PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook
Содержание
- 1 Учебники
-
2 Механика
- 2.1 Кинематика
- 2.2 Динамика
- 2.3 Законы сохранения
- 2.4 Статика
- 2.5 Механические колебания и волны
-
3 Термодинамика и МКТ
- 3.1 МКТ
2 Термодинамика
-
4 Электродинамика
- 4.1 Электростатика
- 4.2 Электрический ток
- 4.3 Магнетизм
- 4.4 Электромагнитные колебания и волны
-
5 Оптика. СТО
- 5.1 Геометрическая оптика
- 5.2 Волновая оптика
-
5. 3 Фотометрия
- 5.4 Квантовая оптика
- 5.5 Излучение и спектры
- 5.6 СТО
-
6 Атомная и ядерная
- 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
- 6.2 Ядерная физика
- 7 Общие темы
- 8 Новые страницы
2 Термодинамика
3 Фотометрия
Здесь размещена информация по школьной физике:
- материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
- разработки уроков, тем;
- flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
- ссылки на другие сайты
и многое другое.
Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.
Учебники
Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –
Механика
Кинематика
Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве
Динамика
Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил
Законы сохранения
Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии
Статика
Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика
Механические колебания и волны
Механические колебания – Механические волны
Термодинамика и МКТ
МКТ
Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа
Термодинамика
Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение
Электродинамика
Электростатика
Электрическое поле и его параметры – Электроемкость
Электрический ток
Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках
Магнетизм
Магнитное поле – Электромагнитная индукция
Электромагнитные колебания и волны
Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны
Оптика.
СТОГеометрическая оптика
Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы
Волновая оптика
Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света
Фотометрия
Фотометрия
Квантовая оптика
Квантовая оптика
Излучение и спектры
Излучение и спектры
СТО
СТО
Атомная и ядерная
Атомная физика. Квантовая теория
Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома
Ядерная физика
Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы
Общие темы
Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике
Новые страницы
Запрос не дал результатов.
Открытый урок по физике на тему «Сила трения»
Тип урока: комбинированный.
Цель урока:
- выяснить природу силы трения;
- рассмотреть способы уменьшения и увеличения силы трения;
- трение в природе и технике.
Задачи урока: ознакомить учащихся с явлением трения, сформовать понятие «сила трения», применить полученные знания для решения задач.
Оборудование: компьютер, проектор, компакт-диск «Физика 7-11 классы практикум»
Ожидаемые результаты: учащиеся должны понять причины трения, знать характеристики силы трения, уметь приводить примеры использования физических знанийо механических явлениях и решать задачи на применение изученных физических законов, использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.
Этапы урока:
| 1. Организационный момент. | 2 мин. |
2. Вводно-ознакомительная беседа.
Демонстрационные опыты. |
2 мин. |
| 3. Демонстрация видеофрагмента тема «Механика»: «Сила трения покоя, сила трения скольжения и сила трения качения» | 54 с. |
| 4. Промежуточное подведение итогов. Записи в тетради: определение, обозначение, направление силы трения, виды трения и их сравнение, примеры. | 5 мин. |
| 5. Демонстрация видеофрагментов тема «Механика»: «Сила трения и площадь»; «Сила трения на шероховатой поверхности» | 11 с. 13 с. |
| 6. Обсуждение видеофрагментов, выяснение причин трения. Записи в тетради: причины трения. Постановка проблемы: трение полезно или вредно? | 2 мин. |
7. Виртуальная лабораторная работа тема
«Механика»: «Соскальзывание по наклонной
плоскости». Заполнение таблицы. Постановка
проблемы: трение полезно или вредно? |
5 мин. |
| 8. Демонстрация видеофрагментов тема «Механика»: «Трение и взаимное перемещение», «Коэффициент силы трения» | 35 с. 27 с. |
| 9. Обсуждение видеофрагментов. | 5 мин. |
| 10. Демонстрация видеофрагментов тема
«Механика»: «Трение качения», « Силы вязкого трения». | 40 с. 60 с. |
| 11.Фронтальная лабораторная работа «Зависит ли сила трения от давления и от площади соприкасающихся поверхностей» | 10 мин. |
| 12. Промежуточное подведение итогов. Записи в тетради: способы уменьшения трения. | 2 мин. |
13. Тестирование. |
13 мин. |
| 14. Закрепление: решение качественных и расчетных задач. | 19 мин. |
| 15. Презентация «Сила трения» | 15 мин. |
| 16. Подведение итогов. | 3 мин. |
| 17. Домашнее задание | 3 мин. |
ХОД УРОКА
1. Организационный момент. Постановка задачи урока.
2. Рассказ учителя. Движение тела в реальных условиях не может продолжаться бесконечно долго.
Демонстрация: Поставим на стол
наклонную доску, положим на нее шарик и отпустим
его. Шарик скатывается с доски на поверхность
стола, катится по ней и останавливается. Если на
стол положить стекло, то шарик прокатится на
значительно большее расстояние, а если насыпать
песок, то – на меньшее.
Остановка шарика
свидетельствует о том, что на него подействовала
сила, вызванная действием на шарик поверхности
стола.
3. Показ видеофильма «Сила трения»
4. Беседа-обсуждение просмотренного видеофрагмента
Вопросы учителя:
– Какая сила возникает при попытке сдвинуть
предмет с места?
– Дайте определение силы трения.
– Какие виды трения различают?
– Приведите примеры различных видов трения.
– Сравните величины различных видов трения.
Примерные ответы учащихся:
При попытке сдвинуть какой-либо предмет с места
возникает сила трения.
Сила трения – это сила, возникающая при
соприкосновении поверхностей тел,
препятствующая их относительному перемещению.
Сила трения направлена вдоль поверхности
соприкосновения.
Различают силы трения покоя, скольжения, качения.
Сила трения покоя действует тогда, когда
человек пытается сдвинуть тяжелый предмет с
места. При перемещении предмета по поверхности
другого возникает сила трения скольжения. Когда
тело катится по поверхности – действует сила
трения качения.
В процессе обсуждения учащиеся делают записи в тетради:
1. Определение силы трения. Сила трения – это
сила, возникающая при соприкосновении
поверхностей тел, препятствующая их
относительному перемещению. Сила трения
направлена вдоль поверхности соприкосновения.
2. Обозначение силы трения. Fтр. Сила трения
направлена противоположно относительному
перемещению тела.
3. Виды сил:
- Трение покоя
- Трение качения
4.
Рисунок:
| Тело покоится, =>, действует сила трения покоя. |
Тело движется, =>, действует сила трения скольжения. |
Колеса катятся, =>, действует сила трения качения. |
Учитель объясняет отличие силы трения качения ведущих и ведомых колес автомобиля
5. Выяснить от чего зависит сила
трения, как можно измерить силу трения помогут
следующие видеофрагменты: «Сила трения и
площадь», «Сила трения на шероховатой
поверхности» (Приложение 2).
6. Обсуждение видеофрагментов
– В просмотренных видеофрагментах указывается одна из причин трения: шероховатости поверхностей. Учитель обращает внимание учащихся на отсутствие зависимости силы трения от площади. Задается вопрос: «Исчезнет ли трение, если поверхности отшлифовать?»
В тетради учащиеся делают записи:
Причины трения:
1. Неровности на шероховатых поверхностях;
2. Межмолекулярное притяжение, если
поверхности отшлифованы.
7. Учащиеся выполняют эксперименты в виртуальной лаборатории «Соскальзывание по наклонной плоскости »
Задача эксперимента – определить угол наклона плоскости, при котором тело начинает скользить. В тетради заполняют таблицу:
вещество |
дерево | лед | сталь | резина |
угол наклона |
11,4 | 0,8 | 20 | 40 |
Сравнивая результаты эксперимента, учащиеся
делают вывод о зависимости силы трения
скольжения от угла наклона плоскости.
Изучением причин трения и природы этого явления
занимались в разные времена и эпохи самые
выдающиеся естествоиспытатели: Аристотель,
Леонардо да Винчи, Галилей, Ньютон, Эйлер, Джоуль.
Важные результаты в этой области были получены
французским ученым Ш.Кулоном. В 1781г. он получил
премию от академии наук за теорию простых машин,
в которой было принято во внимание трение частей
машин и жесткость веревок.
Какую роль играет трение в природе и технике –
положительную или отрицательную?
8. Просмотр видеофрагментов: «Трение и взаимное перемещение тел», «Коэффициент силы трения» (Приложение 3)
9. Приведите примеры, в которых трение полезно и его увеличивают, и примеры «вредного» трения, которое уменьшают.
Возможные обобщения учащихся:
В отсутствии трения покоя ни люди, ни
животные не могли бы ходить по земле.
В
гололедицу, когда трение между подошвой обуви и
льдом становится малым, ноги начинают скользить.
Лед посыпают песком: песок увеличивает трение.
На гладкой поверхности не смогли бы двигаться
и автомобили: их колеса, вращаясь, проскальзывали
бы и буксовали на месте. Именно трение
останавливает машины при торможении.
Но трение может играть и отрицательную роль. Ведь именно из-за него нагреваются и изнашиваются многие движущиеся части различных механизмов. В таких случаях его стараются уменьшить.
Рассказ учителя
При раскопках одного из шумерских городов,
Урука, обнаружены остатки массивных
деревянных колес , которым 4,5 тыс. лет. Колеса биты
медными гвоздями с очевидной целью –
защитить обод от быстрого изнашивания. Два с
половиной тысячелетия спустя древние римляне
сберегали таким же образом подошвы обуви,
используя, однако, уже железные гвозди.
Железо
применялось римлянами и для изготовления подков,
защищавших от изнашивания копыта лошадей.
10. Демонстрация видеофрагментов: «Трение качения», «Силы вязкого трения». (Приложение 5)
11. Фронтальная л/р по теме «Зависит ли
сила трения от давления и от площади
соприкасающихся поверхностей»
Затем приступаем к фронтальной работе по
измерению силы трения и выяснению причин, от
которых она зависит.
Сообщаю цель работы, в процессе выполнения которой учащиеся должны выяснить:
а) зависит ли сила трения от давления;
б) от площади соприкасающихся поверхностей.
План работы намечаем вместе с классом.
В начале учащиеся должны определить площадь
двух граней бруска. Затем определить силу
давления, которая равна весу бруска. Вес бруска
находят при помощи динамометра. После этого,
положив брусок плашмя на линейку, тянем его
равномерно динамометром и находим силу
упругости, которая равна силе трения.
Этот опыт
повторяем еще 2 раза, постепенно нагружая брусок
одним (100 г) и двумя (200 г) грузами. Далее
поворачиваем брусок на ребро и повторяем опыты в
описанной последовательности.
Результаты работы заносим в таблицу.
Построение диаграммы зависимости силы трения от рода трущихся поверхностей.
| S1 (см2) |
S2 (см2) |
Сила упругости (Н) |
| 80 80 80 |
45 45 45 |
0,6 1 1,3 |
| Сила трения зависит от силы давления | |
| сила давления (Н) | сила трения (Н) |
| 2 | 0,6 |
| 3 | 1 |
| 4 | 1,3 |
12.
Рассказ учителя
Примерно в третьем тысячелетии до нашей эры в
Шумере и районе Кавказа появились громоздкие и
неуклюжие повозки на колесах, в которые вначале
впрягали волов, а позднее лошадей, ослов и других
животных. В еще более ранние времена,
увлекаемые ветром и течением бревна, не тонущие
даже под большим грузом, навели на мысль о плотах,
которые породили первые примитивные суда,
приводимые в движение веслами и парусом.
Стало ясно, что изнуряющего трения на суше можно
избежать, заменяя дорогостоящие и
малоэффективные сухопутные перевозки по
бездорожью речными, а затем и морскими.
Проблемы трения настойчиво напоминали о себе и в
самых примитивных механизмах, изобретенных в
древности. В дошедших до нас опорах колодезных
воротов времен бронзового века (V век до н.э.)
обнаружены следы оливкового масла, которое
помогало ослабить трение, и избавляло наших
пращуров от неприятного скрипа.
Записи в тетради:
Способы уменьшения трения:
1. Введение между трущимися поверхностями
смазки;
2. Замена трения скольжения трением качения;
3. Замена материалов трущихся тел.
13. Тестирование (Приложение 6)
14. Решение задач
Решите устно.
- Действует ли сила трения на стоящий в комнате шкаф?
- На транспортере равномерно движется ящик с грузом (без скольжения). Куда направлена сила трения покоя между лентой транспортера и ящиком, когда ящик: а) поднимается; б) движется горизонтально; в) опускается?
- Зачем зимой задние колеса некоторых грузовых автомобилей перевязывают цепями?
- Для чего делается насечка около шляпки гвоздя?
- Почему после дождя грунтовая дорога скользкая?
- Почему мокрая бумага легко рвется?
- Если автобус равномерно движется по горизонтальному участку пути, чему равна сила трения?
- Почему коньки хорошо скользят по льду и плохо по стеклу?
Решите и запишите.
- Книга прижата к вертикальной стене. Изобразите графически направления сил тяжести и трения покоя, действующих на книгу.
- Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?
- Сани сдвигаются с места, если к ним приложить горизонтальную силу 90 Н. Какова масса саней, если сила трения составляет 0,045 их веса?
15. Презентация «Сила трения» (Приложение 7)
16. Сегодняшний урок был посвящен трению – явлению, сопровождающему нас с детства буквально на каждом шагу, а потому ставшим таким привычным и незаметным. Шаг за шагом, человек научился успешно бороться с трением доступными и привычными способами, передаваемыми из поколения в поколение и дожившими до нашей эпохи.
Бионика – одна из самых молодых областей науки.
Занимается она техническими решениями, которые
придумал не человек, а сама природа,
«конструируя» растительные и животные
организмы. Благодаря естественному отбору,
сохранились лишь те варианты конструкций,
которые обеспечивали приспособляемость и
стабильное выживание организмов в естественных
условиях.
В основе всех этих достижений лежали два главных обстоятельства. С одной стороны – все более глубокое понимание физики поверхностных явлений, а с другой – неизмеримо выросший технологический потенциал современной инженерии.
В прикладной механике о трении говорится как о
крайне нежелательном явлении, и это правильно, –
однако лишь в узкой, специальной области. Во всех
прочих случаях мы должны быть благодарны трению:
оно дает нам возможность ходить, сидеть и
работать без опасения, что книги и тетради упадут
на пол, что стол будет скользить, пока не упрется
в угол, а ручка выпадет из пальцев.
Трение –
настолько распространенное явление, что нам,
за редкими исключениями не приходится
призывать его на помощь: оно является к нам само.
К раскрытым тайнам трения, безусловно, добавятся новые, не менее захватывающие проблемы, загадки и парадоксы, разрешать которые будет суждено уже вам.
17. Домашнее задание: § 30-32
1. Когда брусок тянут вдоль поверхности стола, прикладывая горизонтальную силу F1 = 5 Н, он равномерно скользит по столу. Какая сила трения действует на брусок? Какова будет сила трения, если к покоящемуся бруску приложить горизонтальную силу F2 = 3 Н? F3 = 10 Н? Изобразите силы трения, действующие на брусок во всех трех случаях. Каково будет движение бруска в каждом из этих случаев?
2. Может ли сила трения разгонять тело?
Разложение сил
Ранее в Уроке 1 подробно обсуждался метод разложения вектора на его компоненты.
На том уроке было сказано, что любой вектор, направленный под углом к привычной оси координат, можно считать состоящим из двух частей, каждая из которых направлена вдоль одной из осей, либо горизонтально, либо вертикально. Части одного вектора называются компонентами и описывают влияние этого единственного вектора в заданном направлении. Одним из примеров, который был приведен во время Урока 1, был пример, когда Фидо тянули собачьей цепью. Если цепочку тянуть вверх и вправо, то на Фидо действует сила натяжения вверх и вправо. Эта единственная сила может быть разложил на две составляющие — одну направленную вверх, а другую — вправо. Каждый компонент описывает влияние этой цепочки в заданном направлении. Вертикальная составляющая описывает восходящее влияние силы на Фидо, а горизонтальная составляющая описывает правонаправленное влияние силы на Фидо.
Задача определения величины влияния отдельного вектора в заданном направлении предполагает использование тригонометрических функций.
Использование этих функций для определения компонентов одного вектора также обсуждалось в Уроке 1 этого раздела. В качестве быстрого обзора давайте рассмотрим использование SOH CAH TOA для определения компонентов силы, действующей на Фидо. Предположим, что цепь действует на Фидо с силой 60 Н под углом 40 градусов к горизонтали. Быстрый набросок ситуации показывает, что для определения вертикальной составляющей силы можно использовать функцию синуса, а для определения горизонтальной составляющей силы можно использовать функцию косинуса. Решение этой проблемы показано ниже.
В качестве другого примера использования SOH CAH TOA для разделения одного вектора на два его компонента рассмотрим диаграмму справа. Сила 400 Н приложена под углом 60 градусов (направление 300 градусов) для перемещения железнодорожного вагона на восток по железнодорожному полотну. А вид сверху положения изображен на схеме. Сила, приложенная к автомобилю, имеет как вертикальную (на юг), так и горизонтальную составляющую (на восток).
Чтобы определить величины этих двух компонентов, необходимо использовать функции синуса и косинуса. Задача становится более ясной, если начать с диаграммы ситуации с отмеченным углом и отмеченной гипотенузой. Как только треугольник построен, становится очевидным, что функция синуса должна быть использована для определения вертикальная (южная) составляющая и функция косинуса должны быть использованы для определения горизонтальной (восточной) составляющей. Треугольник и сопутствующие работы показаны ниже.
Каждый раз, когда вектор силы направлен под углом к горизонтали, можно использовать тригонометрические функции для определения компонентов этого вектора силы. Чтобы убедиться, что вы понимаете использование SOH CAH TOA для определения компонентов вектора, попробуйте решить следующие три практические задачи. Чтобы просмотреть ответы, нажмите на кнопку.
На трех приведенных выше диаграммах раскрывается важная концепция.
Обратите внимание, что на каждой диаграмме сила имеет одинаковую величину; меняется только угол с горизонтом. По мере увеличения угла, который сила образует с горизонталью, составляющая силы в горизонтальном направлении (F x ) уменьшается. Принцип имеет некоторый смысл; чем больше сила направлена вверх (угол с горизонталью увеличивается), тем меньше сила способна оказывать влияние в горизонтальном направлении. Если вы хотите перетащить Fido горизонтально, то вам следует приложить усилия как можно ближе к горизонтальному направлению; вы не стали бы тянуть цепочку Фидо вертикально, если хотите тянуть его горизонтально.
Одним из важных применений этого принципа является парусный спорт. Парусники сталкиваются с силой сопротивления ветра из-за удара движущихся молекул воздуха о парус. Эта сила сопротивления ветра направлена перпендикулярно лицевой стороне паруса и поэтому часто направлена под углом к направлению движения парусника.
Фактическое направление этой силы зависит от ориентации паруса. Чтобы определить влияние силы сопротивления ветра в направлении движения, эту силу необходимо разложить на две составляющие: одну в направлении движения парусника и другую в направлении, перпендикулярном движению парусника. См. схему справа. На диаграмме ниже показаны три различных направления паруса. Если предположить, что сила сопротивления ветра в каждом случае одинакова, то в каком случае будет оказываться наибольшее влияние на направление движения парусника? То есть в каком случае наибольшая составляющая силы направлена параллельно курсу лодок?
Многие считают, что парусник не может двигаться против ветра. По их мнению, если ветер дует с севера на юг, парусная лодка не может двигаться с юга на север. Это просто неправда. Парусники могут двигаться «против ветра» и обычно делают это с помощью метода, известного как , лавируя по ветру . Верно сказать, что парусная лодка никогда не сможет плыть против ветра, направив свою лодку прямо против ветра.
Как видно на диаграмме справа, если лодка движется прямо против ветра, то сила ветра направлена против ее курса. В таком случае составляющая силы в направлении движения парусника отсутствует. То есть нет никакой «движущей силы». С другой стороны, если лодка идет под углом к ветру, то силу ветра можно разложить на две составляющие. В двух ориентациях парусника, показанных ниже, составляющая силы в направлении, параллельном курсу парусника, будет толкать лодку под углом к ветру. Лавируя против ветра, парусник обычно движется под углом 45 градусов, лавируя вперед и назад по ветру.
Следующие задачи сосредоточены на понятиях, обсуждаемых в этом уроке. Ответьте на каждый вопрос, а затем нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответ.
1. На рисунке справа изображена сила, образующая угол с горизонтом. Эта сила будет иметь горизонтальную и вертикальную составляющие.
Какой из приведенных ниже вариантов лучше всего описывает направление горизонтальной и вертикальной составляющих этой силы?
2. Ниже показаны три парусника. Каждая парусная лодка испытывает одинаковое количество силы, но имеет разную ориентацию паруса.
В каком случае (A, B или C) парусник, скорее всего, опрокинется на бок? Объяснять.
3. Обратите внимание на эвакуатор справа. Если сила натяжения троса равна 1000 Н и если трос образует с горизонтом угол 60 градусов, то какова вертикальная составляющая силы, которая отрывает автомобиль от земли?
Следующий раздел:
Веб-сайт кабинета физики
Задание CG4: Центростремительная сила Требование
Цели:
- Студент должен быть в состоянии использовать требование центростремительной силы, чтобы определить силу, которая действует центростремительно, чтобы заставить объект двигаться по окружности.
- Студент должен уметь анализировать физическую ситуацию, связанную с круговым движением, и сравнивать величину отдельных сил, действующих на объект.
Чтение:
Класс физики — модуль кругового движения, урок 1, часть c
Объект движется по кругу с постоянной скоростью по часовой стрелке. Показан вид круга «божьим глазом». Для указанного положения направление вектора скорости показано стрелкой ____; направление вектора ускорения представлено ____; а направление вектора чистой силы показано стрелкой ____. | |
На диаграмме используется большая точка для обозначения определенного положения по кругу, по которому движется объект. Вы должны выбрать три стрелки, которые представляют направления векторов скорости, ускорения и результирующей силы в этом месте. | |
Равномерное круговое движение и скорость: Скорость является вектором и имеет направление. Направление скорости объекта всегда совпадает с направлением движения объекта. Для объекта, движущегося по окружности с постоянной скоростью, вектор скорости всегда направлен в направлении, касающемся окружности. | |
Равномерное круговое движение и ускорение: Ускоряющиеся объекты меняют свою скорость — либо величину, либо направление скорости. Объекты, движущиеся по кругу с постоянной скоростью, ускоряются за счет изменения направления. Направление ускорения направлено к центру окружности, вокруг которой движется объект. Такое направление описывается как центростремительное . | |
Равномерное круговое движение и результирующая сила: Объект, движущийся по кругу, ускоряется. Ускорения вызваны неуравновешенной или результирующей силой. Чистая сила всегда направлена в том же направлении, что и ускорение. Для объектов, движущихся по кругу с постоянной скоростью, результирующая сила направлена к центру окружности, вокруг которой движется объект. Такое направление описывается как центростремительный . | |
Каково направление вектора скорости при круговом движении? Как направлен вектор ускорения при круговом движении? Каково направление вектора результирующей силы для кругового движения? |
Используйте информацию из разделов Физических правил ниже, чтобы ответить на этот вопрос.
Автомобиль делает поворот на ровной дороге. | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути. | |
Подумайте об этом: когда руль автомобиля поворачивается, колеса автомобиля поворачиваются, и направление движения автомобиля меняется при повороте. Это почти всегда происходит. Но те из нас, кто живет в холодном зимнем климате, знают, что это не всегда происходит, когда на дорожном покрытии есть лед, снег или слякоть. В таких условиях руль поворачивается, колеса поворачиваются, и автомобиль продолжает движение по прямой. | |
Часто успех в физике требует правильного подхода — хорошего плана игры. При определении того, какой тип сил обеспечивает требование центростремительной силы, пройдитесь по списку сил и спросите: Присутствует ли эта сила на объекте? Если да, спросите: в каком направлении действует эта сила? Ответ на эти вопросы требует, чтобы вы понимали каждый тип силы. При необходимости воспользуйтесь приведенной ниже ссылкой для перехода на веб-страницу с описанием каждой силы в списке типов силы. | |
Как лучше всего описать различные индивидуальные силы? Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Как узнать, действует ли на объект сила определенного типа? |
Сила, заставляющая автомобиль поворачивать, называется ____.
Так какая же сила действует на колеса автомобиля в сухую погоду, чего нет в гололед? Ластик привязан к веревке и вращается по горизонтальному кругу с постоянной скоростью. | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути. | |
Силы не таинственны и не призрачны. Сила — это просто толчок или притяжение, оказываемое на объект в результате его взаимодействия с другим объектом. Ластик движется по горизонтальному кругу, и должен быть другой объект, толкающий или тянущий его к центру круга. Постарайтесь представить себе ситуацию, а затем спросите; Какой физический объект непосредственно взаимодействует с ластиком, толкая или притягивая его к центру круга? При необходимости используйте План игры раздел ниже. | |
Часто успех в физике требует правильного подхода — хорошего плана игры. При определении того, какой тип сил обеспечивает требование центростремительной силы, пройдитесь по списку сил и спросите: Присутствует ли эта сила на объекте? Если да, спросите: в каком направлении действует эта сила? Ответ на эти вопросы требует, чтобы вы понимали каждый тип силы. При необходимости воспользуйтесь приведенной ниже ссылкой для перехода на веб-страницу с описанием каждой силы в списке типов силы. | |
Как лучше всего описать различные индивидуальные силы? Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Как узнать, действует ли на объект сила определенного типа? |
Сила, заставляющая ластик вращаться по кругу, называется ____.
Предположим, вы находитесь в парке развлечений и катаетесь на бочке. | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути. | |
Силы не таинственны и не призрачны. Сила — это просто толчок или притяжение, оказываемое на объект в результате его взаимодействия с другим объектом. Если вы двигаетесь по кругу на аттракционе бочки, то должен быть другой объект, толкающий или тянущий его к центру бочки. | |
Часто успех в физике требует правильного подхода — хорошего плана игры. При определении того, какой тип сил обеспечивает требование центростремительной силы, пройдитесь по списку сил и спросите: Присутствует ли эта сила на объекте? Если да, спросите: в каком направлении действует эта сила? Ответ на эти вопросы требует, чтобы вы понимали каждый тип силы. При необходимости воспользуйтесь приведенной ниже ссылкой для перехода на веб-страницу с описанием каждой силы в списке типов силы. | |
Как лучше всего описать различные индивидуальные силы? Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Как узнать, действует ли на объект сила определенного типа? |
Вы стоите на платформе спиной к стенке бочки. Бочка быстро крутится по кругу, платформа внезапно выпадает из-под вас, а вы продолжаете движение по кругу. Сила, заставляющая вас вращаться по кругу, называется ____.
Постарайтесь представить себе ситуацию, а затем спросите; Какой физический объект будет взаимодействовать со мной, чтобы подтолкнуть или притянуть меня к центру круга? При необходимости используйте План игры раздел ниже. Предположим, вы катаетесь на американских горках и двигаетесь по круговой петле. | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути. | |
В нижней части петли американских горок пассажиры входят в поворот. Они начинают двигаться по части круга (как показано черной пунктирной линией) и находятся внизу этого круга. Центр круга находится над всадниками. Для движения по повороту к этому центру должна быть направлена результирующая сила. | |
Вам нужно будет найти два ответа, которые описывают нормальную силу, действующую на всадников. Один ответ будет описывать направление, а другой ответ будет описывать величину нормальной силы. Нормальная сила возникает в результате контакта между всадниками и их сиденьями. Сиденья находятся ниже гонщиков и толкают их вверх. Эта направленная вверх нормальная сила должна быть достаточно большой, чтобы соответствовать требованию центростремительной силы. Чистая сила должна быть направлена вверх (см. Раздел Dig That Diagram ). Единственная другая сила, действующая на всадников, — это гравитация. Гравитация действует вниз и от центра круга. Чтобы иметь чистую направленную вверх (к центру) силу, нормальная сила должна быть больше, чем сила тяжести. | |
Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Какие принципы определяют относительную величину отдельных сил для объектов, движущихся по петлям американских горок? |
Вы находитесь в нижней части петли и только что начали восхождение по петле (как показано на рисунке). Можно сделать вывод, что нормальная сила, действующая на ваше тело, равна _____. Перечислите все, что применимо… .
Подумайте о том, как нормальная сила и сила тяжести сравниваются друг с другом, чтобы удовлетворить этому требованию центростремительной силы. См. Minds On Time раздел ниже.
К удовольствию собравшихся на авиашоу пилот делает серию петель. В нижней части одной из круговых петель нормальная сила, действующая на пилота, равна ____. Перечислите все, что применимо… . | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. | |
В нижней части петли пилот движется по круговой траектории. Центр кругового пути находится над пилотом (как показано на рисунке). Должна быть результирующая сила, направленная к этому центру, чтобы пилот мог продолжать круговое движение. Подумайте о том, как нормальная сила и сила тяжести сравниваются друг с другом, чтобы удовлетворить этому требованию центростремительной силы. См. Minds On Time раздел ниже. | |
Вам нужно будет найти два ответа, которые описывают нормальную силу, действующую на пилота. Один ответ будет описывать направление, а другой ответ будет описывать величину нормальной силы. Нормальная сила возникает в результате контакта между пилотом и сиденьем. Сиденье находится ниже пилота и надавите на пилота вверх. | |
Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Как узнать, действует ли на объект сила определенного типа? Какие принципы определяют относительную величину отдельных сил для объектов, движущихся по кругу? |
Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути.
Эта направленная вверх нормальная сила должна быть достаточно большой, чтобы соответствовать требованию центростремительной силы. Чистая сила должна быть направлена вверх (см. Раздел Dig That Diagram ). Единственная другая сила, действующая на пилота, — это гравитация. Гравитация действует вниз и от центра круга. Чтобы иметь чистую восходящую (к центру) силу, нормальная сила должна быть больше, чем сила тяжести. Предположим, вы катаетесь на американских горках и безопасно двигаетесь по круговой петле. | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути. | |
Нажмите кнопку ниже, чтобы воспроизвести аудиофайл в отдельном окне. Ваш браузер не поддерживает аудио элементы. Пожалуйста, скачайте и посмотрите здесь. | |
В верхней части петли американских горок пассажиры движутся по изогнутой траектории. | |
Вам нужно будет найти два ответа, которые описывают нормальную силу, действующую на всадников. Один ответ будет описывать направление, а другой ответ будет описывать величину нормальной силы. Это уникальная ситуация, поскольку всадники находятся вверх ногами, а сиденья над ними. Таким образом, сиденья давят на гонщиков вниз. Это означает, что на всадников в верхней части петли действуют две направленные вниз силы — гравитация и нормальная сила. Чистая сила должна быть направлена вниз (см. Раздел Dig That Diagram ). | |
Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Какие принципы определяют относительную величину отдельных сил для объектов, движущихся по петлям американских горок? |
Вы находитесь в верхней части петли и едете по внутренней стороне петли (как показано на рисунке). Можно сделать вывод, что нормальная сила, действующая на ваше тело, равна _____. Перечислите все, что применимо… .
Они путешествуют по части круга (как показано черной пунктирной линией) и находятся в верхней части этого круга. Центр круга находится под всадниками. К этому центру должна быть направлена чистая сила, чтобы гонщики могли продолжить поворот. Построение диаграммы свободного тела с двумя показанными отдельными силами поможет ответить на этот вопрос. См. Minds On Time раздел ниже.
Поскольку обе отдельные силы действуют вниз, сила нормальной силы будет зависеть от ускорения. В конце концов, гравитация может обеспечить ускорение вниз до 9,8 м/с/с. Нормальная сила должна обеспечивать оставшуюся силу, необходимую для поддержания любого ускорения, превышающего значение силы тяжести. Ведро с водой удерживается на веревке и вращается по вертикальному кругу. Ведро вращается быстрее, так что скорости вверху и внизу круга увеличиваются. Когда происходит это увеличение скорости, _____. | |
Центростремительная сила Требование: Круговое движение требует внутренней силы. Чтобы двигаться по криволинейной траектории окружности, должна быть сила, направленная центростремительно. Любой объект или предмет может создать силу, пока она направлена к центру кругового пути. | |
Ускорение ( a ) объекта, движущегося по кругу, зависит от скорости ( v ) объекта и радиуса ( R ) окружности. Связь выражается следующим уравнением. | |
Круговое движение требует внутренней силы, чтобы вызвать внутреннее ускорение. Необходимое ускорение частично зависит от скорости ковша. | |
Как направлена результирующая сила для тела, движущегося по окружности? Как узнать, действует ли на объект сила определенного типа? Какие принципы определяют относительную величину отдельных сил для объектов, движущихся по кругу? |
Перечислите все, что применимо… .
В соответствии с уравнением, приведенным выше в разделе Formula Fix , увеличение скорости вызовет увеличение ускорения. Как следует из второго закона Ньютона (F net = m•a), увеличение ускорения потребует увеличения результирующей силы. Чистая сила представляет собой векторную сумму двух отдельных сил — силы тяжести и напряжения. Сила гравитации зависит от массы объекта и не зависит от изменения скорости. Таким образом, увеличение чистой силы должно быть результатом увеличения величины силы натяжения.
Сила натяжения, действующая на ковш, уменьшится до нуля, если ____.
Сравните натяжение струны, когда ковш находится вверху и внизу кругового витка. Затем постепенно замедляйте движение ведра в течение нескольких кругов; наблюдайте за натяжением нити по мере того, как ведро приближается к вершине круга на этой более низкой скорости. Что вы наблюдаете?