Движение и силы — Физика
| Тема урока | Опорный конспект | Видеоурок | Домашнее задание |
| Механическое движение | |||
| Равномерное движение. Скорость | |||
| Графики пути и скорости при равномерном прямолинейном движении | |||
| Решение задач «Скорость. Графики пути и скорости» | |||
| Неравномерное движение. Средняя скорость | |||
| Решение задач «Равномерное и неравномерное движение» | |||
| Обобщение и систематизация знаний «Механическое движение» | |||
| Почему изменяется скорость движения тела? Инерция | |||
Масса тела. Плотность вещества |
|||
| Решение задач «Масса тела. Плотность вещества» |
Обновлено 09 апреля 2022 [Постоянная ссылка]
| Тема урока | Опорный конспект | Видеоурок | Домашнее задание |
| Сила | |||
| Явление тяготения. Сила тяжести | |||
| Сила упругости | |||
| Вес тела | |||
| Единица силы. Измерение силы. Динамометр | |||
| Решение задач «Сила тяжести. Сила упругости. Вес тела» | |||
Сложение сил. Равнодействующая сила |
|||
| Решение задач «Сложение сил. Равнодействующая сила» | |||
| Трение. Сила трения | |||
| Лабораторная работа № 6 «Изучение силы трения» |
Обновлено 09 апреля 2022 [Постоянная ссылка]
Скачать файл: Механическое движение. Относительность покоя и движения. Траектория, путь, время. Единицы пути и времени (44.6 КБ)Обновлено 27 июля 2020
| ОК | |
| Видеоуроки | |
| Задания |
Количество просмотров:
перевод на английский, синонимы, антонимы, примеры предложений, значение, словосочетания
Самой выдающейся организацией, стоящей за этим движением , был Discovery Institute, движущая сила движения за интеллектуальный дизайн. | The most prominent organization behind this movement has been the Discovery Institute, the driving force behind the intelligent design movement . |
Не быстрота или большая сила, а просто скупое восполнение моей способности заставлять себя продолжать движение . | Not swiftness or great strength, but a miserly eking out of my ability to force myself to keep moving every day. |
Мы пришли к согласию, что некая сила притяжения Солнца управляет движением планет. | We all agree that some force of attraction from the sun governs the motions of the planets. |
Тело в движении остается в движении если не действует внешняя сила. | A body in motion stays in motion unless acted upon by an outside force . |
Какая-то невидимая сила привела Лэнгдона в движение , и он бросился по центральному проходу к огромному костру. | As if ignited by some unseen force , Langdon felt his body suddenly in motion, dashing down the main aisle toward the conflagration. |
Несмотря на это, он нимало не походил на калеку, — наоборот, во всех его медленных движениях проявлялась какая-то могучая, спокойная сила. | For all that, there was nothing of a cripple about him: on the contrary, all his ponderous movements were like manifestations of a mighty deliberate force . |
В нем счастливо сочетались ловкость и уверенность движений , сила и выносливость — все, что нужно, чтобы стать первоклассным стригалем. | With grace, coordination, strength and endurance, all necessary and luckily present in Luke, a man could become a gun shearer. |
Для быстрых и уверенных движений нужна сила, а силы у него не было. | Swiftness and certitude require strength, and the man had not this strength. |
Центробежная сила заставляет их продолжать движение выбрасывает их из автомобиля сквозь ветровые стёкла разбивая их органы о кости. | The centrifugal force keeps them moving, tossing them from vehicles, throwing them through windshields, slamming their internal organs into the skeleton. |
Сила морских волн, существующая благодаря движению океанов, может в глобальных масштабах приносить 80,000 ТВ/ч. каждый год. | Wave power, which extracts energy from the surface motions of the ocean, is estimated to have a global potential of up to 80.000 terawatt — hours a year. |
Сила в плоскости находится в направлении движения . | An in — plane force is in the direction of travel. |
Интегрируя плиометрию с силовыми упражнениями, можно получить дополнительное преимущество в повышении скорости силы, скорости, с которой сила достигается в движении . | By integrating plyometrics with strength training, there is an added benefit of improving rate of force , the speed with which force is achieved in movement . |
Синдон создал фильм под названием Сила, масса и движение , иллюстрирующий Ньютоновские законы движения в действии. | Sindon created a film called Force , Mass and Motion illustrating Newton’s laws of motion in operation. |
Теперь, когда переднее колесо находится под конечным углом к направлению движения , на контактном участке шины создается боковая сила. | With the front wheel now at a finite angle to the direction of motion, a lateral force is developed at the contact patch of the tire. |
Трение-это поверхностная сила, противодействующая относительному движению . | Friction is a surface force that opposes relative motion. |
Векторная сила, оказываемая на воду таким движением , нейтрализуется в боковом направлении, но порождает сетную силу назад, которая, в свою очередь, толкает рыбу вперед через воду. | The vector forces exerted on the water by such motion cancel out laterally, but generate a net force backwards which in turn pushes the fish forward through the water. |
После смерти Бико влияние движения Черного сознания уменьшилось, поскольку АНК возродился как возрождающаяся сила в политике против апартеида. | Following Biko’s death, the Black Consciousness Movement declined in influence as the ANC emerged as a resurgent force in anti — apartheid politics. |
Сила первоначально приводит к ускорению, параллельному ей самой, но магнитное поле отклоняет результирующее движение в направлении дрейфа. | The force initially results in an acceleration parallel to itself, but the magnetic field deflects the resulting motion in the drift direction. |
Только наблюдая движение в глобальном смысле, можно наблюдать искривление пространства-времени, и сила выводится из искривленного пути объекта. | It is only when observing the motion in a global sense that the curvature of space — time can be observed and the force is inferred from the object’s curved path. |
Двумя основными аэродинамическими силами, действующими на любой самолет, являются подъемная сила, поддерживающая его в воздухе, и сопротивление, противодействующее его движению . | The two main aerodynamic forces acting on any aircraft are lift supporting it in the air and drag opposing its motion. |
Однако Большевистская сила под руководством Михаила Фрунзе уничтожила махновское движение , когда махновцы отказались объединиться в Красную Армию. | However, a Bolshevik force under Mikhail Frunze destroyed the Makhnovist movement , when the Makhnovists refused to merge into the Red Army. |
Паровой двигатель также позволял пивовару производить большее количество пива, поскольку человеческая сила больше не была ограничивающим фактором в движении и перемешивании. | The steam engine also allowed the brewer to make greater quantities of beer, as human power was no longer a limiting factor in moving and stirring. |
Если направление движения самолета отличается от направления движения самолета, на колеса воздействует боковая сила. | If the aircraft heading is different from the aircraft’s direction of motion, a sideways force is exerted on the wheels. |
Если эта сила находится перед центром тяжести, то результирующий момент поворачивает самолет еще дальше от направления его движения . | If this force is in front of the centre of gravity, the resulting moment rotates the aircraft’s heading even further from its direction of motion. |
Аэродинамическое сопротивление — это сила, противоположная направлению движения , и, следовательно, источник потерь энергии в полете. | Aerodynamic drag is the force opposite to the direction of motion, and hence the source of energy loss in flight. |
Он был высокомерен в своей походке, вращая глазами туда и сюда, так что сила его гордого духа проявлялась в движении его тела. | He was haughty in his walk, rolling his eyes hither and thither, so that the power of his proud spirit appeared in the movement of his body. |
В физике сила — это любое взаимодействие, которое при отсутствии противодействия изменяет движение объекта. | In physics, a force is any interaction that, when unopposed, will change the motion of an object. |
Фундаментальной ошибкой было убеждение, что для поддержания движения даже при постоянной скорости требуется сила. | A fundamental error was the belief that a force is required to maintain motion, even at a constant velocity. |
При неравномерном круговом движении нормальная сила не всегда направлена в противоположную сторону от веса. | In non — uniform circular motion, normal force does not always point in the opposite direction of weight. |
При неравномерном круговом движении нормальная сила и вес могут указывать в одном и том же направлении. | In non — uniform circular motion, normal force and weight may point in the same direction. |
При равномерном круговом движении единственной силой, действующей на объект, движущийся по кругу, является центростремительная сила. | With uniform circular motion, the only force acting upon an object traveling in a circle is the centripetal force . |
Центростремительная сила, требуемая криволинейным движением , также показана выше. | The centripetal force demanded by the curved motion is also shown above. |
Криволинейное движение сохраняется до тех пор, пока эта чистая сила обеспечивает центростремительную силу, необходимую для движения . | The curved motion is maintained so long as this net force provides the centripetal force requisite to the motion. |
В решающий момент, когда Чарли и Алан оба нуждаются в надежном друге, восстанавливающая сила возрожденной дружбы обеспечивает жизненный путь, необходимый для движения вперед. | At a pivotal moment when Charlie and Alan both need a trusted friend, the restorative power of a rekindled friendship provides a lifeline needed to move forward. |
В результате этого процесса на трос и прикрепленный к нему объект действует электродинамическая сила, замедляющая их орбитальное движение . | As a result of this process, an electrodynamic force acts on the tether and attached object, slowing their orbital motion. |
Он был высокомерен в своей походке, вращая глазами туда и сюда, так что сила его гордого духа проявлялась в движении его тела. | He was haughty in his walk, rolling his eyes hither and thither, so that the power of his proud spirit appeared in the movement of his body. |
Центростремительная сила направлена под прямым углом к движению , а также по радиусу к центру круговой траектории. | The centripetal force is directed at right angles to the motion and also along the radius towards the centre of the circular path. |
Теория утверждает, что сила гравитации является результатом движения крошечных частиц или волн с высокой скоростью во всех направлениях по всей Вселенной. | The theory posits that the force of gravity is the result of tiny particles or waves moving at high speed in all directions, throughout the universe. |
Рабочая сила в виде весел и паруса были первыми формами морского движения . | Manpower, in the form of paddles, and sail were the first forms of marine propulsion. |
Поскольку предполагаемая сила консервативна, полная энергия Е является постоянной движения ,. | Since the assumed force is conservative, the total energy E is a constant of motion,. |
Пассивное движение в плече будет казаться болезненным, когда к акромиону прикладывается нисходящая сила, но боль ослабнет, как только сила будет удалена. | Passive movement at the shoulder will appear painful when a downward force is applied at the acromion but the pain will ease once the force is removed. |
] Сила втягивания, возникающая при телескопическом движении , вызвана взаимодействием Леннарда-Джонса между оболочками, и ее величина составляет около 1,5 НН. | ] The retraction force that occurs to telescopic motion is caused by the Lennard — Jones interaction between shells, and its value is about 1.5 nN. |
Правильный термин-воздушная независимая сила, а не двигательная установка, поскольку различные устройства AIP не приводят в движение подводную лодку. | The purists were friends with prominent historians, and their influence led to the exclusion of Mortensen from histories of photography. |
Сила должна прилагаться медленно и без резких или нерегулярных движений . | The force should be applied slowly and without jerky or irregular motion. |
Он понял, что одна и та же сила отвечает за движение небесных и земных тел, а именно гравитация. | He realised that the same force is responsible for movements of celestial and terrestrial bodies, namely gravity. |
Однако с 2013 года сила и интенсивность повстанческого движения постепенно снижаются. | However, since 2013, the strength and intensity of insurgency has gradually declined. |
Процесс диагностики может включать в себя врача, который проверяет, что движение , Сила и ощущение рук и ног в норме. | The diagnosis process might include a physician who tests that the movement , strength, and sensation of the arms and legs are normal. |
Это фактическая сила восходящего движения вдоль фронта, который отвечает за облака и осадки. | This is the actual force of upward motion along a front that is responsible for clouds and precipitation. |
Правильный термин-воздушная независимая сила, а не двигательная установка, поскольку различные устройства AIP не приводят в движение подводную лодку. | The correct term is Air Independent Power, not Propulsion, as the various AIP devices do not propel the submarine. |
И таким образом сила, создаваемая динеином, вместо этого преобразуется в изгибающее движение . | And thus the force generated by dynein is instead converted into a bending motion. |
По второму закону движения Ньютона эта сила также равна приведенной массе, μ, умноженной на ускорение. | By Newton’s second law of motion this force is also equal to a reduced mass, μ, times acceleration. |
Дополнительная сила, обусловленная неравномерным относительным движением двух систем отсчета, называется псевдосилой. | An additional force due to nonuniform relative motion of two reference frames is called a pseudo — force . |
Это означает, что пациент будет делать упражнения перед операцией, чтобы поддерживать такие факторы, как диапазон движения и сила. | This means that the patient will be doing exercises before getting surgery to maintain factors like range of motion and strength. |
Движение является азимутальным, а поле-осевым, поэтому электродвижущая сила является радиальной. | The motion is azimuthal and the field is axial, so the electromotive force is radial. |
Критики утверждают, что это может позволить Геллеру выводить общие формы из движения карандаша и звука, а сила внушения делает все остальное. | Critics argue this may allow Geller to infer common shapes from pencil movement and sound, with the power of suggestion doing the rest. |
Сила и движение: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)
- Дом
- Факты
- ссылки
- Игры
- Учителя
- Книги
- Глоссарий
- Видео
См. 10 самых популярных вопросов
Движение заставляет мир вращаться. Движение заставляет луну тоже вращаться. На самом деле, движение заставляет многое двигаться. Когда мы думаем о движении, мы часто думаем об автомобилях, велосипедах, бегущих детях, прыгающих баскетбольных мячах и летающих самолетах.
Что такое Сила?
Сила — это просто модное слово для обозначения толкания или вытягивания. Если я нажимаю на что-то или тяну за это, то я прикладываю к этому силу. Сила заставляет вещи двигаться или, точнее, заставляет вещи изменять свое движение. Две естественные силы, которые мы испытали, — это сила гравитации и магнитные силы магнитные силы.
Эти две силы действуют на расстоянии и не требуют прямого контакта между объектами для функционирования. Гравитация создает силу, которая притягивает объекты друг к другу, как человека к земле. Это сила, которая заставляет Землю вращаться вокруг Солнца и притягивает вас к земле, когда вы спотыкаетесь. См. сайт Science Trek о гравитации.
Магнетизм создает силу, которая может либо сблизить противоположные концы двух магнитов, либо раздвинуть совпадающие концы. Магнит также притягивает предметы из металла.
Типы контактных сил
Существует 6 видов сил, которые действуют на объекты, когда они вступают в контакт друг с другом. Помните, сила — это либо толчок, либо притяжение. 6 это:
- нормальное усилие
- приложенная сила
- сила трения
- сила натяжения
- усилие пружины
- сила сопротивления
Давайте посмотрим, как эти силы проявляются в нашей жизни.
Нормальная сила
На книгу, лежащую на столе, действует сила тяжести, притягивающая ее к Земле. Но книга не движется и не ускоряется, поэтому на книгу должны действовать противоположные силы. Эта сила создается столом и называется нормальной силой. В некоторых ситуациях вы можете «увидеть» нормальную силу. Если вы поместите тонкий кусок дерева или пластика (подойдет линейка) так, чтобы он поддерживался обоими концами (возможно, книгами), и поместите небольшой тяжелый предмет в центр, кусок дерева согнется.
Конечно, он хочет выпрямиться, поэтому воздействует на объект восходящей силой. Эта направленная вверх сила является нормальной силой. Вы сами можете почувствовать силу, если нажмете на центр куска дерева. Чем сильнее вы нажимаете, тем больше древесина изгибается и тем сильнее она отталкивается.Приложенная сила
Приложенная сила относится к силе, которая применяется к объекту, например, когда человек перемещает предмет мебели по комнате или нажимает кнопку на пульте дистанционного управления. Прилагается сила.
Сила трения
Сила трения – это сила, создаваемая двумя поверхностями, соприкасающимися друг с другом. Трение может быть полезным, например, трение, которое позволяет человеку ходить по земле, не скользя, или может быть разрушительным, например, трение движущихся частей в двигателе, которые трутся друг о друга в течение длительных периодов времени.
Сила натяжения
Сила натяжения — это сила, прикладываемая к кабелю или проводу, которые закреплены противоположными концами к противоположным стенам или другим объектам.
Это вызывает силу, которая тянет одинаково в обоих направлениях.
Сила пружины
Сила пружины — это сила, создаваемая сжатой или растянутой пружиной. В зависимости от того, как прикреплена пружина, она может тянуть или толкать, создавая силу.
Силы сопротивления
Сила сопротивления, такая как сопротивление воздуха или трение, изменяет движение. Действительно ли силы останавливают или замедляют что-либо, зависит от вашей точки зрения. Трение воздуха заставляет лист двигаться на ветру. Когда вы берете карандаш, трение пальцев приводит карандаш в движение. В каждом случае трение заставляет две вещи (например, воздух и лист) двигаться вместе.
Что такое инерция?
Инерция на самом деле вовсе не сила, а скорее свойство, которым обладают все вещи благодаря тому, что они имеют массу. Чем больше масса объекта, тем больше у него инерции. Вы можете думать об инерции как о свойстве, из-за которого трудно что-то толкать.
Что такое трение?
Трение — это сила, возникающая, когда объекты трутся друг о друга.
Скажем, вы толкали игрушечный поезд по полу. Это не требует больших усилий и усилий, потому что игрушка легкая. Теперь скажем, вы пытаетесь толкнуть настоящий поезд. Вы, вероятно, не можете этого сделать, потому что сила трения между поездом и землей более интенсивна. Чем тяжелее предмет, тем сильнее сила трения.
Скорость
Скорость — это скорость объекта в одном направлении. Если объект поворачивает за угол, он меняет свою скорость, потому что больше не движется в своем первоначальном направлении.
Законы движения Ньютона
Некоторые считают сэра Исаака Ньютона величайшим английским математиком своего времени и, возможно, одним из величайших ученых, которых знал мир. Согласно легенде, Ньютон увидел, как яблоко упало на землю, и понял, что та же самая сила, которая заставила яблоко упасть, также управляет движением Луны и планет. В 1687 году Ньютон опубликовал свои три закона движения в «Principia Mathematica Philosophiae Naturalis». Его три закона объясняли, как работают концепции силы и движения.
Первый закон Ньютона Первый закон движения Ньютона гласит: Движущееся тело имеет тенденцию оставаться в движении, тело в состоянии покоя стремится оставаться в покое, если на него не действует внешняя сила.
Итак, если объект движется — его инерция (масса) будет стремиться удерживать его в движении, а если что-то находится в покое, его инерция будет стремиться удерживать его в покое.
Из Космического центра Годдарда: узнайте больше о Первом законе Ньютона. Проверьте эти дополнительные идеи.
Второй закон Ньютона Второй закон движения Ньютона гласит, что сила, действующая на объект, изменит его скорость, изменив либо скорость, либо направление, либо и то, и другое.
Если ваш баскетбольный мяч катится по улице и его сбивает велосипед, мяч меняет либо направление, либо скорость, либо и то, и другое. Это будет справедливо и для велосипеда.
Из Космического центра Годдарда: узнайте больше о втором законе Ньютона.
Третий закон Ньютона
Третий закон, пожалуй, самый известный из законов Ньютона. Он утверждает, что для каждой силы и действия существует равное и противоположное противодействие.
Это причина отдачи пушки при выстреле. «Отдача» от выстрела боеприпасов заставляет пушку отскакивать назад.
Из Космического центра Годдарда: узнайте больше о третьем законе Ньютона. Вот несколько дополнительных идей.
Сила и движение: определение, законы и формулы
Почему футбольный мяч летит по воздуху, когда его пинают? Это потому, что ступня давит на мяч! Силы определяют, как движутся объекты. Следовательно, чтобы делать расчеты и прогнозировать траекторию любого объекта, нам необходимо понимать взаимосвязь между силами и движением. Сэр Исаак Ньютон заметил это и сформулировал три закона, суммирующих влияние силы на движение объекта. Это верно; всего тремя законами мы можем описать все движение.
Их точность настолько хороша, что этого было достаточно для расчета траекторий и взаимодействий, позволяющих нам ходить по Луне! Первый закон объясняет, почему объекты не могут двигаться сами по себе. Второй используется для расчета движения снарядов и транспортных средств. Третий объясняет, почему пушки после выстрела отскакивают и почему сгорание с выбросом газов приводит к восходящей тяге ракеты. Давайте подробно рассмотрим эти законы движения и выясним, как их можно использовать для объяснения мира, который мы видим вокруг, на примерах из реальной жизни.
Силы и движение: определение
Для того, чтобы лучше понять, как связаны силы и движение, нам необходимо ознакомиться с некоторой терминологией, поэтому давайте начнем с объяснения того, что мы называем движением и силой подробнее.
Мы говорим, что объект находится в движении если он движется. Если он не движется, мы говорим, что он находится в состоянии покоя .
Конкретное значение скорости в данный момент времени определяет состояние движения объекта.
Сила — любое воздействие, которое может вызвать изменение состояния движения объекта.
Силу можно рассматривать как толчок или тягу, воздействующую на объект.
Силы и свойства движения
Очень важно помнить, что скорость и силы являются векторами. Это означает, что нам нужно указать их величину и направление, чтобы определить их.
Давайте рассмотрим пример, где мы можем увидеть важность векторного характера скорости, чтобы говорить о состоянии движения объекта.
Автомобиль движется на запад с постоянной скоростью. Через час он поворачивает и продолжает движение с той же скоростью, направляясь на север.
Машина всегда в движении . Однако его состояние движения изменяется , даже если его скорость остается неизменной все время, потому что сначала он движется на запад, а в конце концов движется на север.
Сила тоже является векторной величиной, поэтому говорить о силах и движении не имеет смысла, если мы не указываем ее направление и величину. Но прежде чем углубиться в это более подробно, давайте поговорим о единицах силы. Единицы силы в системе СИ равны 9.0094 н евтон . Один ньютон можно определить как силу, которая производит ускорение один метр в секунду в квадрате в объекте массой один килограмм.
Силы обычно обозначаются символом . На один и тот же объект может действовать множество сил, поэтому далее мы поговорим об основах работы с несколькими силами.
Основы силы и движения
Как мы увидим позже, силы определяют движение объектов. Поэтому, чтобы предсказать движение объекта, очень важно знать, как бороться с множественными силами. С силы являются векторными величинами, их можно сложить, сложив их величины на основе их направлений. Сумма группы сил называется равнодействующей или чистой силой.
Результирующая сила или результирующая сила — это единственная сила, которая оказывает на объект такое же воздействие, как две или более независимых сил, действующих на него.
Для расчета равнодействующей силы все силы, действующие на объект, должны быть сложены в виде векторов, StudySmarter Originals
Посмотрите на изображение выше. Если две силы действуют в противоположных направлениях, то вектор равнодействующей силы будет разностью между ними, действующими в направлении силы с большей величиной. И наоборот, если две силы действуют в одном направлении, мы можем сложить их величины, чтобы найти результирующую силу, действующую в том же направлении, что и они. В случае красного прямоугольника результирующая сила направлена вправо. С другой стороны, для синего прямоугольника результирующая направлена вправо.
Говоря о суммах сил, неплохо было бы представить, что такое неуравновешенные и уравновешенные силы.
Если равнодействующая всех сил, действующих на объект, равна нулю, то их называют уравновешенными силами и говорят, что объект находится в равновесии .
Поскольку силы компенсируют друг друга, это эквивалентно тому, что сила вообще не действует на объект.
Если результат не равен нулю , у нас есть неуравновешенных сил.
В последующих разделах вы поймете, почему важно проводить это различие. Теперь давайте продолжим рассмотрение связи между силами и движением через законы Ньютона.
Связь между силами и движением: законы движения Ньютона
Ранее мы упоминали, что силы могут изменить состояние движения объекта, но мы не сказали, как именно это происходит. Сэр Исаак Ньютон сформулировал три фундаментальных закона движения, которые описывают взаимосвязь между движением объекта и силами, действующими на него.
Первый закон Ньютона: Закон инерции
Первый закон Ньютона
Объект продолжает находиться в состоянии покоя или двигаться с постоянной скоростью, пока на него не действует внешняя неуравновешенная сила.
Это тесно связано с неотъемлемым свойством каждого объекта с массой, называемым инерцией .
Тенденция объекта продолжать двигаться или сохранять состояние покоя называется инерцией .
Давайте рассмотрим пример первого закона Ньютона в реальной жизни.
Инерция заставляет вас продолжать движение, когда машина внезапно останавливается. Купите автостраховку
Представьте, что вы пассажир в машине. Автомобиль движется прямолинейно, как вдруг водитель резко останавливается. Вас бросает вперед, даже если вас ничто не толкает! Это инерция вашего тела, сопротивляющегося изменению состояния движения, пытающегося продолжать двигаться вперед по прямой линии. Согласно первому закону Ньютона, ваше тело склонно сохранять свое состояние движения и сопротивляться изменению — замедлению — вызванному тормозящей машиной. К счастью, пристегнутый ремень безопасности может уберечь вас от резкого выброса вперед в случае такого события!
А как насчет объекта, который изначально находился в покое? Что может сказать нам этот принцип инерции в таком случае? Давайте посмотрим на другой пример.
Мяч остается в покое, потому что на него не действует неуравновешенная сила.
Посмотрите на футбольный мяч на картинке выше. Шар остается в покое до тех пор, пока на него не действует внешняя сила. Однако если кто-то приложит силу, ударив по нему ногой, мяч изменит свое состояние движения — перестанет быть в покое — и начнет двигаться.
При ударе по мячу на него кратковременно действует сила. Эта неуравновешенная сила заставляет мяч отрываться от покоя, и после приложения силы мяч имеет тенденцию продолжать движение с постоянной скоростью. StudySmarter Originals
Но подождите, закон также гласит, что мяч будет продолжать двигаться, пока его не остановит сила. Однако мы видим, что движущийся мяч в конце концов останавливается после удара ногой. Это противоречие? Нет, это происходит потому, что существует множество сил, таких как сопротивление воздуха и трение, которые препятствуют движению мяча. Эти силы в конечном итоге заставляют его остановиться. В отсутствие этих сил шар будет продолжать двигаться с постоянной скоростью.
Из приведенного выше примера мы видим, что неуравновешенная сила необходима для создания движения или его изменения. Имейте в виду, что уравновешенные силы эквивалентны полному отсутствию силы! Неважно, сколько сил действует. Если они уравновешены, то не повлияют на состояние движения системы. Но как именно неуравновешенная сила влияет на движение объекта? Можем ли мы это измерить? Ну, второй закон движения Ньютона как раз об этом.
Второй закон Ньютона: закон массы и ускорения
Второй закон Ньютона
Ускорение, создаваемое объектом, прямо пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально массе объекта.
Ускорение, вызванное силой, прямо пропорционально силе, но обратно пропорционально массе объекта. Theory Labster
Изображение выше иллюстрирует второй закон Ньютона. Поскольку создаваемое ускорение прямо пропорционально приложенной силе, удвоение силы, приложенной к той же массе, также приводит к удвоению ускорения, как показано на (b).
С другой стороны, поскольку ускорение также обратно пропорционально массе объекта, удвоение массы при приложении той же силы приводит к уменьшению ускорения вдвое, как показано на (c).
Помните, что скорость — это векторная величина, которая имеет величину — скорость — и направление. Поскольку ускорение возникает всякий раз, когда изменяется скорость, сила, вызывающая ускорение объекта, может:
- Изменять как скорость, так и направление движения. Например, бейсбольный мяч, ударенный битой, меняет скорость и направление.
Изменение скорости при неизменном направлении. Например, тормозящий автомобиль продолжает двигаться в том же направлении, но медленнее.
Измените направление, пока скорость остается постоянной. Например, Земля движется вокруг Солнца в движении, которое можно считать круговым. Пока он движется примерно с одной скоростью, его направление постоянно меняется. Это потому, что он подвержен гравитационной силе солнца. На следующих рисунках это показано с помощью зеленой стрелки, обозначающей скорость Земли.
Земля движется примерно с одинаковой скоростью, но ее направление постоянно меняется из-за гравитационной силы Солнца, описывая примерно круговой путь. StudySmarter Originals
Сила и формула движения
Второй закон Ньютона может быть математически представлен следующим образом:
Обратите внимание, что если на тело действуют несколько сил, мы должны сложить их, чтобы найти результирующую силу, а затем ускорение объект.
Второй закон Ньютона также очень часто записывается как. Это уравнение утверждает, что результирующая сила, действующая на тело, является произведением его массы и ускорения. Ускорение будет направлено силе, действующей на тело. Мы видим, что масса, фигурирующая в уравнении, определяет, какая сила необходима, чтобы вызвать определенное ускорение. Другими словами, масса говорит нам, насколько легко или сложно ускорить объект . Поскольку инерция есть свойство тела сопротивляться изменению своего движения, масса связана с инерцией и является ее мерой.
Вот почему масса, фигурирующая в уравнении, известна как инерционной массы.
Инерционная масса определяет, насколько сложно ускорить объект, и определяется как отношение приложенной силы к создаваемому ускорению.
Теперь мы готовы к финальному Закону Движения .
Третий закон движения Ньютона: закон действия и противодействияТретий закон движения Ньютона
Каждое действие имеет равное и противоположное противодействие. Когда одно тело воздействует на другое с силой (сила действия) , второе тело в ответ оказывает эквивалентную силу в противоположном направлении (сила реакции) .
Обратите внимание, что силы действия и противодействия всегда действуют на разные тела.
Согласно третьему закону Ньютона, когда молоток ударяет по гвоздю, молоток воздействует на гвоздь, но гвоздь действует на молоток с такой же силой в противоположном направлении.
StudySmarter
Представьте себе плотника, забивающего гвоздь в половицу. Предположим, что молот приводится в движение силой величины. Давайте рассмотрим это как силу действия . В течение небольшого промежутка времени, когда молоток и гвоздь находятся в контакте, гвоздь реагирует, оказывая равную и противоположную силу реакции на головку молотка.
Как насчет взаимодействия между гвоздем и половицей? Ты угадал! Когда гвоздь ударяет, оказывая силу на половицу, половица оказывает силу реакции на кончик гвоздя. Поэтому при рассмотрении системы гвоздь-половая доска силу действия оказывает гвоздь, а реакцию половая доска.
Примеры силы и движения
Мы уже видели несколько примеров, показывающих, как связаны сила и движение, когда вводили законы Ньютона. В этом последнем разделе мы увидим несколько примеров силы и движения в повседневной жизни.
Очень интуитивно понятно, что что-то в покое будет оставаться в покое, пока на него не подействует сила.
Но помните, что Первый закон Ньютона также гласит, что движущийся объект остается в одном и том же состоянии движения — с той же скоростью и в том же направлении — до тех пор, пока его не изменит сила. Рассмотрим астероид, движущийся в космосе. Поскольку нет воздуха, который мог бы его остановить, он продолжает двигаться с той же скоростью и в том же направлении.
И, как упоминалось в начале статьи, ракета является прекрасным примером третьего закона Ньютона, где выбрасываемые газы оказывают реактивную силу на ракету, создавая тягу.
Газы, выбрасываемые ракетой, и тяга являются примером пары сил действия-противодействия. StudySmarter Originals
Давайте рассмотрим последний пример и попытаемся определить все законы движения, применимые к данной ситуации.
Рассмотрим книгу, лежащую на столе. Как вы думаете, какие законы движения здесь применяются? Давайте пройдемся по всем вместе. Несмотря на то, что книга находится в состоянии покоя, в ней действуют две силы.
- Вес книги прижимает ее к столу.
- По третьему закону Ньютона существует реакция стола на этот вес, действующий на книгу. Это называется нормальной силой .
Стол реагирует на вес книги, прижимающейся к нему, создавая нормальную силу, StudySmarter Originals
Когда объект взаимодействует с другим, вступая в контакт с ним, второй объект создает силу реакции, перпендикулярную его поверхности. Эти силы, перпендикулярные поверхностям взаимодействующих тел, называются нормальные силы.
Нормальные силы называются так не потому, что они «обычны», а потому, что «нормальные» — это еще один способ сказать «перпендикулярные» в геометрии.
Возвращаясь к нашему примеру, поскольку силы, действующие на книгу, уравновешены, результирующая сила равна нулю. Вот почему книга остается в покое и нет движения. Если бы теперь внешняя сила толкнула книгу вправо, согласно второму закону Ньютона, она ускорилась бы в этом направлении, потому что эта новая сила неуравновешена.