ir vienādas, tad arī gravitācijas spēki, kas uz tiem iedarbojas, ir vienādi.

Elastīgais spēks. Huka likums.

Jūs jau zināt, ka visus ķermeņus uz Zemes ietekmē gravitācija.

Arī uz galda guļošu grāmatu ietekmē gravitācija, taču tā nekrīt cauri galdam, bet atrodas miera stāvoklī. Pakārsim ķermeni uz diega. Tas nekritīs.

Huka likums. Pieredze.

Kāpēc ķermeņi, kas atrodas uz balsta vai piekārti uz pavediena, balstās? Acīmredzot gravitāciju līdzsvaro kāds cits spēks. Kas tas par spēku un no kurienes tas nāk?

Veiksim eksperimentu. Novietojiet svaru horizontāla dēļa vidū, novietojiet to uz balstiem. Smaguma spēka ietekmē svars sāks kustēties uz leju un saliekt dēli, t.i. dēlis ir deformēts. Šajā gadījumā rodas spēks, ar kuru dēlis iedarbojas uz ķermeni, kas atrodas uz tā. No šī eksperimenta mēs varam secināt, ka papildus gravitācijas spēkam, kas vērsts vertikāli uz leju, uz svaru iedarbojas vēl kāds spēks. Šis spēks ir vērsts vertikāli uz augšu. Viņa līdzsvaroja gravitācijas spēku. Šo spēku sauc elastīgais spēks.

Tātad spēku, kas rodas ķermenī tā deformācijas rezultātā un tiecas atgriezt ķermeni tā sākotnējā stāvoklī, sauc par elastīgo spēku.

Elastīgo spēku apzīmē ar burtu F ar indeksu Fup.

Jo vairāk balsts (dēlis) liecas, jo vairāk jaudas elastība. Ja elastīgais spēks kļūst vienāds ar gravitācijas spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, tad balsts un ķermenis apstājas.

Tagad pakarināsim ķermeni uz pavediena. Vītne (suspensija) stiepjas. Vītnē (balstiekārtā), kā arī balstā rodas elastīgs spēks. Kad balstiekārta ir izstiepta, elastīgais spēks ir vienāds ar gravitācijas spēku, tad stiepšanās apstājas. Elastīgais spēks rodas tikai tad, ja ķermeņi tiek deformēti. Ja pazūd ķermeņa deformācija, tad pazūd arī elastības spēks.

Pieredze ar vītnē iekarinātu virsbūvi.

Ir deformācijas dažādi veidi: spriedze, saspiešana, bīde, liece un vērpes.

Mēs jau esam iepazinušies ar diviem deformācijas veidiem - saspiešanu un locīšanu. Šos un citus deformācijas veidus sīkāk pētīsiet vidusskolā.

Tagad mēģināsim noskaidrot, no kā ir atkarīgs elastīgais spēks.

Angļu zinātnieks Roberts Huks Ņūtona laikabiedrs konstatēja, kā elastības spēks ir atkarīgs no deformācijas.

Padomāsim par pieredzi. Ņemam gumijas auklu. Vienu tā galu fiksēsim statīvā. Sākotnējais auklas garums bija l 0. Ja auklas brīvajā galā piekārt krūzīti ar atsvaru, aukla pagarināsies. Tā garums kļūs vienāds ar l. Vada pagarinājumu var atrast šādi:

Mainot krūzītes svarus, mainīsies arī auklas garums un līdz ar to arī tā pagarinājums Δl.

Pieredze rāda ka elastības spēka modulis, izstiepjot (vai saspiežot) ķermeni, ir tieši proporcionāls ķermeņa garuma izmaiņām.

Šis ir Huka likums. Huka likums ir uzrakstīts šādi:

Fkontrole = -kΔl,

Ķermeņa svars ir spēks, ar kādu ķermenis, pateicoties pievilcībai pret Zemi, iedarbojas uz balstu vai balstiekārtu.

kur Δl ir ķermeņa pagarinājums (tā garuma izmaiņas), k ir proporcionalitātes koeficients, ko sauc stingrība.

Korpusa stingrība ir atkarīga no formas un izmēra, kā arī no materiāla, no kura tas ir izgatavots.

Huka likums ir spēkā tikai elastīgai deformācijai. Ja pēc ķermeņa deformējošo spēku pārtraukšanas tas atgriežas sākotnējā stāvoklī, tad deformācija ir elastīgs.

Tu vidusskolā sīkāk pētīsi Huka likumu un deformāciju veidus.

Ķermeņa masa.

IN Ikdiena Jēdziens "svars" tiek lietots ļoti bieži. Mēģināsim noskaidrot, kāda ir šī vērtība. Eksperimentos, kad ķermenis tika novietots uz balsta, tika saspiests ne tikai balsts, bet arī ķermenis, ko pievilka Zeme.

Deformēts, saspiests ķermenis nospiež balstu ar spēku, ko sauc ķermeņa masa . Ja korpuss ir piekārts uz vītnes, tad tiek izstiepts ne tikai pavediens, bet arī pats korpuss.

Ķermeņa svars ir spēks, ar kādu ķermenis, pateicoties pievilcībai pret Zemi, iedarbojas uz balstu vai balstiekārtu.

Ķermeņa svars ir vektora fiziskais lielums, un to apzīmē ar burtu P ar bultiņu virs šī burta, kas vērsta pa labi.

Tomēr tas ir jāatceras ka smaguma spēks tiek pielikts ķermenim un svars tiek piemērots balstam vai balstiekārtai.

Ja ķermenis un balsts ir nekustīgi vai pārvietojas vienmērīgi un taisni, tad ķermeņa svars tā skaitliskā vērtībā vienāds ar spēku gravitācija, t.i.

P = F smags

Jāatceras, ka gravitācija ir ķermeņa un Zemes mijiedarbības rezultāts.

Tātad ķermeņa svars ir ķermeņa un balsta (piekares) mijiedarbības rezultāts. Balsts (balstiekārta) un korpuss ir deformēti, kas noved pie elastīga spēka parādīšanās.

Spēka vienības. Saistība starp smagumu un ķermeņa svaru.

Jūs jau zināt, ka spēks ir fizisks lielums. Papildus skaitliskajai vērtībai (modulim) tam ir virziens, t.i., tas ir vektora lielums.

Spēku, tāpat kā jebkuru fizisku lielumu, var izmērīt un salīdzināt ar spēku, ko uztver kā vienību.

Vienības fizikālie lielumi vienmēr izvēlies nosacīti. Tātad jebkuru spēku var uzskatīt par spēka vienību. Piemēram, kā spēka vienību var ņemt līdz noteiktam garumam izstieptas atsperes elastīgo spēku. Spēka vienību var uzskatīt arī par smaguma spēku, kas iedarbojas uz ķermeni.

Vai tu to zini spēku izraisa izmaiņas ķermeņa ātrumā. Tāpēc Spēka mērvienība ir spēks, kas 1 s laikā izmaina 1 kg smaga ķermeņa ātrumu par 1 m/s.

Šī vienība ir nosaukta angļu fiziķa Ņūtona vārdā. Ņūtons (1 N). Bieži tiek izmantotas citas vienības - kiloņūtoni (kN), millinewtons (mN):

1 kN = 1000 N, 1 N = 0,001 kN.

Mēģināsim noteikt spēka lielumu 1 N. Ir noskaidrots, ka 1 N ir aptuveni vienāds ar smaguma spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, kas sver 1/10 kg, vai precīzāk 1/9,8 kg (t.i., apm. 102 g).

Jāatceras, ka gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, ir atkarīgs no ģeogrāfiskais platums, uz kuras atrodas ķermenis. Smaguma spēks mainās, mainoties augstumam virs Zemes virsmas.

Ja mēs zinām, ka spēka mērvienība ir 1 N, tad kā aprēķināt gravitācijas spēku, kas iedarbojas uz jebkuras masas ķermeni?

Ir zināms, ka, cik reižu viena ķermeņa masa ir lielāka par cita ķermeņa masu, tik reižu gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz pirmo ķermeni, ir lielāks nekā gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz otro ķermeni. Tātad, ja uz ķermeni, kas sver 1/9,8 kg, iedarbojas gravitācijas spēks, kas vienāds ar 1 N, tad uz ķermeni, kas sver 2/9,8 kg, iedarbosies gravitācijas spēks, kas vienāds ar 2 N.

Uz ķermeņa, kas sver 5/9,8 kg - gravitācijas spēks ir 5 N, 5,5/9,8 kg - 5,5 N utt. Uz ķermeņa, kas sver 9,8/9,8 kg - 9,8 N.

Tā kā 9,8/9,8 kg = 1 kg, tad smaguma spēks, kas vienāds ar 9,8 N, iedarbosies uz ķermeni, kas sver 1 kg. Smaguma spēka vērtību, kas iedarbojas uz ķermeni, kas sver 1 kg, var uzrakstīt šādi: 9,8 N/kg.

Tas nozīmē, ka, ja spēks, kas vienāds ar 9,8 N, iedarbojas uz ķermeni, kas sver 1 kg, tad spēks, kas vienāds ar 2 reizēm, iedarbosies uz ķermeni, kas sver 2 kg. Tas būs vienāds ar 19,6 N utt.

Tādējādi, lai noteiktu gravitācijas spēku, kas iedarbojas uz jebkuras masas ķermeni, ir jāreizina 9,8 N/kg ar šī ķermeņa masu.

Ķermeņa svaru izsaka kilogramos. Tad mēs iegūstam to:

Ftie = 9,8 N/kg m.

Vērtību 9,8 N/kg apzīmē ar burtu g, un gravitācijas formula būs šāda:

kur m ir masa, sauc par g brīvā kritiena paātrinājums. (Jēdziens gravitācijas paātrinājums tiks mācīts 9. klasē.)

Risinot uzdevumus, kur nav nepieciešama liela precizitāte, g = 9,8 N/kg noapaļo līdz 10 N/kg.

Jūs jau zināt, ka P = Ftie, ja ķermenis un balsts ir nekustīgi vai kustas vienmērīgi un lineāri. Tāpēc ķermeņa svaru var noteikt pēc formulas:

Piemērs. Uz galda ir tējkanna ar ūdeni, kas sver 1,5 kg. Nosakiet gravitācijas spēku un tējkannas svaru. Parādiet šos spēkus 68. attēlā.

Ņemot vērā:

g ≈ 10 N/kg

Risinājums:

Ftie = P ≈ 10 N/kg 1,5 kg = 15 N.

Atbilde: Ftie = P = 15 N.

Tagad attēlosim spēkus grafiski. Izvēlēsimies mērogu. Lai 3 N ir vienāds ar 0,3 cm garu segmentu, tad ar 1,5 cm garu segmentu jāpievelk spēks 15 N.

Jāņem vērā, ka gravitācijas spēks iedarbojas uz ķermeni, un tāpēc tiek pielietots pašam ķermenim. Svars iedarbojas uz balstu vai balstiekārtu, tas ir, tiek uzlikts uz balsta, mūsu gadījumā uz galda.

Dinamometrs.

Vienkāršākais dinamometrs.

Praksē bieži vien ir nepieciešams izmērīt spēku, ar kādu viens ķermenis iedarbojas uz otru. Lai izmērītu spēku, ierīce sauca dinamometrs (no grieķu val dinamis- spēks, metroo- Es mēru).

Dinamometri ir dažādu dizainu. To galvenā daļa ir tērauda atspere, kas tiek dota dažādas formas atkarībā no ierīces mērķa. Vienkārša dinamometra konstrukcija balstās uz jebkura spēka salīdzināšanu ar atsperes elastīgo spēku.

Vienkāršāko dinamometru var izgatavot no atsperes ar diviem āķiem, kas uzstādīti uz dēļa. Atsperes apakšējā galā ir piestiprināts rādītājs, un pie tāfeles tiek pielīmēta papīra sloksne.

Atzīmējiet uz papīra ar domuzīmi rādītāja pozīciju, kad atspere nav nospriegota. Šī atzīme būs nulles dalījums.

Manuālais dinamometrs - spēka mērītājs.

Tad no āķa piekarināsim 1/9,8 kg smagu smaguma spēku Uz šo slodzi (1 N) iedarbosies atspere un rādītājs virzīsies uz leju. Atzīmējam uz papīra tās jauno pozīciju un ieliekam ciparu 1. Pēc tam piekaram 204 g smagu kravu un uzliekam atzīmi 2. Tas nozīmē, ka šajā pozīcijā atsperes elastīgais spēks ir 2 N. Piekaram svērtu kravu. 306 g, liekam atzīmi 3 un tā tālāk .d.

Lai piemērotu Ņūtona desmitdaļas, ir jāpiemēro dalījumi - 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 utt. Šim nolūkam attālumus starp katru veselo atzīmi sadala desmit vienādās daļās. To var izdarīt, ņemot vērā, ka atsperes Fupr elastības spēks palielinās tik reižu, cik palielinās tā pagarinājums Δl. Tas izriet no Huka likuma: Fupr = kΔl, t.i., ķermeņa elastīgais spēks izstiepts ir tieši proporcionāls ķermeņa garuma izmaiņām.

Vilces dinamometrs.

Graduēta atspere būs vienkāršākais dinamometrs.

Izmantojot dinamometru, mēra ne tikai gravitāciju, bet arī citus spēkus, piemēram, elastības spēku, berzes spēku utt.

Piemēram, lai izmērītu dažādu cilvēka muskuļu grupu spēku, to izmanto medicīniskie dinamometri.

Rokas muskuļu spēka mērīšanai, saspiežot roku dūrē, rokasgrāmata dinamometrs - spēka mērītājs .

Tiek izmantoti arī dzīvsudraba, hidrauliskie, elektriskie un citi dinamometri.

IN Nesen Elektriskie dinamometri tiek plaši izmantoti. Viņiem ir sensors, kas pārveido celmu elektriskā signālā.

Lai izmērītu lielus spēkus, piemēram, traktoru, vilces spēku, lokomotīvju, jūras un upju velkoņu, īpašu vilces dinamometri . Tie var izmērīt spēkus līdz vairākiem desmitiem tūkstošu ņūtonu.

Katrā šādā gadījumā vairākus spēkus, kas faktiski tiek pielikti ķermenim, ir iespējams aizstāt ar vienu spēku, kas pēc tā iedarbības ir līdzvērtīgs šiem spēkiem.

Spēku, kas uz ķermeni rada tādu pašu ietekmi kā vairāki vienlaicīgi iedarbojoši spēki, sauc par šo spēku rezultantu.

Atradīsim šo divu spēku rezultantu, kas iedarbojas uz ķermeni pa vienu taisni vienā virzienā.

Pievērsīsimies pieredzei. Mēs piekarinām divus atsvarus, kas sver 102 g un 204 g no atsperes, vienu zem otra, t.i., sver 1 N un 2 N. Ņemiet vērā garumu, līdz kuram ir izstiepta atspere. Noņemsim šos atsvarus un nomainīsim tos ar vienu atsvaru, kuru atspere izstiepj līdz tādam pašam garumam. Šīs kravas svars izrādās 3 N.

No pieredzes izriet, ka: pa vienu taisni vienā virzienā vērstu spēku rezultants un tā modulis vienāds ar summu komponentu spēku moduļi.

Attēlā uz ķermeni iedarbojošo spēku rezultants ir apzīmēts ar burtu R, bet komponentu spēki ir apzīmēti ar burtiem F 1 un F 2. Šajā gadījumā

Tagad noskaidrosim, kā atrast rezultantu diviem spēkiem, kas iedarbojas uz ķermeni pa vienu taisni dažādos virzienos. Korpuss ir dinamometra galds. Noliksim uz galda 5 N smagu atsvaru, t.i. Iedarbosimies uz to ar 5 N lielu spēku, kas vērsts uz leju. Piesienam diegu pie galda un iedarbosimies uz to ar spēku, kas vienāds ar 2 N, kas vērsts uz augšu. Tad dinamometrs rādīs spēku 3 N. Šis spēks ir divu spēku rezultāts: 5 N un 2 N.

Tātad, divu spēku rezultants, kas vērsts pa vienu taisni pretējos virzienos, ir vērsts uz lielāko spēku, un tā modulis ir vienāds ar komponentes spēku moduļu starpību(rīsi.):

Ja ķermenim pieliek divi vienādi un pretēji vērsti spēki, tad šo spēku rezultants ir nulle. Piemēram, ja mūsu eksperimentā galu velk ar 5 N spēku, tad dinamometra adata tiks iestatīta uz nulli. Divu spēku rezultējošais šajā gadījumā ir nulle:

Ragavas ir noripojušas no kalna un drīz apstājas.

Ragavas, noripojušas no kalna, pa horizontālu ceļu pārvietojas nevienmērīgi, to ātrums pamazām samazinās un pēc brīža apstājas. Vīrietis, paņēmis skriešanas startu, ar slidu slīd pa ledu, taču, lai cik gluds būtu ledus, vīrietis tomēr apstājas. Velosipēds apstājas arī tad, kad velosipēdists pārtrauc mīt pedāļus. Mēs zinām, ka šādu parādību cēlonis ir spēks. Šajā gadījumā tas ir berzes spēks.

Kad viens ķermenis saskaras ar otru, notiek mijiedarbība, kas novērš to relatīvo kustību, ko sauc berze. Un spēku, kas raksturo šo mijiedarbību, sauc berzes spēks.

Berzes spēks- tas ir cita veida spēks, kas atšķiras no iepriekš apspriestā gravitācijas un elastības spēka.

Vēl viens berzes iemesls ir kontaktējošo ķermeņu molekulu savstarpēja pievilkšanās.

Berzes spēka rašanās galvenokārt ir saistīta ar pirmo iemeslu, kad ķermeņu virsmas ir raupjas. Bet, ja virsmas ir labi pulētas, tad saskarē dažas to molekulas atrodas ļoti tuvu viena otrai. Šajā gadījumā pievilcība starp saskarē esošo ķermeņu molekulām sāk manāmi izpausties.

Eksperimentējiet ar bloku un dinamometru. Mēs izmērām berzes spēku.

Berzes spēku var samazināt vairākas reizes, ja starp berzes virsmām tiek ievadīta smērviela. Smērvielas slānis atdala berzes korpusu virsmas. Šajā gadījumā saskaras nevis ķermeņu virsmas, bet gan smērvielas slāņi. Eļļošana vairumā gadījumu ir šķidra, un šķidruma slāņu berze ir mazāka nekā cietām virsmām. Piemēram, uz slidām zemā berze, slīdot pa ledu, ir arī eļļošanas efekta dēļ. Starp slidām un ledu veidojas plāns ūdens slānis. Tehnoloģijā dažādas eļļas tiek plaši izmantotas kā smērvielas.

Plkst bīdāmās radīsies viena ķermeņa berze uz cita ķermeņa virsmu, ko sauc slīdošā berze. Piemēram, šāda berze radīsies, ragavām un slēpēm pārvietojoties pa sniegu.

Ja viens ķermenis neslīd, bet ripo pa otra virsmu, tad berzi, kas rodas šajā gadījumā sauc rites berze . Tādējādi, kad karietes vai automašīnas riteņi pārvietojas vai baļķi vai mucas ripo pa zemi, parādās rites berze.

Berzes spēku var izmērīt. Piemēram, lai izmērītu koka bloka slīdēšanas berzes spēku uz dēļa vai galda, tam jāpievieno dinamometrs. Pēc tam vienmērīgi pārvietojiet bloku pa dēli, turot dinamometru horizontāli. Ko rādīs dinamometrs? Uz bloku horizontālā virzienā iedarbojas divi spēki. Viens spēks ir dinamometra atsperes elastīgais spēks, kas vērsts kustības virzienā. Otrais spēks ir berzes spēks, kas vērsts pret kustību. Tā kā bloks pārvietojas vienmērīgi, tas nozīmē, ka šo divu spēku rezultāts ir nulle. Līdz ar to šie spēki ir vienādi pēc lieluma, bet pretēji virzienam. Dinamometrs parāda elastības spēku (vilces spēku), kas ir vienāds ar berzes spēku.

Tādējādi Mērot spēku, ar kādu dinamometrs iedarbojas uz ķermeni tā vienmērīgās kustības laikā, mēs izmērām berzes spēku.

Ja jūs uzliekat slodzi uz bloku, piemēram, svaru, un izmēra berzes spēku, izmantojot iepriekš aprakstīto metodi, tas izrādīsies lielāks par berzes spēku, kas mērīts bez slodzes.

Jo lielāks spēks nospiež ķermeni pret virsmu, jo lielāks rodas berzes spēks.

Uzliekot koka kluci uz apaļiem kociņiem, var izmērīt rites berzes spēku. Viņa izrādās mazāk spēka slīdošā berze.

Tādējādi pie vienādām slodzēm rites berzes spēks vienmēr ir mazāks par slīdēšanas berzes spēku . Tāpēc jau senatnē cilvēki lielu kravu vilkšanai izmantoja veltņus, vēlāk sāka izmantot riteni.

Atpūtas berze.

Mēs iepazināmies ar berzes spēku, kas rodas, vienam ķermenim pārvietojoties pa cita virsmu. Bet vai var runāt par berzes spēku starp kontaktēšanos cietvielas, ja viņi ir miera stāvoklī?

Kad ķermenis atrodas uz slīpas plaknes, tas tiek turēts uz tā ar berzes spēku. Patiešām, ja nebūtu berzes, ķermenis gravitācijas ietekmē slīdētu lejup pa slīpo plakni. Apskatīsim gadījumu, kad ķermenis atrodas miera stāvoklī horizontālā plaknē. Piemēram, uz grīdas ir skapis. Mēģināsim to pārvietot. Ja vāji nospiežat skapi, tas neizkustēsies. Kāpēc? Darbības spēks šajā gadījumā tiek līdzsvarots ar berzes spēku starp grīdu un skapja kājām. Tā kā šis spēks pastāv starp miera stāvoklī esošiem ķermeņiem attiecībā pret otru, šo spēku sauc par statiskās berzes spēku.

Dabā un tehnoloģijās ir berze liela nozīme. Berze var būt labvēlīga vai kaitīga. Kad tas ir noderīgi, viņi cenšas to palielināt, kad tas ir kaitīgs, viņi cenšas to samazināt.

Bez statiskās berzes ne cilvēki, ne dzīvnieki nevarētu staigāt pa zemi, jo ejot mēs atgrūžamies no zemes. Kad berze starp apavu zoli un zemi (vai ledu) ir maza, piemēram, ledus apstākļos, ir ļoti grūti atgrūstīties no zemes, kājas slīd. Lai kājas neslīdētu, ietves nokaisa ar smiltīm. Tas palielina berzes spēku starp apavu zoli un ledu.

Bez berzes priekšmeti izslīdētu no rokām.

Berzes spēks aptur auto bremzējot, bet bez berzes tas nespētu nostāvēt uz vietas un slīdētu. Lai palielinātu berzi, automašīnu riepu virsma ir izgatavota ar rievotiem izvirzījumiem. Ziemā, kad ceļš ir īpaši slidens, tas tiek kaisīts ar smiltīm un atbrīvots no ledus.

Daudziem augiem un dzīvniekiem ir dažādi orgāni, kas kalpo satveršanai (augu antenas, ziloņu stumbri, kāpjošo dzīvnieku astes). Viņiem visiem ir raupja virsma, lai palielinātu berzi.

Ievietot. Ieliktņi ir izgatavoti no cietie metāli- bronza, čuguns vai tērauds. To iekšējā virsma ir pārklāta ar īpašiem materiāliem, visbiežāk babbitu (svina vai alvas sakausējums ar citiem metāliem), un ieeļļota. Tiek saukti gultņi, kuros vārpsta griežoties slīd gar oderes virsmu slīdgultņi.

Mēs zinām, ka rites berzes spēks pie tādas pašas slodzes ir ievērojami mazāks nekā slīdēšanas berzes spēks. Lodīšu un rullīšu gultņu izmantošana ir balstīta uz šo parādību. Šādos gultņos rotējošā vārpsta neslīd uz stacionāra gultņa apvalka, bet ripo pa to pa tērauda lodītēm vai rullīšiem.

Vienkāršāko lodīšu un rullīšu gultņu uzbūve ir parādīta attēlā. Gultņa iekšējais gredzens, kas izgatavots no cieta tērauda, ir uzstādīts uz vārpstas. Ārējais gredzens ir fiksēts mašīnas korpusā. Kad vārpsta griežas, iekšējais gredzens ripo uz bumbiņām vai veltņiem, kas atrodas starp gredzeniem. Slīdgultņu nomaiņa mašīnā ar lodīšu vai rullīšu gultņiem var samazināt berzes spēku par 20-30 reizēm.

Lodīšu un rullīšu gultņi tiek izmantoti dažādās iekārtās: automašīnās, virpas, elektromotori, velosipēdi utt. Bez gultņiem (tie izmanto berzes spēku) nav iespējams iedomāties modernā rūpniecība un transports.

Jautājumi.

1. Kā ķermenis kustas, ja citi ķermeņi uz to neiedarbojas?

Ķermenis kustas vienmērīgi un taisni vai atrodas miera stāvoklī.

2. Ķermenis kustas taisnā līnijā un vienmērīgi. Vai tas maina tā ātrumu?

Ja ķermenis pārvietojas vienmērīgi un taisni, tad tā ātrums nemainās.

3. Kādi uzskati par ķermeņu miera stāvokli un kustību pastāvēja pirms 17. gadsimta sākuma?

4. Kā Galileja skatījums uz ķermeņu kustību atšķiras no Aristoteļa skatījuma?

Galileja skatījums uz ķermeņu kustību atšķiras no Aristoteļa viedokļa ar to, ka ķermeņi var kustēties, ja nav ārēju spēku.

5. Kā tika veikts 19. attēlā attēlotais eksperiments un kādi secinājumi no tā izriet?

Eksperimenta norise. Uz ratiņiem ir divas bumbiņas, kas pārvietojas vienmērīgi un taisnā līnijā attiecībā pret zemi. Viena bumbiņa atrodas uz ratiņu apakšas, bet otrā ir piekārta uz vītnes. Bumbiņas atrodas miera stāvoklī attiecībā pret ratiņiem, jo spēki, kas uz tām iedarbojas, ir līdzsvaroti. Bremzējot, abas bumbiņas sāk kustēties. Tie maina ātrumu attiecībā pret ratiņiem, lai gan uz tiem neiedarbojas nekādi spēki. Secinājums: līdz ar to atsauces sistēmā, kas saistīta ar bremžu ratiņiem, inerces likums nav izpildīts.

6. Kā tiek lasīts Ņūtona pirmais likums? (mūsdienu formulējumā)?

7. Kuras atskaites sistēmas sauc par inerciālām un kuras par neinerciālām?

Atsauces sistēmas, kurās ir izpildīts inerces likums, sauc par inerciālām, bet kurās tas nav izpildīts - par neinerciālām.

Jā tu vari. Tas izriet no inerciālo atskaites sistēmu definīcijas.

9. Vai atskaites rāmis kustas ar paātrinājumu inerciāli attiecībā pret jebkuru inerciālo kadru?

Nē, tas nav inerciāls.

Vingrinājumi.

1. Uz galda vienmērīgi un taisni kustīgā vilcienā atrodas viegli kustīgs rotaļu auto. Kad vilciens bremzē, mašīna bez jebkādām ārējā ietekme ripoja uz priekšu, saglabājot ātrumu attiecībā pret zemi.
Vai ir izpildīts inerces likums: a) atskaites sistēmā, kas saistīta ar zemi; b) atskaites sistēmā, kas saistīta ar vilcienu tā taisnās un vienmērīgās kustības laikā? Bremzēšanas laikā?
Vai aprakstītajā gadījumā ar zemi saistīto atskaites rāmi var uzskatīt par inerciālu? ar vilcienu?

a) Jā, inerces likums ir izpildīts visos gadījumos, jo mašīna turpināja kustēties attiecībā pret Zemi; b) Vienmērīgas un lineāras vilciena kustības gadījumā inerces likums ir izpildīts (vagons stāv), bet bremzējot ne. Visos gadījumos zeme ir inerciāls atskaites rāmis, un vilciens ir tikai vienmērīgā un taisnā kustībā.