Главная
1 и 2 законы ньютона: Три закона Ньютона с подробными объяснениями

1 и 2 законы ньютона: Три закона Ньютона с подробными объяснениями

Презентация на тему: “Законы Ньютона 10 класс. Динамика

1 Законы Ньютона 10 класс

2 Динамика – раздел механики, изучающий причины возникновения и изменения механического движения Законы механики Ньютона относятся к точке, обладающей массой – материальной точке.

Основы динамики составляют три закона Ньютона, являющиеся результатом обобщения наблюдений и опытов в области механических явлений.

3 Как можно изменить скорость тела? Скорость тела изменяется, если на него действуют другие тела!!!

4 Если действий со стороны других тел на тело нет, то ускорение тела равно нулю, то есть тело будет покоится или двигаться с постоянной скоростью

5 Системы отсчета, относительно которых тела движутся с постоянной скоростью при компенсации внешних воздействий.

Закон инерции выполняется. Системы отсчета, относительно которых тела движутся с ускорением, не вызванным действием на него других тел. Закон инерции не выполняется. Неинерциальные системы отсчета Инерциальные системы отсчета

6 I закон Ньютона Существуют системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

7 Однажды Лебедь, Рак да Щука Везти с поклажей воз взялись, И вместе трое все в него впряглись; Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу ! ? Почему воз остается в покое? 60 0 F1F1 F2F2 F3F3 F

8 Инерция – явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.

9 Сила – количественная мера действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорение или испытывают деформацию. Сила – векторная величина Сила характеризуется модулем, направлением и точкой приложения 1Н-сила, которая сообщает телу массой 1кг ускорение 1 в направлении действия силы.

10 II закон Ньютона Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально его массе.

11 Принцип суперпозиции сил: если на тело одновременно действуют несколько сил, то ускорение тела будет пропорционально геометрической сумме всех этих сил.

12 Особенности II закона : Верен для любых сил.

Если на тело действует несколько сил, то берется равнодействующая. Если F = 0, то а = 0, v = const (I закон Ньютона)

13 Найдите построением равнодействующую сил F2F2 F1F1 F2F2 F1F1 F1F1 F2F2 F2F2 F1F1 F3F3

14 III закон Ньютона Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны

15 Особенности III закона : Проявляются парами Силы одной природы Силы не компенсируют друг друга, так как приложены к разным телам. P N

16 Из формулировки III закона Ньютона следует, что яблоко и Земля притягиваются с силами, равными по модулю. Почему яблоко падает на Землю, а не Земля на яблоко? ?

17 Принцип относительности Галилея Все механические процессы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета.

18 1)вес парашютиста равен нулю 2)сила тяжести, действующая на парашютиста, равна нулю 3)сумма всех сил, приложенных к парашютисту, равна нулю 4)сумма всех сил, действующих на парашютиста, постоянна и не равна нулю 1. Парашютист спускается вертикально с постоянной скоростью 2 м/с. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае 1)на самолет не действует сила тяжести 2)на самолет не действуют никакие силы 3)сумма всех сил, действующих на самолет, равна нулю 4)сила тяжести равна силе Архимеда, действующей на самолет 2. Самолет летит по прямой с постоянной скоростью на высоте м. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае ? Проверь себя

19

20 5. 5.

21 7. Ракетный двигатель первой отечественной экспериментальной ракеты на жидком топливе имел силу тяги 660 Н. Стартовая масса ракеты была равна 30 кг. Какое ускорение приобретала ракета во время старта? 1) 12 м/с 2 ;2) 32 м/с 2 ;3) 10 м/с 2 ;4) 22 м/с 2 6. На рис.А показаны направления скорости и ускорения тела в данный момент времени. Какая из стрелок (1- 4) на рис. Б соответствует направлению результирующей всех сил, действующих на тело. 1) 1;2) 2;3) 3;4) 4.

22 8. Скорость лыжника при равноускоренном спуске с горы за 4 с увеличилась на 6 м/с. Масса лыжника 60 кг. Равнодействующая всех сил, действующих на лыжника, равна 1) 20 Н ;2) 30 Н; 3) 60 Н ;4) 90 Н 9. В инерциальной системе отсчета движутся два тела. Первому телу массой m сила F сообщает ускорение a. Чему равна масса второго тела, если вдвое меньшая сила сообщила ему в 4 раза бóльшее ускорение? 1) 2m;2) ;3) ;4) m.

23 10.

24

25 Д/з: § Заполнить обобщающую таблицу I Закон Ньютона II Закон Ньютона III Закон Ньютона Формулировка Математическая запись Рисунок Описываемое явление Особенности Примеры проявления

26

Современное значение законов Ньютона (Физика.

9-й класс, базовый курс, 2 часа)

…Был этот мир глубокой тьмой окутан
Да будет свет! И вот явился Ньютон!

Цели урока:

  • Актуализировать и углубить знания учащихся о фундаментальной науке – классической механике, убедиться в том, что ЗАКОНЫ НЬЮТОНА играют огромную роль в современной жизни каждого человека
  • С помощью опережающего задания активизировать поисково-познавательную деятельность учащихся в работе с учебными, оригинальными текстами;
  • Формирование у старшеклассников коммуникативных умений (публично выступать по теме, вести диалог, участвовать в дискуссии, активно слушать, работать в группе).

Тип урока: Урок обобщения по теме “Законы движения и взаимодействия тел. Механические колебания и волны. Звук”

Форма урока: Урок-конференция.

Оборудование: Таблица, карточки на магнитах, системный блок, мультимедиа-плеер.

Структура урока и методика его проведения.

За 3 недели до начала урока класс разбивается на 5 групп (по 4 человека), состав которых определяется по желанию учащихся. Участники групп выбирают руководителя группы и получают задание – исследовать современное значение законов Ньютона и систематизировать знания по основам классической механики по единой схеме изучения фундаментальной физической теории. Результаты исследований могут быть представлены в различных видах (таблица, плакат, презентация и др.)

Временная диаграмма урока: урок проводится в течение 45 минут.

№ этапа Содержание этапа урока Время (мин. )
1. Актуализация проблемы урока учителем 3
2. Вводный тест 5
3. Сообщение “Исаак Ньютон”. (М. Гнеп) 5
4. Защита проекта группой и дополнения по её выступлению 25
5. Заключительное слово учителя 5
6. Рефлексия урока 2

Ход урока

Перед началом урока ребята рассаживаются в классе за парты по группам. Урок начинает учитель, который в очень кратком вступлении актуализирует проблему (ПРИЛОЖЕНИЕ №1), рассматриваемую на уроке. Далее для актуализации знаний по этой теме проводится тестовая работа, содержащая все основные понятия по исследуемой проблеме (ПРИЛОЖЕНИЕ №2). Сообщение “Ньютон И.” (ПРИЛОЖЕНИЕ №3) позволит учащимся узнать новые факты из биографии Ньютона и настроиться на защиту проектов. Затем группы начинают защиту проектов, используя подготовленный материал и наглядность, отвечают на вопросы экспертов или представителей других групп. Учащиеся класса могут сделать дополнения и уточнения по отдельным структурным элементам таблицы. Эксперты оценивают выступления группы по своей теме и учитывают их активность в обсуждении других вопросов. В процессе выступления групп учащиеся дополняют свои таблицы “Классическая механика”. После завершения обсуждения всех выступлений, учитель подводит итог по проблеме урока. У каждого учащего по итогам урока должна остаться таблица примерно следующего содержания.

КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

ОСНОВАНИЕ ЯДРО СЛЕДСТВИЕ
Факты Идеализированный объект Понятия, физические величины Принципы Законы Математические уравнения Объяснение явлений, фактов, закономерностей Применение законов динамики
1. Кинематические закономерности движения тел (материальных точек, планет Солнечной системы).

2. Законы Кеплера

 Материальная точка 1. Система отсчета.

2. Пространство, время, перемещение, координата, скорость, ускорение.

3. Взаимодействие.

4. Сила.

5. Масса.

6. Импульс силы.

7 Импульс тела.

8. Энергия.

9. Работа.

 1. Инерции.

2. Дальнодействия.

3. Суперпозиции

4. Причинности

5. Относительности

 1. Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

2. Ускорение, приобретаемое телом в ИСО, прямо пропорционально векторной сумме сил и обратно пропорционально массе системы тел.

3. Тела действуют друг на друга силами равными по модулю и противоположными по направлению.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1. Механическая схема описания движения: зная положение материальной точки в СО и скорости движении в определённый момент времени, можно определить параметры движения на все последующие и предыдущие моменты времени.

2. Свободное падение тел в газах, жидкостях. 3.Научное толкование статики, гидро- и аэродинамики.

 1. Движение тел переменной массы.

2. Вывод и анализ законов сохранения импульса, энергии, сложения скоростей.

3. Определение средней плотности планет, тел.

4. Движение под действием одной или нескольких сил.

5. Соударение тел или частиц (упругий и неупругий удар).

6. Движение жидкостей и газов (уравнение Бернулли).

Оценка работы. Работа каждого ученика оценивается баллами от 3 до 5. Экспертами на уроке являются все учащиеся, при выставлении отметки учитывается общая (единая для группы) отметка, полученная группой за составленную ими таблицу в ходе подготовки к уроку и активность учащегося в ходе урока.

Рефлексия урока. Обратная связь по итогам урока осуществляется с помощью карточек самооценки.

Руководители групп: Кравец Никита, Гнеп Михаил, Ботникова Евгения, Чустеев Иван, Кочергина Дарья

Темы работы групп: Первый закон Ньютона и его значение, Второй закон Ньютона и его значение, Третий закон Ньютона и его значение, Закон всемирного тяготения и его значение, Закон сохранения импульса и его значение.

Каждая группа при подготовке к уроку:

заполняет свою версию таблицы:

Физическая картина мира (ФКМ) – обобщенная модель природы, включающая в себя представления физической науки (на данном этапе её развития) о материи, движении, взаимодействии, пространстве и времени, причинности и закономерности.

КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

ОСНОВАНИЕ ЯДРО СЛЕДСТВИЕ
Факты Идеализированный объект Понятия, физические величины Принципы Законы Математические уравнения Объяснение явлений, фактов, закономерностей Применение законов динамики
 

 

 

              
  •  Готовит отчет по теме проекта в виде презентации, плаката, буклета.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

И. Ньютон 1667 г. “МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАЧАЛА НАТУРАЛЬНОЙ ФИЛОСОФИИ”

Классическая механика – самая ранняя физическая теория, получившая свое завершение с выходом в свет в 1676 году работы И. Ньютона “Математические начала натуральной философии”. Термин “натуральная философия” свидетельствовал о тесной связи науки и философии, которые, как и в эпоху возникновения науки в Древней Греции, работали вместе.

Механические явления были наиболее ясными и наглядными; в изучении этих явлений физика достигла наибольших успехов, и механическое мировоззрение явилось отражением этих успехов. Ньютон заложил новые основы механического мировоззрения в своем труде “Математические начала натуральной философии”. В “Началах” содержатся основные понятия механики, формулировка основных законов механики, приложения законов механики к теории движения под действием центральных сил, обоснование ЗВТ и изложение системы мира, т. е. теории движения планет и спутников на основе ЗВТ. Таким образом, это первый в истории курс теоретической механики, включающий и небесную механику. Отдельные результаты предшественников Ньютона, начиная с Галилея, были обобщены и развиты Ньютоном в этом гигантском труде. Ньютон завершил работу предыдущих поколений и открыл путь последующим поколения физиков и механиков.

“Математические начала натуральной философии” – книга, вошедшая в золотой фонд науки. Законы Ньютона в течение веков заучивались в авторской формулировке. Так было во всех школах мира. Поколения людей воспитывались на законах Ньютона, которые казались незыблемым фундаментом научного познания природы. Ньютон вложил в руки ученых мощный инструмент познания мира. Использование законов Ньютона на практике позволило решать любые задачи механики, что привело к её бурному развитию. Классическая механика сыграла положительную роль в развитии физики. Почти вся современная техника, сооружения, транспорт, космическая техника создаются и работают , опираясь на законы Ньютона.

Два чумных года 1665-16666 гг. (в Англии свирепствует чума, только в Лондоне сожгли 31 тысячу трупов) можно назвать “болдинской осенью” Ньютона. “Я был в расцвете изобретательских сил и думал о математике и философии больше, чем когда-либо” - пишет о себе И. Ньютон. И только через 20 лет мир узнает о его великих творениях в “болдинскую осень”. В характере ученого есть одна странность – он не любит публиковать своих работ. Он очень нетороплив и обстоятелен. “Я гипотез не измышляю” – любимое его изречение, почти девиз. Он спорит всю жизнь: с Гуком, с Гюйгенсом, с Флэмстидом. С желчным раздражением пишет он слова, которые и в наши дни звучат справедливо: “…Я убедился, что-либо не следует сообщать ничего нового, либо придется тратить все силы на защиту своего открытия”.

В апреле 1695 года, когда Ньютон был смотрителем лондонского Монетного двора, необыкновенный гость из России трижды приезжал туда, чтобы познакомиться с техникой чеканки монет. Окружавшие называли его “десятником”, но относились с высоким уважением. Они встретились царь Петр. И Исаак Ньютон. О чем говорили эти два великих человека?! Но когда Ньютон составлял список адресов, по которым следовало разослать его “Математические начала..”, он специально пометил “6 – царю, для него самого и для главных библиотек Московии”.

Научный подвиг Ньютона по достоинству оценён и современниками, и потомками. Метод Ньютона служил примером Амперу и Фарадею, Томсону и Максвеллу, Эйнштейну и Дираку. Новая физика изменила представления Ньютона о пространстве и времени, о массе и действии, но не отбросила его механику, а только определила границы её применимости. И сегодня мы постоянно пользуемся творениями великого ученого, идейное богатство его работ вдохновляет творческую физическую мысль. По словам С.И. Вавилова, “ньютоновская механика – не историческая реликвия, а основа естествознания сегодняшнего дня”.

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

Урок-конференция “Современное значение ЗАКОНОВ НЬЮТОНА” (вводный тест)

Фамилия, имя:

№ п/п Определение Величина, понятие Правильно Условное обозначение Правильно
1. Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.        
2. Модель, соответствующая телу, размерами которого можно пренебречь в данной СО.        
3. Две основные формы существования материи        
4. Совокупность системы координат, связанной с телом отсчета и покоящихся относительно него часов        
5. Линия, по которой движется тело в данной СО        
6. ВФВ, вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела        
7. ВФВ, характеризующая быстроту движения, равная отношению вектора перемещения к промежутку времени, за который оно совершено.        
8. ВФВ, характеризующая скорость изменения скорости, равная отношению изменения вектора скорости к промежутку времени, за который оно совершено        
9. Процесс взаимного влияния тел (частей тела) друг на друга        
10. ВФВ, мера взаимодействия тел (частей тела) друг на друга        
11. СВФ, мера инертности тела        
12. ВФВ, равная произведению массы тела на его скорость.        
13. ВФВ, равная произведению вектора силы и времени её действия        
  Итого   Итого  
Отметка: 21-19 –“5” 18-15-“4” 14-10 – “3” Всего   Отметка  

ПРИЛОЖЕНИЕ №3

ИСААК НЬЮТОН

Он самый счастливый, систему мира можно установить только один раз (Лагранж)

Этот человек сформулировал основные законы механики, открыл закон всемирного тяготения, законы разложения белого света в спектр и выдвинул корпускулярно-волновую теорию света, разработал дифференциальное и интегральное исчисления, закон охлаждения нагретого тела, открыл закон сопротивления движению в вязкой жидкости, сконструировал один из первых термометров, впервые построил отражательный телескоп. Лагранж сказал о нем: “Он самый счастливый – систему мира можно установить только один раз”.

Он родился вьюжной зимой 1642 года, после рождества, в Вулсторпе. Родился до срока, таким хилым и слабым, что священник считал, что он не жилец на этом свете. Сам Ньютон говорил впоследствии: “По словам матери, я родился таким маленьким, что меня можно бы было выкупать в пивной кружке” Но этот слабый младенец выжил всем на удивление, и за всю свою долгую жизнь (почти 85 лет) почти никогда не болел. Он не знал своего отца, он умер ещё до его рождения, да и мать уехала вместе с отчимом, когда ему было 3 года. Мальчик остался со своей бабушкой, жили они вместе в маленьком сельском домике из серого камня, окруженного редким плетнем. Он окончил сначала сельскую школу, а затем Королевскую школу в Грэнтеме.- маленьком городке в десяти километрах от родной деревушки.

Ньютон был удивительным домоседом и за всю свою жизнь никогда не отъезжал от родного дома дальше, чем на 180 км.

Он был человеком ниже среднего роста, с самой незаурядной внешностью, чаще молчаливый, неостроумный. Он был плохим собеседником и мог в разговоре вдруг замолчать и задуматься. Тогда взгляд его быстрых, живых глаз как бы застывал. Такие мужчины не пользуются успехом у женщин, и Ньютон так и не женился. И влюбился он тоже всего один раз, ещё мальчишкой. Её звали мисс Сторей, и она была очень хорошенькая. Эта девочка – единственный романтический образ его жизни. Но верность ему он сохранил навсегда, даже в старости навещал старушку, в которую превратилась девочка.

В отроческие и юношеские годы Ньютон отличался от сверстников равнодушием к шумным забавам, весёлым студенческим вечеринкам. Но проявлял небывалый интерес к любой работе, требовавшей каких-нибудь орудий, инструментов и приспособлений. Он мог часами наблюдать за плотником и кузнецом, а потом повторял увиденное. Учеником и студентом он был всегда прилежным, интересовался математикой, но учился как-то незаметно, средне, и невозможно проследить, как буквально за несколько лет происходит это сказочное превращение вчерашнего провинциального школьника в совершенно самостоятельного и оригинального исследователя. И можно только догадываться какой процесс шел постоянно в глубинах его могучего мозга.

Незадолго перед смертью, словно оглядывая свою жизнь, такую тихую и спокойную внешне и такую неистово бурную внутренне, Исаак Ньютон сказал: “Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я кажусь мальчиком, играющим на морском берегу, развлекающимся тем, что от поры до времени отыскиваю камешек более цветистый, чем обыкновенно, или красную раковину, в то время как великий океан истины расстилается передо мною неисследованным”

Схема – Законы Ньютона – Физика 107

Схема – Законы Ньютона

  1. Законы Ньютона
    1. Первый закон. Объект в состоянии покоя остается в покое и объект движется со скоростью v остается в движении со скоростью v тогда и только тогда, когда нет внешней сети на объект действует сила.
    2. Второй закон. Суммарная сила, действующая на объект, равна прямо пропорциональна и направлена ​​в ту же сторону, что и ускорение. Константа пропорциональности – это масса объекта.
                   F нетто = м а

    3. Третий закон. Когда два объекта взаимодействуют в каком-либо манера, сила
      F 12 воздействие первого объекта на второй равно по величине и противоположно направлению силы Ф 21 второго объекта на первый.
      – Ф 12 = Ф 21
  2. Применение законов Ньютона

    1. Объект, неподвижно висящий на рис. 1 выше, имеет грузом 800 Н. Найти напряжения T 1 и Т 2 в безмассовых канатах. Для объекта в состоянии покоя сумма сил, действующих на тело должен быть равен нулю. Поскольку напряжения нет ни в X или Y-направление, возьмите компоненты:

      (F нетто ) x = мА х = 0

      (F нетто ) у = мА г = 0

      T 2 cos 20 или – T 1 cos 20 или = 0

      Т 2 sin20 о + Т 1 sin20 или – 800Н = 0

      Т 2 Кос 20 o = T 1 cos 20 o

      Т 2 sin20 о + Т 1 sin20 или = 800Н

      Т 2 = Т 1 = Т 2T sin20 или = 800 Н Т = 1,17 х 10 3 Н = Т 2 = Т 1


    2. Когда вы применяете второй закон Ньютона, вы должны быть очень внимательно относитесь к выбору системы.

      1. Представьте себе две массы m 1 = 1,0 кг и м 2 = 2,0 кг связаны безмассовой струну и тянут по поверхности без трения силой F = 9,0 Н, как показано на рис. 2а выше. Найдите (а) ускорение блоков и (б) натяжение в струне.
        1. На рис. 2а я выделил всю систему из двух блоков. Есть вертикальные силы. действующая на оба блока: нормальная сила поверхность и вес каждого блока. С нет ускорения в вертикальном направлении и нет трения (нам нужно было бы знать нормальную силу, чтобы найти силу трения сила на бруске), мы не будем рассматривать силы в вертикальном направлении. Единственный внешний горизонтальная сила, действующая на систему, равна F = 9.0 Н. Присутствуют внутренние горизонтальные силы действуя на блоки и струну, но мы не интересуются внутренними силами, потому что
          F сетка внешняя = m система
          9,0 Н = [(1,0 + 2,0) кг]
          и а = 3,0 м/с 2

        2. Теперь выбираем нашу систему, как показано на рис. 2b и 2c выше. Снова смотрю только по горизонтали сил. Я выделил:
          1. строку, испытывающую F 1 s , усилие блока 1 на струну и F 2 с , сила блока 2 на струне
          2. м 1 переживание F с 1 = усилие струны на блоке
            1
          3. м 2 переживание Ф с 2 , сила струны на блоке 2 и F = 9,0 Н.
        3. Для строки, F net external = м струна a
          F 2 s –  F 1 с = (0)3,0 м/с 2 = 0
          So   F 2 с = F 1 с
          По третьему закону Ньютона,  F s 2 = F 2 с и F с 1 = F 1 с
          Таким образом, F с 2 = F 2 с = Ф 1 с = F с 1 .
          Отбрасываем все эти причудливые обозначения и пишем
          F s 2 = F 2 с = Ф 1 с = F с 1 = T, как показано на рис. 2c выше.
        4. Для m 1 , F нетто внешнее = m 1 a
          T = 1,0 кг(3,0 м/с 2 ) = 3,0 Н

          Для m 2 , F внешняя сетка = m 2 a
          9,0 Н – T = 2,0 кг(3,0 м/с 2 ) = 6,0 Н
          Т = 3,0 Н

    3. Как видно из приведенного выше примера, Ньютон Третье Силы закона движения всегда действуют на различных объектов. Другими словами, они НЕ действуют на один и тот же объект.
    4. Примеры проблем в 107 Набор задач для законов Ньютона : 1-6.
  3. Силы трения
    1. Сила трения f = µN, где коэффициент трения µ помечен индексом s для статические ситуации и k для движущихся объектов. Коэффициент трения для статических ситуаций всегда больше чем для кинетики. Статическая сила трения может перейти от 0 к значению, необходимому для перемещения объект.

    2. Нахождение силы трения (F net ) y = ma y = m(0) = 0
      1. Для рис. 3a выше N – мг = 0,
        N = мг и f = µN = µмг
      2. Для рис. 3б N + F sin Θ – мг = 0,
        N = мг – F sin Θ и f = µN = µmg – F sin Θ)
      3. Для рис. 3в, N – мг cos Θ= 0.
        N = мг cos Θ; f = мкН = мкг cos Θ
    3. Примеры проблем в 107 Набор задач для законов Ньютона : 7-11.
  4. Гравитационная сила F г = Gm 1 м 2 /r 2 , где m 1 и m 2 — массы две точечные частицы, разделенные расстоянием r.
    1. Вблизи земной поверхности на высоте h очень мало по сравнению с до радиуса Земли R E . Вы можете лечить сферическая масса M E как точечная масса, расположенная в центре земли. Сила на объекте масса m на высоте h над землей у земли равна F г = GmM E /(R E + h) 2 . С р E намного больше h, отбросить h и F г = GmM E /R E 2 .

                  В общий,                     F нетто = ма

    2. Для свободно падающего объекта, GmM E /R E 2 = ma
      Для свободного падения a = g гмм E /R E 2 = мг = Вес объекта
    3. (m g ) это не масса, умноженная на ускорение, это является силой. Чтобы определить направление силы в проблеме определитесь с направлением, которое нужно назвать положительным а затем посмотреть, находится ли мг в этом направлении. После при этом никогда не заменить
      -90,8 м/с 2 для г дюймов (мг).

      Пример : Космонавт выводит шар для боулинга на круговую орбиту. вокруг Земли на высоте h 350 км. Найди период движения мяча. Радиус и масса земли М = 5,98 х 10 24 кг и
      R = 6,37 х 10 6 м соответственно.

      Ответить к примеру : Радиус орбита шара для боулинга r = радиус R Земли + высота h над земной поверхностью =
      (6,37 + 0,35)10 6 м, а постоянная в ньютоновской закон всемирного тяготения G = 6,67 x 10 -11 Н-м 2 /кг 2 . Сила гравитации создает центростремительное ускорение:

         

      F нетто = ма

         

      GMm/r 2 = mv 2 /r (Уравнение 1)

       

      Поскольку v = 2πr/T,

      GMm/r 2 = m(2πr/T) 2 /r

        или

      Т 2 = 4π 2 r 3 /GM         и

       

      Т = 2 π (r 3 /GM) 1/2

      		 
       

         = 2{(6,72 x 10 6 м) 3 /6,67 x 10 -11 Н-м 2 /кг 2 x 5,98 x 10 24 кг} 1/2

       

         = 55 х 10 2 с

      		  

  5. Диаграммы свободного тела
    1. Диаграммы сил, такие как показанные на рис. 4 ниже называются диаграммами свободного тела. Они чрезвычайно важны при решении задач второго закона Ньютона.

    2. В каждой ситуации, показанной на рис. 4 выше, один или несколько силы действуют на объект. Все рисунки расположены по вертикали. плоскости и трением можно пренебречь, за исключением случаев (b) и (d). Нарисуйте свободные диаграммы тела для фигур, масштабируйте силы как можно ближе. Обозначьте все силы, действующие на объекты. Если объект имеет ускорение, показать его направление. Если ускорение отсутствует, указать что это ноль.

    3. На рис. 4′ выше (а) единственная сила, действующая на вес объекта m g . Его ускорение и не работают. (b) При постоянной скорости сеть сила, действующая на объект, должна быть равна нулю. вверх сила трения равна весу тела. (с) Нет равнодействующей силы, перпендикулярной плоскости. нормальная сила равна составляющей веса перпендикулярно плоскости. Составляющая веса параллельно плоскости дает ускорение вниз наклоняться. (d) Теперь в дополнение к силам, о которых говорилось в (c) существует сила трения вверх по плоскости, которая по модулю равна составляющей веса параллельно и вниз по плоскости. Разгона нет. (e) и (f) Единственная сила, действующая на объект в снаряде движение (без учета силы трения) вес объекта вниз. Ускорение упало.
    4. Разделение объектов в задачах со свободным телом

      Пример:

      Прямоугольный брусок массы m 1 лежит на наклонная плоскость массы m 2 , как показано на рисунке на рис. 5а выше. Между ними нет трения блоком и уклоном, ни между наклоном и поверхность, по которой он движется. Найдите выражение для F в пересчете на м 1 , м ​​ 2 и угол наклона Θ так что блок остается в покое относительно наклоняться.

      Решение:

      На рис. масса m 2 нормальная сила блока на склоне N 1 на 2 , нормальный усилие пола на клин N пол на клине , притяжение земли к склону, его вес, м 2 г, и приложенная сила F.

      На рис. 5в выше силы, действующие на блок масса m 1 нормальная сила наклона на блоке N 2 по 1 и привлечение земля для блока, его масса, м 1 г.

      Используя принцип суперпозиции, разделим задачу в силы в направлениях X и Y.

      Для м 1 ,

      X Д
                  (F нетто ) x = m 1 a
      N 2 on 1 sin Θ 1 = м 1 a
                                       (Уравнение 1)       		                 (F net ) y = m 1 (0) = 0
      N 2 on1 cos Θ- m 1 g = 0
      N 2 on1 cos Θ= м 1 г
                                             (Уравнение 3)

      Для м 2 ,

      X Д
                       (F нетто ) x = m 2 a
      F – N 1 на 2 sin Θ 1 = m 2 a
                                       (Уравнение 2)       		                         (F net ) y = м 1 (0) = 0
      Н пол на 2 – Н 1 на 2 cos Θ- м 2 г = 0

      Согласно третьему закону движения Ньютона,

      N 2 на 1 = N 1 на 2
      Мы можем переписать уравнение (2) как:
      F – N 2 на 1 sin Θ 1 = m 2 a            (Уравнение 2′)
      Замените уравнение (1) в уравнение (2′):
      F – m 1 a = m 2 a или F = (m 1 + m 2 )a               (Уравнение 4)
      Разделить уравнение (1) по уравнению (3):

      или тангенс Θ= а/г и a = g tan Θ            (уравнение 5)

      Подставьте уравнение (5) в уравнение. (4):
      F = (m 1 + m 2 ) г желтовато-коричневый
    5. Примеры проблем в 107 Набор задач для законов Ньютона : 12-24.

2.1: Законы движения Ньютона

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    17368
    • Тимон Идема
    • Делфтский технологический университет через TU Delft Open

    Как описано в главе 1, классическая механика основана на наборе аксиом, которые, в свою очередь, основаны на (повторяющихся) физических наблюдениях. Чтобы сформулировать первые три аксиомы, нам нужно сначала определить три величины: (мгновенную) скорость, ускорение и импульс частицы. Если мы обозначим положение частицы как x(t) – указание вектора 92}\]

    Наконец, импульс частицы равен ее массе, умноженной на скорость:

    \[p(t)={m v(t)}={m \dot x (t)}\]

    Теперь мы готовы дать следующие три аксиомы. Возможно, вы сталкивались с ними раньше; они известны как три закона движения Ньютона.

    Аксиома 1 (первый закон движения Ньютона). Пока нет внешнего воздействия, скорость частицы будет оставаться постоянной. Обратите внимание, что первый закон включает частицы в состоянии покоя, т. е. \(v=0\). Мы определим общее «внешнее воздействие» как силу, поэтому теперь сила — это все, что может изменить скорость частицы. Второй закон определяет силу.

    Аксиома 2 (второй закон Ньютона). Если на частицу действует результирующая сила, то ее мгновенное изменение импульса под действием этой силы равно этой силе:

    \[F(t)={dp(t) \over dt} \label{2. 2}\). Следовательно, в принципе второй закон движения Ньютона также можно использовать для измерения сил, хотя мы часто будем использовать его наоборот и вычислять изменения импульса под действием известной силы.

    Обратите внимание, как первый закон Ньютона следует из второго: если сила равна нулю, импульс не меняется, а значит (при постоянной массе) постоянная скорость. Заметьте также, что, хотя второй закон дает нам количественную оценку силы, сам по себе он не поможет нам многого добиться, так как в настоящее время мы понятия не имеем, что такое сила (хотя у вас, вероятно, есть некоторые интуитивные представления из опыта) — для этого мы будем использовать законы силы из следующего раздела. Прежде чем мы перейдем к этому, сделаем еще одно важное замечание о природе сил вообще.

    Аксиома 3 (третий закон движения Ньютона). Если тело действует с силой F 1 на второе тело, то второе тело действует на первое тело с такой же, но противоположной силой F 2 , т. е. силы равны по величине, но противоположны по направлению:

    \[F_1 = -F_2\]

    Исаак Ньютон

    Исаак Ньютон (1642-1727) был британским физиком, астрономом и математиком, которого многие считают одним из самых важных ученых в истории. Ньютон был профессором в Кембридже с 1667 по 1702 год, где он занимал знаменитую Лукасовскую кафедру математики. Ньютон изобрел исчисление бесконечно малых, чтобы иметь возможность выразить законы механики, которые теперь носят его имя в математической форме. Он также дал математическое описание гравитации (уравнение 2.2.3), из которого смог вывести законы Кеплера о движении планет (раздел 6.4). Помимо своей работы по механике, Ньютон внес ключевой вклад в оптику и изобрел отражательный телескоп, в котором для сбора света используется зеркало, а не линза. Уйдя в отставку со своей должности в Кембридже, Ньютон провел большую часть второй половины своей жизни в Лондоне в качестве смотрителя, а затем владельца Королевского монетного двора и президента Королевского общества.

    Оставить комментарий