Структурная таблица по законам Ньютона | Учебно-методический материал по физике на тему:
Опубликовано 30.08.2017 – 14:36 – Маменишкина Нина Васильевна
Структурная таблица по законам Ньютона
Скачать:
Предварительный просмотр:
Структурная схема по теме: «Законы Ньютона»
Явление | Научные факты | Идеальный объект | Величины | Законы | Применение |
Инерция |
| Инерциальные системы отсчета | F –сила (векторная величина) [F] = Н а – ускорение (векторная величина) [а] = м/с² m- масса тела (скалярная величина) [m] = кг | 1-й закон Ньютона: у тела V=0 или V=const, пока F не заставит изменить это состояние 2-й закон Ньютона: F=ma F=F1+F2+…+Fn F – равнод. сила 3-й закон Ньютона: F12=F21 F12 и F21 приложены к разным телам (не могут уравнов. друг друга) | 1. Для расчета F, m, а. 2. Для создания машин и техники, необходимой в реальной жизни. 3. Для успешного освоения космического пространства. 4. Для учета полезных и вредных взаимо-действий в быту. |
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Контрольная работа по физике для 9 класса “Законы Ньютона.. Закон всемирного тяготения. Движение тела по окружности. Импульс тела. Закон сохранения импульса”.
Контрольная работа для 9 класса по теме “Законы Ньютона.Закон всемирного тяготения. Движение тела по окружности. Импульс тела. Закон сохранения импульса”. Контрольная работа разработана имеет дв…
Тест по физике на тему: «II закон Ньютона. Применение законов Ньютона»
Одна из проблем профилизации старшей школы – недостаточное количество учащихся для комплектования профильных классов. Физика преподается в большинстве школ на базовом уровне. Данный тест позволяет гот…
Конспект урока физики в 10 классе по теме «Закон инерции. История открытия Галилеем закона инерции. Первый закон Ньютона»
Урок разработан на основе примерной программы Ю.И. Дик, Л.Э. Генденштейн…
Контрольная работа “Законы Ньютона.Импульс тела. Закон сохранения импульса”
Контрольная работасодержит 2 варианта по пять заданий среднего уровня сложности по темам: ” Законы Ньютона”, “Импульс тела”, “Закон сохранения импульса”….
Структурная таблица “Поколения ЭВМ”
Материал для учащихся в структурированной форме, используется на уроках и для подготовки к зачету….
ТЕСТ “ЗАКОНЫ НЬЮТОНА, ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА”
Тест “Законы Ньютона. Закон сохранения импульса”для учащихся 9, 10 класса, сделанный с помощью программы easyQuizzy. easyQuizzy— это программа, позволяющая создавать компьютерные тесты знаний. Каждый …
Обобщающий урок по теме «Законы Ньютона.
Закон всемирного тяготения»/Цель урока:создать условия для обобщения и закрепления знаний, полученных по теме «Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения»;научить видеть проявления изученных закономерностей в о…
Поделиться:
Упражнение 1. Проверка второго закона Ньютона для вращательного движения.
Первый опыт.
1. На концах стрежней закрепить цилиндры 9на одинаковом расстоянииR1от оси вращения по шкале, нанесенной на этих стрежнях.
2. Проверить статическую балансировку крестовины. Перемещениями цилиндров добиться, чтобы при любом повороте крестовины она оставалась в покое, т.е. не вращалась без натяжения нити 6. После окончания балансировки нажать кнопку «СТОП».
3. К нити 6, перекинутой через блок5, подвесить грузы, прилагаемые к установке, записав в таблицу 1 их общую массуm1.
4. Нажать кнопку «СБРОС». Вращая руками крестовину, грузы установить в верхнем положении на заданном расстоянии h до луча света. Нажать кнопку «СТОП».
5. Привести груз 7в состояние покоя. Нажать кнопку «ПУСК».
6. По шкале электронного блока 14 отсчитать времяtпадения груза. Записать время падения в таблицу 1.
7. Повторить пункты 4-6 три раза, записывая данные измерений в таблицу 1.
Второй опыт.
8. Изменить момент инерции крестовины путем перемещения цилиндров 9на середину стрежней, установив их на одинаковом расстоянии
9. Повторить пункты 2-7 три раза, записывая данные в таблицу 1.
Таблица 1
№ опыта | № изме-рения | h, м | r, м | m, кг | Ri, м | t, с | Ii, кгм2 | i, мс-2 | |
I | 1 | ||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
1 | |||||||||
2 | |||||||||
3 |
Упражнение 2. Проверка зависимости угловых ускорений тела от вращающих моментов сил.
1. Для опыта 1 использовать результаты опыта 2 предыдущего упражнения. Занести данные в таблицу 2.
3. Повторить пункты 3-6 предыдущего упражнения три раза, записывая данные в таблицу 2.
Таблица 2
№ опыта | № изме-рения | h, м | r, м | mi, кг | R, м | t, с | Mi, кгм2 | i, мс-2 | |
I | 1 | ||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
II | 1 | ||||||||
2 | |||||||||
3 |
Упражнение 3. Проверка применимости формулы момента инерции материальной точки для вычисления момента инерции тела.
1. Снять все цилиндры со стержней. Груз 7оставить прежний.
2. Повторить пункты 3-6 первого опыта из первого упражнения, записав данные измерений в таблицу 3.
Таблица 3
№ измерения | h, м | r, м | mi, кг | t, с | , с | I0, кгм2 |
1 | ||||||
2 | ||||||
3 |
1. На основании данных таблицы 1 по формуле (15) вычислить моменты инерции маятника Iiи по формуле (12) соответствующие ускоренияi.
2. По формуле (7) посчитать отношение ускорений и моментов инерции. Экспериментальную проверку этой формулы произвести по соотношению:
.
3. На основании данных таблицы 2 по формуле (11) вычислить вращающие моменты сил
4. По формуле (6) посчитать отношение ускорений и моментов сил. Экспериментальную проверку этой формулы произвести по соотношению:
5. По данным таблицы 3 по формуле (15) вычислить момент инерции крестовины I0. Моменты инерцииIвзять из таблицы 1.
6. Проверить соотношение (19) и сделать вывод о применимости формулы момента инерции материальной точки для вычисления моментов инерции цилиндров по соотношению:
.
7. Сделать вывод о проделанной работе с указанием полученных результатов измерений и их обработки (окончательный ответ).
Законы движения Ньютона – Учебник для первокурсников
Обсуждаются и анализируются различные типы общих сил. Ключевые уравненияНаведениеНОРМАЛЬНАЯ СИЛАЧасто на объекты действует сила, которая прижимает их к другому объекту, но как только объекты соприкасаются, они не сближаются. Например, когда вы стоите на поверхности земли, вы, очевидно, не ускоряетесь по направлению к ее центру. Согласно законам Ньютона, должна существовать сила, противодействующая земному притяжению, действующая на вас, так что результирующая сила, действующая на вас, равна нулю. То же самое относится и к вашей гравитации, действующей на землю. Мы называем такую силу Нормальная сила . Нормальная сила действует между любыми двумя соприкасающимися поверхностями, уравновешивая любую силу, сталкивающую объекты вместе. На самом деле она имеет электромагнитную природу (как и другие контактные силы) и возникает из-за отталкивания атомов двух объектов. Вот иллюстрация Нормальной силы, действующей на блок, стоящий на земле: НАТЯЖЕНИЕДругая сила, которая часто противостоит гравитации, известна как натяжение . Эта сила обеспечивается проводами и струнами, когда они удерживают объекты над землей. Как и Нормальная Сила, она имеет электромагнитную природу и возникает благодаря межмолекулярным связям в проволоке или струне: Если объект находится в равновесии, напряжение должно быть равно по величине и противоположно по направлению силе тяжести. Эта сила передает силу тяжести, действующую на объект, на все, к чему прикреплена проволока или веревка; в конце концов, это обычно Нормальная Сила — между землей и тем, к чему прикреплен провод — которая в конечном итоге уравновешивает силу тяжести на объекте. ТРЕНИЕТрение — это сила, противодействующая движению. Любые два соприкасающихся тела имеют так называемый коэффициент взаимного трения. Чтобы найти силу трения между ними, умножим нормальную силу на этот коэффициент. Как и указанные выше силы, она возникает из-за электромагнитных взаимодействий атомов в двух объектах. На самом деле коэффициентов трения два: статический и кинетический. Статическое трение будет противодействовать начальное движение двух объектов относительно друг друга. Однако, когда объекты движутся, кинетическое трение будет препятствовать их дальнейшему движению. Кинетическое трение ниже статического, поэтому легче удерживать объект в движении, чем приводить его в движение. Есть некоторые моменты, связанные с трением, которые не очень понятны:
Первый закон касается инерции; объекты в состоянии покоя остаются в состоянии покоя, если на них не воздействуют, а движущиеся объекты продолжают это движение по прямой линии, если на них не воздействуют . До Ньютона и Галилея преобладающим взглядом на движение все еще был Аристотель. Согласно его теории, естественное положение вещей — в покое; сила необходима для того, чтобы что-то двигалось с постоянной скоростью. Это имело смысл для людей на протяжении всей истории, потому что на земле трение и сопротивление воздуха замедляют движение объектов. Когда нет сопротивления воздуха (или других источников трения), ситуация, приближенная к космической, первый закон Ньютона проявляется гораздо нагляднее. Количество инерции объекта просто связано с массой объекта. Масса и вес – две разные вещи. Масса (обычно в килограммах или граммах) в основном является мерой того, из чего состоит объект. Вес — это мера того, насколько сила тяжести притягивает вас. На самом деле, вместо того, чтобы сказать: «Я вешу 80 фунтов», можно было бы сказать, что «сила гравитации притягивает меня с силой 80 фунтов». Метрической единицей веса (и силы) является Ньютон. Ключевые уравнения; Сила гравитации (то есть ваш вес) равна массе объекта, умноженной на ускорение свободного падения этой планеты. Наведение
ПРИМЕР 1Вопрос : Каков вес 90-килограммового человека на Земле? А луна? Ответы : На Земле, На Луне, Смотреть это объяснениеМоделированиеЧтобы применить эти принципы, выполните следующее моделирование.
Время для практики
Ответы
Ускорение, испытываемое объектом, будет пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально его массе. При наличии нескольких сил они могут могут быть добавлены в виде векторов, и значение имеет сила net 9.0007 Ключевые уравненияВторой закон Ньютона описывает его знаменитое уравнение движения объекта
«Движение», о котором Ньютон упоминает во Втором законе, на его языке есть произведение массы и скорости объекта — мы называем эту величину импульсом — так что Второй закон на самом деле является известным уравнением : Руководство Чтобы вычислить результирующую силу, действующую на объект, вам необходимо рассчитать все отдельные силы, действующие на объект, а затем сложить их в виде векторов. Это требует некоторых математических навыков. ПРИМЕР 1Синяя птица массой 175 г врезается в окно с силой 19,0 Н. Каково ускорение птицы? Вопрос: Дано: Уравнение: Подключение n ’Chug: Ответ: Пример 2Рассчитайте ускорение ракета, которая имеет 500N от силы запуска и масса из 10 кг. Вопрос: Дано: Уравнения: или, в этом случае, ПЛИЗА0036 Используйте FBD, чтобы «заполнить» уравнение второго закона Ньютона: Смотреть это объяснениеНа этом уроке учащиеся узнают о трении, разнице между статическим и кинетическим трением и о том, как решать задачи, связанные с трением. Ключевые уравненияРуководство
Учащиеся узнают, что 3-й закон Ньютона утверждает, что для каждой силы существует равная, но противоположная сила противодействия. Важно отметить, что сила и сила реакции действуют на разные объекты. Основные уравненияРуководство Закон Ньютона гласит, что для каждой силы существует равная, но противоположная сила реакции. Отличить пару третьего закона от просто противоположно направленных пар сложно, но очень важно. Пары третьего закона должны подчиняться трем правилам: (1) Пары сил третьего закона должны быть того же типа силы. (2) Пары сил третьего закона действуют на два разных объекта. (3) Пары сил третьего закона равны по модулю и противоположно направлены. Пример: Блок лежит на столе. Сила тяжести Земли на блок и сила стола на блок равны и противоположны. Но это не пары третьего закона, потому что они оба действуют на один и тот же объект, а силы имеют разные типы. Правильные пары третьего закона: (1) сила тяжести земли на блоке/гравитация блока на земле и (2) стол давит на блок/блок толкает стол. ПРИМЕР 1Вопрос : Том и Мэри стоят на одинаковых скейтбордах. Том и Мэри отталкиваются друг от друга и движутся в противоположных направлениях. а) Если массы Тома и Мэри одинаковы, кто проедет дальше? б) Если у Тома масса больше, чем у Мэри, кто пойдет дальше? c) Если Том и Мэри имеют одинаковые массы и Том толкает в два раза сильнее, чем Мэри, кто продвинется дальше? Решение а) Ни то, ни другое. И Том, и Мэри пройдут одинаковое расстояние. Принуждение, применяемое к каждому человеку, одинаково (третий закон Ньютона). Итак, что отменяется на Поэтому оба человека пройдут одинаковое расстояние, потому что ускорение определяет, как далеко кто-то проедет, а у Тома и Мэри одинаковое ускорение. б) Мэри пойдет дальше. Опять же, к Мэри и Тому приложена одна и та же сила, поэтому, поскольку масса Тома больше, его ускорение должно быть меньше (ускорение и масса обратно пропорциональны). Наконец, поскольку ускорение Мэри больше, она проедет дальше. в) Ни то, ни другое. Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Следовательно, если Том давит в два раза сильнее, чем Мэри, Мэри, по сути, будет сопротивляться с такой же силой. Следовательно, они пройдут одинаковое расстояние. Смотреть это объяснениеИнформацию по законам Ньютона можно найти на следующем веб-сайте: http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/ Преподаватель физики объясняет свойство инерции с помощью пунша демонстрация физики Inertia Demo.mp4Планер с воздушной гусеницей движется по воздушной дорожке. Воздух продувается через множество маленьких отверстий в гусенице, чтобы поднять планер с гусеницы. Это уменьшает, а может быть, даже устраняет трение о поверхность планера. Планер движется с постоянной скоростью. Как говорится: движущиеся объекты остаются в движении… . Первый закон Ньютона.MP4.mp4 |
ньютоновская механика – Почему книга на столе не является примером третьего закона Ньютона?
спросил
Изменено 6 лет, 10 месяцев назад
Просмотрено 126 тысяч раз
$\begingroup$
Мой учебник объясняет третий закон Ньютона так:
Если объект A оказывает силу на объект B, то объект B оказывает равную, но противоположную силу на объект A
Затем говорится:
Третий закон Ньютона применим во всех ситуациях и ко всем видам силы. Но пара сил всегда одного типа, например, обе гравитационные или обе электрические.
А: Если у вас есть книга на столе, на книгу действует сила на стол (вес из-за силы тяжести), а стол реагирует с равной и противоположной силой. Но сила, действующая на стол, обусловлена силой тяжести (это то же самое, что сила тяжести?), а сила, действующая со стороны стола на книгу, является силой реакции. Так что один гравитационный, а другой нет. Следовательно, это не третий закон Ньютона, поскольку силы должны быть одного типа.
- ньютоновская механика
- силы
- диаграмма свободного тела
$\endgroup$
7
$\begingroup$
И: Если у вас есть книга на столе, книга оказывает на стол силу (вес из-за силы тяжести),
Вот где ты ошибся. Сила, с которой книга действует на стол, равна , а не гравитационной силе, это нормальная сила.
и стол реагирует с равной и противоположной силой.
Это тоже нормальная сила. Итак, книга воздействует на стол (нормальной) силой, а стол воздействует на книгу (нормальной) силой.
Но сила, действующая на стол, обусловлена гравитацией (это то же самое, что сила тяжести?),
Нет, это не так, и на самом деле эта сила (нормальная сила) только косвенно связана с гравитацией. Единственная релевантная гравитационная сила — это сила, действующая со стороны Земли на книгу. И книга также воздействует на Землю силой гравитации, но поскольку Земля такая тяжелая, эта сила не оказывает заметного влияния. (Земля также оказывает гравитационное воздействие на стол, а стол — на Землю, но в данном конкретном случае это не имеет большого значения.)
$\endgroup$
0
$\begingroup$
Это распространенное заблуждение и у моих учеников, и единственный способ понять это вы должны нарисовать все силы, действующие на оба объекта (всего пять сил )!
Чтобы было понятнее, я буду обозначать силу, с которой стол действует на книгу, как $F_{12}$, а не как $F_\text{N}$! Также предположим, что ось $z$ направлена вертикально вверх, поэтому положительные силы толкают вверх, а отрицательные силы толкают вниз .
На книгу действуют две силы: ее гравитационная сила $-F_\text{g,book}$ (направленная вниз) и сила стола на книгу $F_{12}$ (направленная вверх). По первому закону Ньютона для книги они равны по величине
$$F_{12} – F_\text{g,book} = 0.$$
Согласно третьему закону Ньютона книга должна действовать на стол с силой $-F_{12}$ (вниз). Итак, есть три сил, действующих на стол: его гравитационная сила $-F_\text{g,table}$, сила книги $-F_{12}$ (обе направлены вниз) и сила земли $F_\text{N}$ (вверх)!
Теперь запишем первый закон Ньютона для таблицы
$$F_\text{N} – F_{12} – F_\text{g,table} = 0.$$
Следовательно
$$F_\ text{N} = F_{12} + F_\text{g,table} = F_\text{g,book} + F_\text{g,table}$$
Наземные войска должны поддерживать и книгу, и стол! Разве это не очевидно?
Заключение: Итак, третий закон Ньютона совершенно справедлив и для этого случая!
Если вы до сих пор не понимаете, напишите на бумаге книгу, таблицу и все пять сил (две действующие на книгу и три действующие на стол).
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Один из способов сделать это очевидным — подумать о том, как течет импульс вниз. Книга получает нисходящий импульс от Земли (посредством гравитационного действия на расстоянии), и этот нисходящий импульс затем течет вниз к столу и через стол к ножкам, затем через ножки стола обратно. вниз к Земле, образуя замкнутую цепь нисходящего импульса, подобную замкнутой электрической цепи.
Каждый раз, когда импульс покидает объект A и входит в другой объект B, мы говорим, что сила действует от A к B, и одновременно что сила реакции действует от B к A (поскольку импульс, полученный B, равен импульсу, потерянному А). Это третий закон Ньютона.
В этой цепи импульс направлен вниз
Земля $\rightarrow$ книга $\rightarrow$ таблица $\rightarrow$ Земля
Итак, существует пара действие/противодействие от Земли к книге (Земля притягивает книгу и передавая ей нисходящий импульс, а книга притягивает Землю, передавая равное количество отрицательного нисходящего импульса — или восходящего импульса — Земле). Существует пара действие-реакция от книги к столу (книга передает столу импульс вниз через контактную нормальную силу, а стол передает книге отрицательный импульс вниз той же контактной нормальной силой), тогда у стола есть пара действие/реакция с Землей (стол посылает в Землю импульс вниз, а Земля посылает в стол отрицательный импульс вниз)
Каждый из этих потоков описывает, как сохраняющаяся величина, а именно импульс вниз, перемещается с места на место. Легче всего разобраться с потоками заряда, потому что, в отличие от заряда, импульс является вектором.
$\endgroup$
$\begingroup$
Третий закон Ньютона касается взаимодействующих пар объектов. Сила, действующая на один объект, равна и противоположна силе , действующей на другой объект . Таким образом, у вас никогда не может быть пары третьих законов, действующих на один и тот же объект.
Равенство силы реакции и силы веса не имеет ничего общего с третьим законом, а является просто результатом применения первого закона к силам, действующим на книгу.
Давайте посмотрим на некоторые пары третьего закона в этом сценарии:
- Вес книги и вес земли. Да, книга приподнимает землю, но поскольку $F=ma$ и земля более чем немного тяжелее, это не приводит к большому движению части земли, когда книга выпущена!
- Нормальное усилие стола на книгу и книги на стол. Сила, с которой книга действует на стол, является нормальной силой, а не силой веса. (Вес книги не действует на стол, он действует на книгу.) Он равен по величине весу книги, опять же, из-за первого закона. Книга и стол давят друг на друга. Вероятно, лучше думать, что нормальная сила создается электромагнитными силами между молекулами в столе и книге. Вы получаете нормальную пару, подобную этой, в примере с мужчиной, прислонившимся к стене.
- Нормальные силы между столом и землей
- Силы веса между столом и землей
- (Силы гравитации между книгой и столом пренебрежимо малы.)
Сила 1 = Сила 2 по величине по закону 1, а не по закону 3. (То же самое для сил 3 и 4.)
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Многие вопросы здесь говорят о “нормальной силе”, но у меня такое ощущение, что вы все еще не понимаете, что это такое. 92}$$ и это сила гравитационного притяжения между двумя телами.
В случае стола и книги гравитационное притяжение абсолютно ничтожно, так как они оба такие крошечные. Сила, которую испытывает стол из-за книги, называется нормальной силой .
Затем стол оказывает равную и противоположную силу. Это также хорошо видно, потому что, если бы стол не действовал с равной и противоположной силой, книга двигалась бы вниз с ускорением. Но вся система покоится, поэтому суммарная сила, действующая на систему «книжка-стол», должна быть равна нулю.
РЕДАКТИРОВАТЬ: @AndrewC упомянул в комментариях ниже, почему мои предыдущие рассуждения были неверными. В основном нормальная сила только косвенно связана с гравитацией. У Академии Хана есть блестящее объяснение этих понятий.
$\endgroup$
9
$\begingroup$
Вам нужно разобраться с этими идеями.
1 Бесплатные схемы кузова: Забронировать стол Книга и земля Стол и земля
2 отсортировать пары сил по «виду» силы:
Взаимодействие контактное (за счет электрических сил) Гравитация есть сила от каждого из тел
Итак книга-стол имеет пары сил от сил взаимодействия, уравновешенная и противоположная, назовем их нормальными из-за книги, нормальными из-за стола. Оба одинаковые. Сортировка.
Книга-земля имеет пару сил за счет гравитации каждой, действующей на другую. И одинаковые силы, равные и противоположные, и на разные тела
Стол-земля, есть контакт, то есть электрическое взаимодействие на уровне электронного заряда.