Физика инерция: Инерция. 7 класс – Класс!ная физика

6. “А сейчас послушаем сообщение о Галилео Галилее”.

Важнейшие даты из жизни Галилея высвечиваются на доске:

1564 год – родился в Пизе;

1581 год – начинает изучать медицину в Пизанском университете;

1582 год – делает открытие о маятнике;

1589 год – становится лектором в Пизанском университете;

1609 год – узнает об открытии телескопа, начинает изготовлять собственные телескопы;

1611 год – показывает телескоп в Риме;

1616 год – церковь осуждает взгляды Коперника на устройство Вселенной;

1632 год – публикует книгу по астрономии; папа призывает его в Рим на суд;

1633 год – приговорен к домашнему аресту, под которым и остается до конца жизни;

1649 год – умирает в возрасте 78 лет.

7. И в завершение нашего урока помогите мне сочинить стихотворение. Я начинаю, а вы продолжаете:

Если ты снежок (бросаешь),
Или в тире ты (стреляешь),
Или в мячик (ударяешь),
Или сам ядро (толкаешь),

Почему же, почему же
Те предметы вдаль летят?
Отчего же, отчего же
Сразу падать не хотят?
Эти разные предметы
Потому вперед (летят),
Что (инерцию) имеют,
Скорость (сохранить) хотят.
Галилей был самым (первым),
Кто инерцию (открыл),
И прошло три с лишним века
С той поры, (когда он жил).

Подведение итогов.

9. Домашнее задание: параграф 17 и напишите небольшое сочинение на тему: “Что было бы с телами: а) по Аристотелю; б) по Галилею, если бы вдруг все взаимодействия между ними исчезли?”

Использованная литература:

1. Балашов М. М. О природе: Кн. для учащихся 7 кл. - М.:Просвещение,1991 -64с.
2. Миттон Ж.. Галилей/ Перевод с англ. В.Леви. – М.: ЗАО “Ассоциация КОН”, 1998 -32с.
3. Перышкин А.В. Физика – 7 кл.- М., “Дрофа”, 2003.
4. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в 6 – 7 классах. Пособие для учителей.- М.: Просвещение, 1976 – 127с.
5. Шевцов В.А. Дидактический материал по физике (Разрезные карточки для индивидуальной работы) 7класс.- Волгоград: Издательство “Учитель”, 2002 -109с.

Физика об инерции – Энциклопедия по машиностроению XXL

Методические замечания по важным понятиям динамики. Инертность , инерция , движение по инерции — эти слова часто употребляются в разговорном языке. В физике инерции и инертности придают определенный смысл. Под инерцией понимается явление, состоящее в том, что материальные тела при отсутствии взаимодействий сохраняют неизменным состояние движения или покоя по отношению к инерциальной системе отсчета. Если же тело участвует во взаимодействии, то инерция проявляется в том, что изменение его скорости происходит постепенно, а не мгновенно. Наряду с инерцией говорят об инертности как свойстве тел, обусловливающем явление инерции. (Иногда слова инерция и инертность употребляют в одном и том же смысле — они обозначают указанные выше свойства тел.) Масса тел есть физическая величина, характеризующая свойство инертности, мера инертности.  [c.128]

Все звенья механизма обладают инертностью. Как известно из физики, это свойство состоит в том, что чем инертнее материальное тело, тем медленнее происходят изменения его скорости, вызываемые действием приложенных сил. Поэтому, чтобы получить вращение главного вала машины с циклической неравномерностью, не превышающей требуемой величины, инертность этого вала со всеми жестко связанными с ним деталями надо сделать достаточно большой. Для этого на главном валу машины надо закрепить добавочную массу, выполненную в виде колеса с развитым ободом и называемую маховиком. Подбирая его момент инерции, можно обеспечить вращение главного вала машины с заданным коэффициентом неравномерности [6].  [c.166]

Остановимся подробнее на определении сил инерции звеньев. Из курса физики известно уравнение поступательного движения тела массы т под действием силы Р та = Р, где а — ускорение тела.  [c.59]

По определению сила инерции равна по абсолютному значению и противоположна по направлению произведению массы на ускорение неинерциальной системы она просто выражает влияние ускорения самой неинерциальной системы отсчета на характер движения относительно этой системы это та величина, которую нам надо прибавить к истинной силе F, чтобы их сумма стала равной величине Ма., наблюдаемой в неинерциальной системе отсчет. Однако в физике все фиктивное выглядит запутанным, но вы всегда можете решать любую задачу, обращаясь к уравнению (48) и не пользуясь понятием о силе инерции.  [c.95]

Эту аксиому часто называют первым законом Ньютона, или принципом инерции Галилея. Она достаточно подробно изучается в элементарном курсе физики, поэтому здесь ограничимся лишь несколькими замечаниями.  [c.137]

По известному из курса физики закону инерции следует, что если на тело не действуют никакие силы или если силы, действующие на него, взаимно уравновешиваются, то это тело или находится в покое, или движется по инерции . Поэтому под состоянием равновесия  [c.23]

С точки зрения классической физики этот факт представляется поразительным случайным совпадением , поскольку инертные и гравитационные свойства тел в классической физике никак не связаны между собой. С точки же зрения обш.ей теории относительности пропорциональность инертной и тяжелой масс не является случайным совпадением, а отражает ту связь, которая существует между силами тяготения и силами инерции (подробно этот вопрос будет рассмотрен в 85).  [c.316]

[c. 288]

ГИИ. Однако и колебательный характер движения, и инерция свойственны всем фермам материи и движения, а потому охватываются выделенными видами энергии. Например, звуковая энергия есть разновидность механической, Часто в особый вид энергии выделяют биологическую. Однако биологические процессы всего лишь особая группа физико-химических процессов, в которых участвуют те же виды энергии, что и в других Об этом знали еще Майер и Гельмгольц. Обычно происходит превращение химической энергии пищи в тепловую, механическую, электрическую, а иногда и в световую — электромагнитную. Поэтому правильнее говорить не о биологической энергии, а о биологических преобразователях энергии.  [c.133]

Разность энергии движущегося и покоящегося электрона (а это и есть кинетическая энергия или живая сила ) равна помноженной на ( разности масс движущегося и покоящегося электронов. Этим мы подтвердили в нашем простейшем случае общий закон инерции энергии, который охватывает всю область определения атомных весов, физику атомного ядра, а в дальнейшем развитии и космологию.  [c.50]

Отсюда видно, что сила инерции, которую, согласно принципу Даламбера, нужно добавить к приложенным силам F, состоит из двух частей. Величина — га С— это часть истинной силы инерции появление этого члена связано с тем, что использованная система отсчета движется относительно абсолютной системы. Этот дополнительный член, порождаемый движением системы отсчета и добавляемый к относительной силе инерции I в этой системе, называется фиктивной силой . Это название очень точно указывает на тот факт, что этой силы не существует в абсолютной системе отсчета и что она возникает лишь из-за движения нашей системы отсчета относительно абсолютной. Это название в то же время будет дезориентирующим, если, исходя из него, считать, что эта сила не столь реальна , как остальные силы. При движении системы отсчета фиктивная сила является совершенно реальной и не отличается от других приложенных сил. Предположим, что наблюдатель не знает, что его система отсчета движется равноускоренно. Тогда из чисто механических наблюдений он не сможет установить этого факта. Согласно принципу Даламбера, физический процесс определяется суммой приложенной силы F и силы инерции I. Способа разделить эти силы не существует. Если физик, не знающий о своем движении, будет считать фиктивную силу —тС приложенной силой, то он не придет к противоречию с фактами.  [c.122]

Нагрузки, воздействующие на конструкции, подразделяются на силовые и тепловые. Силовые нагрузки могут приводить к изменению физико-химических свойств материалов, к ползучести и дополнительным температурным деформациям. В ряде случаев этот вид нагрузки может вызвать изменение жесткости отдельных частей, изменение характера распределения внешних поверхностных нагрузок и динамических характеристик самой конструкции. Сравнительно большая тепловая инерция материалов приводит к неравномерному распределению температуры по элементам конструкции. В результате этого возникает неравномерная деформация конструкции, подобная деформация под действием силовых нагрузок. Поэтому обычно и выделяют дополнительные температурные напряжения.  [c.23]

Физико-химические свойства. Удельный вес материала представляет интерес при оценке общего веса конструкции и ее отдельных узлов, а также для составления сводных материальных спецификаций. Первостепенное значение имеет вес при конструировании деталей, в которых приходится считаться с инерцией движущихся масс, например маховики, детали механизмов возвратно-поступательного движения, детали центробежных муфт, регуляторов и т. д. Знание веса необходимо при конструировании различных контргрузов (противовесов) и в тех случаях, когда при определении нагрузок учитывается собственный вес. Важное значение имеет вес материалов в авиационных конструкциях.  [c.20]

[c. 151]

ФИЗИКА ОБ ИНЕРЦИИ Что такое инерция  [c.9]

Физики выражают это другими словами сила тяжести, действующая на предмет, всегда пропорциональна инерционной массе этого предмета. Если предмет А вдвое тяясила тяжести необходима для ускорения предмета А до той же конечной скорости, что и у предмета В. Если бы это было не так, то предметы разной массы падали бы с разными ускорениями. Значит, инерцию можно использовать таким образом, что гравитационное поле будет возникать и исчезать.  [c.43]

Рост парового пузыря в перегретой жидкости определяется тремя факторами инерцией жидкости, поверхностным натяжением и давлением пара. В процессе роста с поверхности пузыря происходит испарение, благодаря чему температура и давление пара внутри пузыря уменьшаются. Однако необходимый для испарения приток тепла зависит от скорости роста пузыря. Таким образом, динамическая проблема оказывается связанной с проблемой тепловой диффузии. Так как последняя решена, динамическую проблему можно описать количественно. Выведена зависимость изменения радиуса пузыря пара от времени, которая пригодна для достаточно больших радиусов. Это приближенное решение охватывает область, представляющую значительный интерес с точки зрения физики, так как радиус, при котором решение становится пригодным, близок к нижнему пределу возможностей экспериментальных исследований. Из этого решения видно, что тепловая диффузия оказывает сильное влияние на скорость роста пузыря. Теоретически найденная зависимость радиуса пузыря от времени сопоставляется с результатами экспериментальных исследований в перегретой воде, причем совпадение оказалось очень хорошим.  [c.189]

Чтобы сформулировать эти законы, Ньютону пришлось ввести два новых понятия — понятия массы и силы и уточнить уже известные в его время понятия инерции, пространства и времени. В процессе последующего развития физики понятия, введенные Ньютоном, видоизменялись и уточнялись. Особенно большим изменениям подверглись ньютоновские представления о пространстве и времени.  [c.42]

Гаспар Кориолис (1792—1835)—французский физик, открывший тео-рет чески в 1831—1835 гг. этот вид сил инерции.  [c.206]

На рубеже XIX и XX столетий ряд выдающихся физиков сознавали неизбежность коренных изменений в наших взглядах на природу фундаментальных понятий. В 1904 г. А. Пуанкаре писал Может быть мы должны построить совершенно новую механику, пока еще туманную, в которой инерция увеличивается со скоростью и скорость света является предельной  [c.347]

В отношении трактовки тяготения феноменологическая позиция Ньютона позволила физике отказаться от картезианских моделей гравитационного эфира, от всех гипотетических кинетических моделей, объясняющих тяготение. Отсюда — фикция мгновенного дальнодействия. Эта фикция обосновала концепцию абсолютного времени. Если импульс исходит из центра тяготения в то же мгновение, в которое его воспринимает тяготеющее тело, значит, абсолютной одновременности соответствует некоторая физическая реальность и можно представить себе реальный эквивалент потока мгновений, тождественных для удаленных точек, потока абсолютного времени. Что же касается абсолютного пространства, то это понятие могло претендовать на физический смысл, опираясь на ньютонову концепцию сил инерции.  [c.387]

Христиан Гюйгенс (1629—1695) — выдающийся голландский ученый, механик, физик и астроном. Изобрел первые маятниковые часы. В связи с этим изучал йолебания физического маятника (см. 129) и ввел понятие о моменте инерции тела (сам термин предложил позже Эйлер).  [c.269]

Задача определения приведенной длины маятника была поставлена Мерсе-ном (1646 г.). Над цею работали многие ученые (Декарт, Роберваль, Кавендиш, Пикар и др.). Полное и точное решение этой задачи Гюйгенсом (1673 г.) явилось едва ли не первым случаем геометрического интегрирования, первым точным решением задачи по динамике твердого тела, первым введением понятия момента инерции и, безусловно, создало эпоху в развитии физико-математических наук.,  [c.335]

Прежде всего введем понятие замкнутой (или изолированной) системы. Так называют систему частиц, на которую не действуют никакие посторонние тела (или их воздействие пренебрежимо мало). Другими словами, система замкнута, если внешние силы отсутствуют. Очевидно, что понятие замкнутой системы имеет смысл только по отношению к инерцпальным системам отсчета, поскольку в неннерциальных системах отсчета всегда действуют силы инерции, играющие роль внешних сил. Понятие замкнутой системы является естественным обобщением понятия изолированной материальной точки и играет весьма важную роль в физике.  [c.68]

Примем следующее определение массы массой будем называть меру инертности инерции) и грасшпационных свойств тела, движу-щегося поступательно. Развитие современной физики привело к расширению понятия о массе. О.ящко это расширение выходит за пределы классической механики, которая здесь излагается.  [c.224]

В начале этой главы, говоря об инерциальных системах отсчета, мы определили их как такие системы, в которых отсутствуют силы инерции, а допускаются лишь силы, обусловленные взаимодействием тел п передающие свое действие со скоростями, не превышаюшими с. Согласно принципу относительности Эйнштейна все законы физики сохраняют свой вид в различных инерциальных системах отсчета, или, что то же самое, остаются инвариантными по отношению к преобразованиям Лоренца.  [c.473]

Прямые доказател1)Ства того, что электроны обладают массой, были получены в опытах американских физиков Стюарта и Толме-на (191б). Они приводили в быстрое вращение обьиную металлическую катушку и затем резко ее останавливали. Так как электроны обладают массой, то при резкой остановке катушки они должны в течение некоторого времени двигаться по инерции. Созданный при этом электрический ток действительно наблюдался.  [c.104]

Потрясенный оказанным ему сопротивлением и непо-нимайием работы, Умов больше никогда не возвращался к этой теме. И напрасно Приведенные отзывы являются типичным порождением психологической инерции, свойственной даже очень творческим и талантливым ученым. Не случайно выдающийся физик Макс Плаик с грустью писал в автобиографии Горьким испытанием в моей научной жизни являлось то, что лишь изредка мне удавалось, а точнее, никогда не удавалось получить всеобщее признание какого-нибудь нового утверждения, правильность которого я мог доказать совершенно строго, но только теоретически . И он пришел к выводу, что обычно новые научные истины побеждают не так, что их противников убеждают и они признают свою неправоту, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу .  [c.152]

Параметры 14 — 527 Полугудрои — Свойства 2 — 299 — Физико-химические свойства 2 — 773 Полугусеничные автомобили высокой проходимости — см. Автомобили высокой проходимости полугусеничные Полукарданы 11—71 Полукислые огнеупоры 4 — 399, 402 Полукруг — Момент инерции 1 (2-я) — 38  [c.207]

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИКА—раздел оптики, в к-ром изучают процессы зрения с объединённых позиций физики, физиологии и психологии, в задачи Ф. о. входят исследование оптич. системы глаза, строения и работы сетчатки, проводящих нервных путей, механизмов движения глаз, изучение таких ф-ций зрения, как свстоощущение, цветоощущение (см. Колориметрия, Цвет, Цветовая адаптация), восприятие глазом движения и пространства (стереоскопическое зрение) и изучение др. ф-ций зрительного аппарата инерции зрения, возникновения послсобразов, фосфенов, восприятия вращающегося поля поляризованного света и др. Результаты исследований Ф. о. используются в медицине и технике для диагностики и лечения органов зрения, для разработки очков, зрительных прибо-  [c. 321]

Итальянский астроном, механик и физик, один из основоположников точного естествознания. Он открыл закон инерции, законы падения тел, колебаний маят-ника С помощью изготовленной им зрительной трубы Галилей впервые наблюдал небесные светила. Открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фа.чы Венеры, звездное строение Млечного Пути, пятна на Солнце  [c.141]

Ие имеют эти силы и противодействия, которое по третьему закону Ньютона должна иметь каждая сила. Следователь-. по, этот закон равенства и противоположной направлен-иости действия и противодействия никакого отношения к эйлеровым силам инерции не имеет (по образному выраже-ПИЮ известного физика Р. Фейнмана, это — псевдосилы).  [c.38]

Но прежде чем говорить о принципе эквивалентности, играюш ем основную роль в релятивистском взгляде на инерцию, следует остановиться на так называемом ирпн-ципе Маха. Этот принцип, названный Эйнштейном по имени австрийского физика Эрнста Маха, оказал большое влияние на раннее творчество Эйнштейна, на формпроваипо его принципа эквивалентности.  [c.41]

Чем же руководствовался Мах при создании своего принщша Остается предполояниь, что не физика определяла его философию, а философские взгляды идеалиста-солипсиста — физику. Но философия философией, а как же быть с реальностью сил инерции Правда, реальность даламберовых и других в смысле Ньютона сил инерции отвергли сами сторонники сил инерции. Как же быть с силами инерции просто , т, е. с теми, которые действуют в неииерциальных системах отсчета, причем действуют неизвестно откуда. Ведь именно об их реальности говорится во многих учебниках уже сегодняшнего дня.  [c.51]

Еще об одной невероятной истории, связанной с гироскопом и, следовательно, с инерцией, сообщил несколько лет назад журнал Знание — сила (со ссылкой на чешский источник). Английский физик Э. Лейтуейт в Лондонском технологическом институте демонстрировал прибор (состоящий из электромотора, двух тяжелых латунных роторов и спиральной рамы), установленный на весах. Когда был включен мотор, роторы-гироскопы начали вращаться и вес прибора уменьшился .  [c.144]

Конечно, одними абстрактными рассуждениями к такому выводу прийти нельзя. Нужны опыты. И вот такие опыту были впервые поставлены Г алилеемЧ Серией блестящих опытов, многие из которых вошли в качестве демонстрационных в школьные и вузовские курсы физики, он показал, что тело, брошенное но горизонтальной поверхности, останавливается потому, что на него действует сама эта поверхность (трение), что из-за трения для поддержания равномерного движения тела необходимо постоянное воздействие на него других тел. Так что если трение исключить совсем, то тело будет двигаться равномерно и прямолинейно, причем никакое воздействие со стороны других тел для этого не требуется. Таким образом, уже Галилей пришел к открытию важного закона природы — закона инерции. И сделал он это, анализируя данные опыта. При этом он проявил гениальную способность к абстрагированию. В самом деле, ведь Галилей не мог на опыте полностью исключить трение. Однако, подметив закономерность в движении тела при у. меньшении тре-  [c.43]

Ньютон поставил перед наукой две задачи по заданным силам определить движение тел, т. е. их положения и изменения положений, и по заданному движению тел находить действующие силы. В механике, располагающей аппаратом анализа бесконечно малых, обе эти задачи ставятся в математической форме и являются взаимно обратными. Однако, если рассматривать эти задачи в их постановке, т. е. с точки зрения того, каким образом получаются данные для их решения, то разделение этих двух задач может быть положено в основу разграничения механики и физики. Механика, исходя из заданных полей, определяла положения тел, физика — теория тяготения, затем электростатика, магнетостатика и еще позже электродинамика — исходя из положения (электродинамика — также из скоростей) тел, определяла действующие на тела силы. Но теория силового поля оставалась феноменологической. Иногда утверждали, будто механизм силового воздействия — механизм невидимых воздействий гравитационного эфира — и подобные гипотетические схемы фигурировали в качестве реликтов картезианской физики. Ученики Ньютона вслед за учителем, подчас в более аподиктичной форме, чем он, отказывались от кинетической расшифровки 387 силы. Сила фигурировала как феноменологический псевдоним взаимодействия, но все-таки оставлялась возможность вводить в теорию силы, не обязанные взаимодействию. тел. Такой возможностью воспользовались в концепции сил инерции.  [c.387]

Банкнота, вода и инерция

Описание:

Опыт демонстрирует явление инерции и инертность тел. Бутылку заполнили водой и поставили горлышком на другую бутылку. Между ними расположили банкноту (можно использовать кусок полиэтилена).

Бутылки в таком положении находятся в очень неустойчивом положении. Небольшое колебание может вызвать обрушение конструкции. Но как в таком случае достать банкноту, не дотрагиваясь до бутылок, и, главное, не обрушив конструкцию?!

Объяснение:

В решении данной задачи нам помогут законы физики. А именно закон инерции. Он гласит, что все подвижные тела стремятся оставаться в покое, а те, что уже движутся, стремятся продолжать движение. Это явление называется инерцией.

Явление же инертности заключается в том, что для того чтобы изменить скорость тела, нужно определенное время. Чем больше масса тела, тем больше времени нужно для его разгона или остановки. В этом случае говорят, что тело более инертно.

Таким образом, если действовать достаточно быстро, то бутылка, вследствие своего стремления сохранять свою скорость неизменной, не успеет разогнаться за такое короткое время и останется на месте. Вода в данном случае не только добавляет эффектности трюку, но и позволяет увеличить массу верхней бутылки, а значит и ее инертность (т.е. увеличивается ее способность сопротивляться изменению своей скорости).

С явлением инерции вы встречаетесь повседневно в жизни. Например, при разгоне и торможении автобуса вы наклоняетесь назад и вперед соответственно. Дело в том, что автобус вместе с прикрепленными к нему трением вашими ногами уже разогнались, а ваше тело еще остается некоторое время на месте (разгоняется не мгновенно, а с задержкой), поэтому вы отклоняетесь назад; но когда вы уже разогнались вместе с автобусом до скорости 40 км/ч и автобус резко затормозил, то вы еще некоторое время будете сохранять свою прежнюю скорость (40 км/ч) и поэтому будете двигаться в ту же сторону куда ехали, т.е. падать вперед.

Вывод: держитесь за поручни и учите физику! 😉 

Поведение тел в космосе, физика, инерция и т.д.

Здравствуйте, физику напроч забыл, помогите плз с темой.
Объект: некий летательный аппарат в космосе
Необходимо: реализовать граммотное его поведение в условиях космоса, т.е. как ведет себя корабль с учетом количества топлива, притяжения планет и т. д.

P.S. Помните игра была такая про посадку на Луну, вот типа этого.

учебник физики + астрономии и gamedev.ru и будет вам счастье!

Если очень надо, то могу посмотреть, где то у меня курсовая вроде должна быть – вывод КЛА на орбиту. Там четыре дифуравнения, кажется. Хотя, для игры это будет слишком, пожалуй…

Блин, да я тут в форуме давно топик такой видел, но тогда мне это не нужно было, а щас дык не знаю че делать. Учебники давно уже куда-то дел (наверное сжег!), а формулы надо. Формулы скорости тела в зависимости от его массы и притяжения другого тела(планеты) и т. 2), где G – гравитационная постоянная (есть в справочнике), M,m – массы тела и планеты, r – расстояние от тела до планеты

F := m*a : 2 закон Ньютона

a := dV/dT – ускорение

ну итд итп 😉

Я думаю лучше тебе будет сходить в библиотеку и спросить по этому поводу справочники или учебники.

Я занимался прогнозированием полета космического объекта (КО), есть выдержка о расчете трассы полета КО по Кеплеру в формате Word. Могу выслать на мыло, также есть исходники на С++, и где-то был пример на Delphi.

моделируется все это совсем несложно. .неужили никто незнает? никаких дифуров.. дифуры нужны чтоб найти параметры движения тела, нахождение в к-н выбранный нами момент.. короче на ГеймДев почти все это есть..

пусть в космосе болтается тело

его движение можно описать импульсом и моментом импульса.. любое массивное тело (напр. планета) каждый тик таймера dt будет вызывать приращение импульса

dP = Fg*dt*N

dP – вектор приращения, N – единичный вектор направления, напрвленный от тела к планете. Fg – сила гравитации, как ее описал dRake ©  (30.12.03 00:01) [4].
из импульса находим скорость v, дальше x := x + v*dt и тд.

все.. вы же это знали..
этого достаточно, чтобы тело правильно парило в космосе, вращалось по орбите и тп

действие других сил (напр работа двигателя) – тоже приращение импульса (еще и момента импулься, если движок вращает корабль)..
по-моему это все элементарно.. вот физику тела на ландшафте нормально так и не смог описать. мож кто знает?

Ну что сказать, всем большое спасибо.

в космосе тела не падают…

Преодоление инерции и сохранение импульса

Покоящийся объект остается неподвижным, если на него не действует внешняя сила. Это так же верно для физики, как и для психологии и мотивации.

Мотивация – это психологический процесс, который инициирует, направляет и поддерживает целенаправленное поведение.

Он начинается с конкретной цели, которую мы хотим достичь, затем следует действия, необходимые для воплощения этой цели в осязаемую реальность.

Целью может быть все, что мы хотим достичь: счастье, отношения, деньги, здоровье, образование или что угодно.

И осознаем мы это или нет, у всех нас есть определенные цели в жизни, даже если они не являются тем, что мы обычно считаем «целями».

Это потому, что за каждым действием стоит намерение. Мы чувствуем желание чего-то, а затем предпринимаем действия, чтобы это произошло – даже такая простая вещь, как чувство жажды и захват стакана воды, является целенаправленным поведением.

Эта статья дает вам механистическую разбивку того, как работает мотивация, и что нужно помнить при достижении долгосрочных целей.

Преодоление инерции

Покоящийся объект остается неподвижным, если на него не действует сила. Это так же верно для физики, как и для психологии и мотивации.

Наша жизнь часто остается застойной – с теми же распорядками, привычками и моделями – если мы не применяем силу, чтобы что-то изменить.

Есть два основных типа «силы», которые могут изменить наши повседневные модели:

• Внутренняя сила – Сила, которая исходит от удовольствия от деятельности и существует внутри человека, а не полагается на внешнее давление.
• Внешняя сила – Сила, возникающая при поиске награды или избегании наказания (распространенные примеры: деньги, оценки, социальное давление и т. Д.)

Оба типа силы могут быть очень полезны.

Мы можем задействовать внутреннюю силу, открывая для себя самые важные ценности и увлечения в жизни. Часто легче найти мотивацию для занятия, если оно находит отклик у вас на базовом уровне.

И мы можем использовать внешнюю силу, изменив петли наших привычек.Это означает использование внешних вознаграждений, чтобы подтолкнуть нас к новому поведению. Например, вы можете вознаградить себя после посещения тренажерного зала, предоставив себе час свободного времени для просмотра любимых телешоу.

Вы действительно можете максимизировать свою мотивацию, используя обе эти силы – это означает определение того, что действительно важно для вас, а также создание системы, которая даст вам дополнительный толчок, когда ваша мотивация может быть на исходе.

Все, что вам нужно, – это наименьшее количество силы, чтобы вы начали.Преодолев эту первоначальную инерцию, вы сделали огромный шаг вперед. Теперь тебе просто нужно идти дальше.

Сохраняя импульс

Когда объект находится в движении, он остается в движении, если на него не действует другая сила.

Таким образом, мотивация заключается не только в том, чтобы заставить себя двигаться, но и в том, чтобы сохранять свой импульс, несмотря на все другие силы или трение , которое может замедлять вас и удерживать от реализации вашего полного потенциала.

На любом пути к своим целям вы столкнетесь с некоторыми недостатками, препятствиями и неудачами.Это трения в вашей жизни, с которыми вам нужно будет справиться, если вы действительно хотите добиться успеха.

Вот ключевые вещи, которые вы можете сделать, чтобы сохранить свою динамику:

• Обратите внимание на ежедневные победы. – Поддерживайте высокую мотивацию, уделяя внимание маленьким победам, которые у вас есть каждый день. Прогресс в достижении ваших целей всегда происходит постепенно, мгновенного успеха не бывает.
• Изобразите препятствия как ориентир. – Многие препятствия в вашей жизни следует рассматривать не как трение, а как опыт, который поможет вам улучшить себя.Спросите себя: «Чему я могу научиться из этого?»
• Пробуй новое и оставайся любопытным. – Всегда будьте готовы пробовать что-то новое, чтобы держать свой ум свежим и вдохновленным. Если вы слишком хорошо знакомитесь с одними и теми же занятиями, ваша мотивация иссякнет. Держите вещи интересными.
• Развивайте долгосрочное мышление. – Люди, которые овладевают своей мотивацией, думают о последствиях своих действий в далеком будущем. Они видят более широкую картину и стремятся к долгосрочному росту, а не только к краткосрочной выгоде.
• Будьте терпеливы и расслабьтесь. – Мотивация заключается в том, чтобы знать, когда сделать шаг назад, и когда нужно сделать шаг вперед. Иногда, чтобы сохранить импульс, вам нужно дать себе время расслабиться и восстановить силы.

Большая мотивация – это просто правильное мышление. Если вам сложно найти мотивацию в повседневной жизни, вам, вероятно, нужно немного поработать над своим отношением, прежде чем вы начнете добиваться успеха.

Будьте в курсе новых статей и ресурсов по психологии и самосовершенствованию:

Передача информации и инерция поведения в стадах скворцов

Галилей, Аристотель и инерция | Блог Гэри Гарбера

Если вы спросите ученика начальной школы, что открыл Галилей, он может сказать вам, что Галилей открыл гравитацию. На самом деле гравитация была открыта джентльменом по имени Ug , который жил в пещере в северной Европе примерно 30 000 лет назад.

Распространенная легенда также гласит, что Галилей доказал, что гравитация действует на все объекты одинаково.Он доказал это, уронив два предмета одинакового размера, но разного веса, например, свинцовый шар и деревянный шар. Большинство исторических записей указывают на то, что сам Галилей, вероятно, никогда не проводил этот эксперимент, хотя он обсуждал идеи.

Конечно, точное выполнение этого эксперимента в 1600 году было бы затруднительно из-за сопротивления воздуха и современных технологий. Сообщается, что Симон Стевинус действительно проводил этот эксперимент среди других.В наше время, чтобы устранить сопротивление воздуха, Дэвид Скотт провел этот эксперимент во время полета Аполлона-15 на Луну.

Еще один великий миф – это то, что Галилей изобрел научный метод. Научный метод широко преподается в классах естественных наук и часто используется от местных научных ярмарок до образовательных демонстраций НАСА. Идея научного метода заключается в том, что студент разрабатывает гипотезу, планирует эксперимент, собирает данные, анализирует данные и делает выводы.Хотя теоретически это хорошая идея, ученые на самом деле НЕ используют научный метод. Фактически, следует отметить, что Национальная академия наук в своих научных стандартах нового поколения четко заявляет, что не существует одного метода для ведения науки. Ученые используют комбинацию запланированных экспериментов, моделирования, проб и ошибок и чисто исследовательских исследований. Есть хорошая статья для дальнейшего чтения в Студенческой науке (для которой я проходил собеседование).

Чтобы подчеркнуть этот миф, я цитирую Хармона Крейга, лауреата премии Бальзана 1998 года (эквивалент Нобелевской премии по естествознанию).

«Меня проклинают рецензенты, которые пишут, что я не использую научный метод, то есть предлагаю какую-то красивую, тщательно изложенную гипотезу, в которой вы в значительной степени заранее знаете, что собираетесь узнать, и что вы собираетесь делать с информацией после того, как найдете ее. Что ж, научный метод – это то, чему вы научились в My Weekly Reader , когда учились в гимназии, но ни один первоклассный ученый не использует его. Я говорю: если бы я знал, что собираюсь узнать, я бы не стал заниматься этим исследованием: я бы занялся чем-нибудь другим.”

Так откуда взялась эта идея? Научный метод был разработан в 1934 году Карлом Поппером. Еще один интересный миф – это то, что Галилей изобрел эксперименты. И снова его избил Пещерный Человек Уг, который изобрел колесо. Галилей действительно продвигал использование экспериментов и популяризировал использование экспериментов при разработке аргументов.

Вместо высоких башен большинство экспериментов Галилео проводилось с наклонными плоскостями. Если мяч скатывается с холма, когда он достигает ровной части холма, в конечном итоге мяч останавливается.Объяснение Галилео того, что происходит с мячом, произвело революцию в наших представлениях о движении объектов.

В своем большом тексте Physica Аристотель дает объяснение движения. У предметов есть естественное место, которое они ищут. Например, предметы из дерева, камня и металла стремятся искать Землю, поскольку это их естественное место. Предметы, созданные из воздуха, стремятся к небесам и стремятся подняться. Это естественное движение. Насильственное движение – это то, что мы делаем против природы объектов. Таким образом, приложенная сила заставит объект двигаться.

Рассмотрим, например, мяч, катящийся по земле. В конце концов, дело доходит до отдыха. Аристотель сказал бы, что, поскольку мы больше не катим мяч, мы больше не применяем к нему насильственные действия. Таким образом, его естественное место – отдых.

Исходя из этой логики, можно было бы ожидать, что мир будет вести себя точно так же, когда койот убегает со скалы, и как только он осознает свою ситуацию, он внезапно падает в каньон внизу.

Однако это не так. Во-первых, койот – гений, и он не упадет на такую ​​глупую уловку этой грязной птицы. Во-вторых, наблюдения за снарядами показали, что это неправда. Когда стрела летит по воздуху, она не падает прямо на землю, как только она покидает лук лучников. Вместо этого он продолжает лететь по воздуху. Классическое объяснение состоит в том, что когда стрела движется по воздуху, она создает за собой пустое пространство. Когда воздух устремляется, чтобы заполнить эту пустоту, он толкает стрелу вперед (что является насильственным действием). Эта концепция является источником выражения, что Природа не терпит пустоты.

Это связано с великим спором между Демокритом и Аристотелем. Демокрит верил в существование атомов. Между атомами не было ничего, пустота, вакуум. Аристотель не верил в пустоту и думал, что Вселенная представляет собой континуум.

Галилей усовершенствовал концепцию инерции. Галилей не поверил, что мяч остановился, потому что он хотел быть в своем естественном состоянии.Теория инерции гласит, что инерция объекта будет поддерживать его состояние движения. Так что мяч должен катиться вечно. Мяч перестает катиться только потому, что внешняя сила (трение) заставляет его остановиться. Чем больше инерция у объекта, тем труднее изменить его состояние движения.

Доказательством этой идеи было то, что если мяч скатится по одной рампе, его инерция заставит его скатиться по противоположной рампе такой же высоты. Если пандусы расположены близко друг к другу, влияние трения сводится к минимуму. Если мы опустим уклон второй аппарели, мяч фактически поднимется по аппарели дальше, но на ту же высоту. Используя эту логику, когда пандус приближается к ровной поверхности, мяч будет катиться бесконечно.

Закон инерции

В массовой культуре мы часто видим этот Закон, записанный как:

Покоящийся объект будет оставаться в покое, если на него не воздействует внешняя сила. Объект в постоянном движении будет стремиться оставаться в этом состоянии движения, если на него не действует внешняя сила.

В популярной культуре это теперь известно как Первый закон движения Ньютона. Очевидно, что Ньютон не изобрел Закон инерции, но представил три важных «Аксиомы», которые занимали центральное место в его великом тексте, Principia . Первая аксиома, написанная на оригинальном латинском языке:

Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus Impressis cogitur statum illum mutare

Каждое тело остается в состоянии покоя или равномерного движения прямо вперед, за исключением случаев, когда оно вынуждено изменить свое состояние под воздействием силы

Так в чем же смысл истории о Галилее и Пизанской башне? Согласно логике Аристиля, более тяжелый предмет имеет большее желание находиться на своем естественном месте. Таким образом, он упадет быстрее, чем менее массивный объект. Галилей учел инерцию падающих объектов. Таким образом, хотя свинцовый шар будет тяжелее деревянного шара того же размера, он также будет иметь большую инерцию. Поскольку он имеет большую инерцию, он сопротивляется изменениям в своем состоянии движения. Так уж получилось, что это увеличение инерции в точности нивелирует увеличение веса или силы тяжести.

Одним из аргументов против Галилея было то, что можно было ясно увидеть, уронив молоток и перо.Однако здесь не учитывается сопротивление воздуха. Как мы видим, когда Дэвид Скотт проводил этот эксперимент во время полета Аполлона 15 на Луну, действительно, молот и перо падали с одинаковой скоростью. Это обычная физическая демонстрация, в которой мы откачиваем воздух из трубки, содержащей монету и перо.

Конечно, точно измерить падающие объекты с падающей башни будет сложно, потому что объекты будут двигаться очень быстро. Это еще одна причина экспериментов Галилея с наклонными плоскостями. Шары, катящиеся по наклонным плоскостям, тянулись только под действием силы тяжести, параллельной плоскости рампы. Можно подумать, что это трюк для проведения эксперимента с падающей башней в замедленной съемке.

Масса – это то, как мы определяем величину инерции объекта. В метрической системе СИ единицей массы является килограмм . В метрической системе cgs грамм часто используется в качестве основной единицы массы.

Массу не следует путать с массой или силой силы тяжести .Другое свойство материи состоит в том, что объекты, обладающие массой, также испытывают гравитационное притяжение. Вес – это величина гравитационного притяжения, которую имеет объект, и это тип силы. Метрическая единица измерения силы – Ньютон (после Исаака Ньютона).

фунт НЕ является единицей массы. На самом деле это стандартная имперская единица силы, похожая на Ньютон. В стандартных британских единицах измерения пуля – это единица измерения массы. 2 .

Вращательная инерция – College Physics

Цели обучения

• Поймите взаимосвязь между силой, массой и ускорением.
• Изучите вращающий эффект силы.
• Изучите аналогию между силой и крутящим моментом, массой и моментом инерции, а также линейным ускорением и угловым ускорением.

Если вы когда-либо крутили колесо велосипеда или толкали карусель, вы знаете, что для изменения угловой скорости требуется сила, как показано на (Рисунок).Фактически, ваша интуиция надежно предсказывает многие из вовлеченных факторов. Например, мы знаем, что дверь открывается медленно, если мы нажимаем слишком близко к ее петлям. Кроме того, мы знаем, что чем массивнее дверь, тем медленнее она открывается. Первый пример подразумевает, что чем дальше от оси приложена сила, тем больше угловое ускорение; другое значение состоит в том, что угловое ускорение обратно пропорционально массе. Эти отношения должны казаться очень похожими на знакомые отношения между силой, массой и ускорением, воплощенные во втором законе движения Ньютона. На самом деле существуют точные вращательные аналоги как силы, так и массы.

Для вращения колеса велосипеда требуется сила. Чем больше сила, тем больше угловое ускорение. Чем массивнее колесо, тем меньше угловое ускорение. Если вы надавите на спицу ближе к оси, угловое ускорение будет меньше.

Чтобы установить точную взаимосвязь между силой, массой, радиусом и угловым ускорением, подумайте, что произойдет, если мы приложим силу к материальной точке, находящейся на расстоянии от точки поворота, как показано на (Рисунок).Поскольку сила перпендикулярна, ускорение получается в направлении. Мы можем перестроить это уравнение так, чтобы затем искать способы связать это выражение с выражениями для вращательных величин. Заметим, что, и мы подставляем это выражение в, получая

Напомним, что крутящий момент – это эффективность силы при повороте. В этом случае, потому что перпендикулярно, крутящий момент просто. Итак, если мы умножим обе части приведенного выше уравнения на, мы получим крутящий момент в левой части. То есть

или

Это последнее уравнение является вращательным аналогом второго закона Ньютона (), где крутящий момент аналогичен силе, угловое ускорение аналогично поступательному ускорению и аналогично массе (или инерции). Величина называется инерцией вращения или моментом инерции точечной массы на расстоянии от центра вращения.

Установление соединений: динамика вращательного движения

Динамика вращательного движения полностью аналогична линейной или поступательной динамике. Динамика связана с силой и массой и их влиянием на движение. Для вращательного движения мы найдем прямые аналоги силе и массе, которые ведут себя так, как мы и ожидали из нашего предыдущего опыта.

Инерция вращения и момент инерции

Прежде чем мы сможем рассматривать вращение чего-либо, кроме точечной массы, подобной показанной на (Рисунок), мы должны распространить идею инерции вращения на все типы объектов. Чтобы расширить нашу концепцию инерции вращения, мы определяем момент инерции объекта как сумму всех точечных масс, из которых он состоит. Это, . Здесь аналог поступательного движения. Из-за расстояния момент инерции любого объекта зависит от выбранной оси.Фактически, вычисления выходят за рамки этого текста, за исключением одного простого случая – обруча, вся масса которого находится на одинаковом расстоянии от его оси. Таким образом, момент инерции обруча вокруг своей оси равен, где – его общая масса и его радиус. (Мы используем и для всего объекта, чтобы отличать их от точечных масс.) Во всех остальных случаях мы должны обращаться к (Рисунок) (обратите внимание, что таблица – это произведение искусства, которое имеет формы, а также формулы) для формул для этого были получены путем интегрирования по сплошному телу. Обратите внимание, что есть единицы массы, умноженные на квадрат расстояния (), как и следовало ожидать из его определения.

Общее соотношение между крутящим моментом, моментом инерции и угловым ускорением равно

или

, где net – это общий крутящий момент от всех сил относительно выбранной оси. Для простоты мы будем рассматривать только моменты, действующие под действием сил в плоскости вращения. Такие моменты могут быть положительными или отрицательными и складываются как обычные числа. Взаимосвязь является вращательным аналогом второго закона Ньютона и применима очень широко.Это уравнение действительно справедливо для любого крутящего момента , приложенного к любому объекту относительно любой оси .

Как и следовало ожидать, чем больше крутящий момент, тем больше угловое ускорение. Например, чем сильнее ребенок толкает карусель, тем быстрее она разгоняется. Кроме того, чем массивнее карусель, тем медленнее она разгоняется при том же крутящем моменте. Основное соотношение между моментом инерции и угловым ускорением состоит в том, что чем больше момент инерции, тем меньше угловое ускорение.Но есть еще один нюанс. Момент инерции зависит не только от массы объекта, но и от его распределения массы относительно оси, вокруг которой он вращается. Например, будет намного легче разогнать карусель, полную детей, если они будут стоять близко к ее оси, чем если все они будут стоять у внешнего края. Масса одинакова в обоих случаях, но момент инерции намного больше, когда дети находятся на краю.

Эксперимент на вынос

Вырежьте из плотного картона круг радиусом около 10 см.На краю круга напишите числа от 1 до 12, как часы на циферблате. Расположите круг так, чтобы он мог свободно вращаться вокруг горизонтальной оси через его центр, как колесо. (Вы можете свободно прибить круг к стене.) Держите круг неподвижно и с номером 12, расположенным вверху, прикрепите кусок синей замазки (липкий материал, используемый для крепления плакатов к стене) под номером 3. Насколько велик шишка должна быть просто кружить круг? Опишите, как можно изменить момент инерции круга.Как это изменение повлияет на количество синей замазки, необходимое для числа 3, чтобы просто повернуть круг? Измените момент инерции круга, а затем попробуйте повернуть круг, используя разное количество синей замазки. Повторите этот процесс несколько раз.

Стратегия решения проблем для динамики вращения

1. Изучите ситуацию, чтобы определить, крутящий момент и масса участвуют во вращении . Нарисуйте тщательный набросок ситуации.
2. Определите интересующую систему .
3. Нарисуйте схему свободного тела . То есть нарисуйте и обозначьте все внешние силы, действующие на интересующую систему.
4. Примените вращательный эквивалент второго закона Ньютона для решения задачи . Необходимо соблюдать осторожность, чтобы использовать правильный момент инерции и учитывать крутящий момент относительно точки вращения.
5. Как всегда, проверьте правильность решения .

Установление соединений

В статике чистый крутящий момент равен нулю, а угловое ускорение отсутствует.При вращательном движении чистый крутящий момент является причиной углового ускорения, как и во втором законе движения Ньютона для вращения.

Некоторые инерции вращения.

Расчет влияния распределения массы на карусель

Представьте, что отец толкает на детской площадке карусель (рисунок). Он прилагает силу 250 Н к краю карусели массой 50,0 кг, имеющей радиус 1,50 м. Рассчитайте угловое ускорение, возникающее (а), когда никого нет на карусели и (б), когда оно равно 18.Ребенок 0 кг сидит на расстоянии 1,25 м от центра. Считайте саму карусель однородным диском с незначительным тормозящим трением.

Отец толкает детскую карусель за край и перпендикулярно ее радиусу, чтобы добиться максимального крутящего момента.

Стратегия

Угловое ускорение определяется выражением:

Чтобы найти, мы должны сначала вычислить крутящий момент (который одинаков в обоих случаях) и момент инерции (который больше во втором случае). Чтобы найти крутящий момент, отметим, что приложенная сила перпендикулярна радиусу и трение незначительно, так что

Решение для (a)

Момент инерции твердого диска относительно этой оси, указанный на (Рисунок), равен

где и, так что

Теперь, после подстановки известных значений, мы находим угловое ускорение, равное

Решение для (b)

Мы ожидаем, что угловое ускорение системы в этой части будет меньше, потому что момент инерции больше, когда ребенок находится на карусели.Чтобы найти общий момент инерции, мы сначала находим момент инерции ребенка, считая ребенка эквивалентом точечной массы на расстоянии 1,25 м от оси. Затем

Полный момент инерции – это сумма моментов инерции карусели и ребенка (относительно одной оси). Чтобы оправдать эту сумму перед собой, изучите определение:

Подстановка известных значений в уравнение дает

Обсуждение

Угловое ускорение меньше, когда ребенок находится на карусели, чем когда карусель пуста, как и ожидалось. Обнаруженные угловые ускорения довольно велики, отчасти из-за того, что трение считалось незначительным. Если, например, отец продолжал толкать перпендикулярно в течение 2,00 с, он дал бы карусели угловую скорость 13,3 рад / с, когда она пуста, и только 8,89 рад / с, когда на ней сидит ребенок. В оборотах в секунду эти угловые скорости составляют 2,12 об / с и 1,41 об / с соответственно. В первом случае отец разгонялся до 50 км / ч. Летние Олимпийские игры, вот он! Подтверждение этих чисел оставлено читателю в качестве упражнения.

Проверьте свое понимание

Крутящий момент является аналогом силы, а момент инерции является аналогом массы. Сила и масса – это физические величины, которые зависят только от одного фактора. Например, масса связана исключительно с количеством атомов различных типов в объекте. Одинаково ли просты крутящий момент и момент инерции?

№ Крутящий момент зависит от трех факторов: величины силы, направления силы и точки приложения. Момент инерции зависит как от массы, так и от ее распределения относительно оси вращения. Таким образом, хотя аналогии точны, эти вращательные величины зависят от большего числа факторов.

Сводка раздела

• Чем дальше от оси приложена сила, тем больше угловое ускорение; угловое ускорение обратно пропорционально массе.
• Если мы приложим силу к точечной массе, находящейся на расстоянии от точки поворота, и поскольку сила перпендикулярна, ускорение будет в направлении. Мы можем переписать это уравнение так, чтобы

  , а затем поищите способы связать это выражение с выражениями для вращательных величин.Заметим, что, и мы подставляем это выражение в, получая

• Крутящий момент – это эффективность силы поворота при повороте. В этом случае, потому что перпендикулярно, крутящий момент просто. Если мы умножим обе части приведенного выше уравнения на, мы получим крутящий момент в левой части. Это,

  или

• Момент инерции объекта – это сумма всех точечных масс, из которых он состоит. Это,
• Общая взаимосвязь между крутящим моментом, моментом инерции и угловым ускорением:

  или

Задачи и упражнения

В этой задаче рассматриваются дополнительные аспекты примера «Расчет влияния распределения массы на карусель». а) Сколько времени нужно отцу, чтобы дать карусели угловую скорость 1,50 рад / с? б) Сколько оборотов он должен совершить, чтобы получить эту скорость? (c) Если он приложит замедляющую силу 300 Н в радиусе 1,35 м, сколько времени ему потребуется, чтобы остановить их?

(а) 0,338 с

(б) 0,0403 изм.

(в) 0,313 с

Рассчитайте момент инерции фигуриста с учетом следующей информации. (а) Фигурист весом 60,0 кг приблизительно представляет собой цилиндр с 0.110-метровый радиус. (b) Фигурист с вытянутыми руками представляет собой цилиндр, приблизительно равный 52,5 кг, радиус 0,110 м и две руки длиной 0,900 м, каждая по 3,75 кг, которые выходят прямо из цилиндра, как стержни, вращающиеся вокруг своей оси. заканчивается.

Трехглавая мышца задней части плеча разгибает предплечье. Эта мышца у профессионального боксера проявляет силу с эффективным перпендикулярным плечом рычага 3,00 см, создавая угловое ускорение предплечья около. Какой момент инерции предплечья боксера?

Футболист вытягивает голень ногой, прикладывая силу к мышце выше колена в передней части ноги. Она производит угловое ускорение, а ее голень имеет момент инерции. Какая сила действует в мышце, если ее эффективное перпендикулярное плечо рычага составляет 1,90 см?

Предположим, вы прилагаете усилие 180 Н по касательной к точильному камню радиусом 0,280 м и весом 75,0 кг (твердый диск).

(а) Какой крутящий момент прилагается? (b) Какое угловое ускорение предполагает пренебрежимо малое встречное трение? (c) Что такое угловое ускорение, если существует противодействующая сила трения, равная 20?0 Н выдели на 1,50 см от оси?

Рассмотрим колесо мотоцикла массой 12,0 кг, показанное на (Рисунок). Предположим, что это примерно кольцевое кольцо с внутренним радиусом 0,280 м и внешним радиусом 0,330 м. Мотоцикл стоит на центральной подставке, так что колесо может свободно вращаться. (a) Если приводная цепь оказывает усилие в 2200 Н на радиусе 5,00 см, каково угловое ускорение колеса? (б) Каково тангенциальное ускорение точки на внешнем крае шины? (c) Сколько времени требуется, начиная с состояния покоя, чтобы достичь угловой скорости 80. 0 рад / с?

Момент инерции колеса мотоцикла приблизительно равен моменту инерции кольцевого кольца.

Зорч, заклятый враг Супермена, решает замедлить вращение Земли до одного раза в 28,0 ч, приложив противодействующую силу на экваторе и параллельно ему. Супермен не сразу обеспокоен, потому что он знает, что Зорч может проявлять только силу (немного большую, чем тяга ракеты Сатурн V). Как долго Зорч должен продвигаться с этой силой, чтобы достичь своей цели? (Этот период дает Супермену время посвятить себя другим злодеям.) Явно покажите, как вы выполняете шаги, указанные в Стратегии решения проблем для динамики вращения.

или

Автомобильный двигатель может развивать крутящий момент 200 Н ∙ м. Рассчитайте угловое ускорение, возникающее при приложении 95,0% этого крутящего момента к ведущему валу, оси и задним колесам автомобиля, учитывая следующую информацию. Автомобиль подвешен так, чтобы колеса могли свободно вращаться. Каждое колесо действует как диск массой 15,0 кг с радиусом 0,180 м. Стенки каждой шины действуют как 2.Кольцевое кольцо массой 00 кг с внутренним радиусом 0,180 м и внешним радиусом 0,320 м. Протектор каждой шины действует как обруч весом 10,0 кг и радиусом 0,330 м. Ось весом 14,0 кг действует как штанга с радиусом 2,00 см. Приводной вал весом 30,0 кг действует как стержень с радиусом 3,20 см.

Исходя из формулы для момента инерции стержня, вращающегося вокруг оси через один конец, перпендикулярный его длине, докажите, что момент инерции стержня, вращающегося вокруг оси через его центр, перпендикулярный его длине, равен.Вы найдете графику на (Рисунок), полезную для визуализации этих вращений.

Необоснованные результаты

Гимнастка, выполняющая сальто вперед, приземляется на ковер и применяет крутящий момент 500 Н ∙ м, чтобы снизить свою угловую скорость до нуля. Ее начальная угловая скорость составляет 10,0 рад / с, а момент инерции равен. а) Сколько времени ей нужно, чтобы точно остановить вращение? б) Что неразумного в результате? (c) Какие посылки необоснованны или непоследовательны?

(а) 2. 0 мс

(b) Временной интервал слишком короткий.

(c) Момент инерции слишком мал, на один-два порядка величины. Крутящий момент разумный.

Необоснованные результаты

В рекламе утверждается, что автомобилю массой 800 кг помогает его маховик массой 20,0 кг, который может разогнать автомобиль из состояния покоя до скорости 30,0 м / с. Маховик представляет собой диск радиусом 0,150 м. (a) Рассчитайте угловую скорость, которую должен иметь маховик, если 95,0% его энергии вращения используется для набора скорости автомобиля.б) Что неразумного в результате? (c) Какая предпосылка является необоснованной, а какие – несовместимой?

(а) 17500 об / мин

(б) Эта угловая скорость очень велика для диска такого размера и массы. Радиальное ускорение на краю диска> 50 000 gs.

(c) Масса и радиус маховика должны быть намного больше, что позволяет снизить скорость вращения (угловую скорость).

Глоссарий

крутящий момент

эффективность поворота силы

инерция вращения

сопротивление изменению вращения. Чем больше инерция вращения у объекта, тем труднее его вращать

момент инерции

масса, умноженная на квадрат расстояния по перпендикуляру от оси вращения; для точечной массы это так, и, поскольку любой объект может быть построен из набора точечных масс, это соотношение является основой для всех других моментов инерции

Инерция тела покоя, движения и изменения направления

Законы движения Ньютона – это три физических закона, которые вместе заложили основу классической механики.В этой статье мы обсудим первый закон движения Ньютона и концепцию инерции тела.

Утверждение первого закона движения Ньютона:

Каждые материальное тело продолжает оставаться в состоянии покоя или состоянии однородности движение по прямой, если только на него не действует внешняя неуравновешенная сила, изменить состояние движения. Этот закон еще называют законом инерции.

Пояснение: Этот закон состоит из двух частей: первая часть дает нам понятие инерции, а вторая часть помогает нам определить силу.Первая часть указывает на то, что если тело находится в состоянии покоя, то оно не может начать движение само. Точно так же, если тело находится в состоянии равномерного движения по прямой линии, оно не может увеличивать или уменьшать свою скорость или не может изменять направление само по себе. Таким образом, каждое тело само по себе не может изменить состояние покоя или состояние равномерного движения по прямой, это неотъемлемое свойство тела называется инерцией тела. Инерция тела зависит от массы тела. Таким образом, масса – это мера инерции тела.

Вторая часть закона помогает нам в определении силы. В первой части мы увидели, что тело не может изменить свое состояние движения само по себе, но для этого требуется некоторая внешняя физическая величина. Эта внешняя физическая величина, которая требуется для изменения состояния движения тела, называется силой.

Концепт инерции тела:

• Тенденция тела противодействовать изменению состояния покоя или состояния равномерного движения называется инерцией тела.
• Если на тело не действует неуравновешенная сила, то тело в состоянии покоя остается в покое. Эту инерцию иногда называют инерцией покоя.
• Если на тело не действует неуравновешенная сила, то тело, равномерно движущееся по прямой линии, остается в равномерном движении по той же прямой. Эту инерцию иногда называют инерцией движения.
• Тенденция тела продолжать движение с равномерным движением в линейном направлении называется инерцией направления.

Примеры of Inertia of Rest:

Пример: Монета помещается на гладкую карточку, которая служит крышкой на стакане. Когда карта резко вытягивается в горизонтальном направлении, монета падает в стакан. (Инерция покоя)

Пояснение: Когда карту тянут в горизонтальном направлении, она начинает движение из-за силы тяги. Но поскольку в горизонтальном направлении на монету не действует никакая сила. Монета, изначально находившаяся на карте в покое по инерции, остается в покое.Таким образом отделяется от карты. Теперь опоры внизу нет, карта падает в стекло под действием силы тяжести.

Подробнее Примеры инерции покоя:

• Велосипедист, едущий по ровной дороге, не останавливается сразу после того, как перестает крутить педали.

• При ударе бойка по нижней части стопки карамбольных монет эта монета только удаляется, в то время как остальная часть стопки остается в исходном положении.
• При ударе палкой по подвесному ковру частицы пыли начинают выходить из него.Когда ковер бьют палкой, ковер приходит в движение. Но из-за инерции частицы пыли остаются в покое. Таким образом они отделяются от ковра.
• При тряске или толчке ветвей дерева плоды падают. Когда ветви встряхивают в одном направлении, плоды и листья по инерции остаются в исходном положении из-за инерции покоя. Это вызывает разрушение стебля, и они падают.
• Когда пуля попадает в стеклянное окно, в нем образуется дыра.Это потому, что вместе с пулей движется только та часть стекла, где пуля попадает в стекло. Остальная часть по инерции остается на своем месте. Таким образом, пуля может образовывать отверстие в стекле окна из-за инерции оконного стекла.
• Фокусник выхватывает скатерть из-под полного набора посуды. Когда скатерть тянут, она приходит в движение, а посуда по инерции покоя остается на столе.
• Когда пригородный поезд внезапно трогается или останавливается, раздвижные двери некоторых купе могут открываться или закрываться.

Пример инерции движения:

Пример: Когда стационарный автобус начинает движение, пассажиры в автобусе откидываются назад, аналогично, когда автобус, движущийся с постоянной скоростью, останавливается, пассажиры внезапно движутся вперед. (Инерция движения)

Пояснение: Когда автобус стоит, пассажиры тоже стоят. Когда автобус начинает движение, часть тела (нижняя часть), контактирующая с автобусом, начинает двигаться, но из-за инерции верхняя часть остается неподвижной, и он откидывается назад.Если он стоит, он упадет назад. Когда автобус движется равномерно по прямой, у пассажиров такое же движение. Когда автобус останавливается, часть тела (нижняя часть), соприкасающаяся с автобусом, останавливается, но по инерции верхняя часть продолжает двигаться вперед и, таким образом, он движется вперед. Если он стоит, он упадет вперед.

Подробнее Примеры:

• Когда пассажир выпрыгивает из движущегося поезда, он падает. Это потому, что как только человек покидает движущийся поезд, его скорость такая же, как и у поезда.Когда его ступни соприкасаются с землей, нижняя часть его тела останавливается, но верхняя часть продолжает двигаться с первоначальной скоростью. Это заставляет его падать вперед. Чтобы избежать этого, он должен бежать вперед, пока его скорость не упадет до нуля.
• Мяч, брошенный вертикально вверх человеком в движущемся поезде, возвращается ему в руку. Причина в том, что в момент броска мяч двигался вместе с человеком и поездом из-за инерции движения.Таким образом, пока мяч находится в воздухе, и человек, и мяч движутся вперед на одинаковое расстояние. Это заставляет мяч возвращаться ему в руку после его возвращения.
• Спортсмены бегают перед прыжком в длину, чтобы увеличить свою скорость и, следовательно, инерцию движения. Повышенная инерция движения позволяет ему прыгать на большее расстояние.
• Спортсмены (прыгуны в длину / метатели копья / толкатели ядра) часто не могут остановиться перед линией разлома из-за инерции движения: верхняя часть тела спортсмена продолжает двигаться вперед, а нижняя часть останавливается.Таким образом, он не сможет остановиться на линии разлома и пересечь ее.

Пример инерции направления:

Пример: Когда транспортное средство внезапно поворачивает влево, человека, сидящего внутри транспортного средства, толкает вправо. (Инерция направления)

Объяснение : Когда автомобиль резко поворачивает налево, он меняет направление. В то время как человек, сидящий внутри, имеет тенденцию двигаться в исходном направлении по инерции.Таким образом он сдвигается вправо.

Подробнее Примеры:

• Когда автобус поворачивает за угол, пассажирам приходится держаться за какую-нибудь опору, чтобы не раскачиваться. Автобус и пассажир оба находятся в движении. Когда автобус меняет направление, пассажиры продолжают двигаться в том же направлении из-за инерции направления. Если пассажиры не будут держаться за какую-то поддержку, их отбросит в том же направлении.

Примечания:

• Если тело находится в состоянии покоя, результирующая сила, действующая на тело, равна нулю.
• Если тело движется равномерно по прямой линии, то результирующая сила, действующая на тело, равна нулю.
• Если тело не находится ни в покое, ни в равномерном движении, то результирующая сила, действующая на тело, не равна нулю.
• Если тело меняет направление, то результирующая сила, действующая на тело, не равна нулю.
• Если результирующая сила, действующая на тело, равна нулю, то тело должно находиться в состоянии покоя или равномерно двигаться по прямой линии.
• Если результирующая сила, действующая на тело, не равна нулю, то тело не находится в состоянии покоя и не движется равномерно по прямой линии.

Остановка движущегося транспортного средства:

Если двигатель автомобиля выключен или задействованы тормоза для остановки автомобиля, автомобиль не останавливается сразу. Иногда водителю приходится задействовать экстренные тормоза. Промежуток времени между обнаружением препятствия и фактическим применением перерыва называется временем реакции или времени обдумывания. Расстояние, пройденное на машине за этот период, называется расстоянием мышления. Промежуток времени между нажатием на тормоза и фактической остановкой автомобиля называется временем торможения. Расстояние, пройденное автомобилем за этот период, называется тормозным путем. Сумма дистанции мышления и тормозного пути называется тормозным путем. Таким образом, чтобы избежать аварии, тормозной путь должен быть меньше расстояния до препятствия с точки зрения его наблюдения.

Рассеивание зерен:

При рассеве зерно отделяется от шелухи. Пропев – это сельскохозяйственный процесс, при котором зерно и лузга отделяются друг от друга. Зерно имеет большую массу, чем шелуха.Таким образом, инерция зерна больше, чем у лузги. Таким образом, требуется больше силы, чтобы изменить траекторию их движения. При падении с высоты на слабом ветру из-за большей инерции они просто падают вертикально. Частицы шелухи имеют незначительную массу и очень незначительную инерцию. Таким образом, для изменения траектории движения требуется небольшая сила. При падении с высоты на слабом ветру они уносятся по направлению ветра на некоторое расстояние. Таким образом отделяются шелуха и зерно.

Багаж на крыше автобуса привязан:

Багаж рекомендуется привязать веревками на крыше автобуса.Когда автобус движется (особенно с высокой скоростью) по дороге, внезапно останавливается или внезапно меняет направление, багаж наверху из-за инерции движения и направления продолжает оставаться в движении или в том же направлении движения. В результате багаж может вылететь с крыши автобуса, если он не привязан веревкой.

Сушка ткани путем встряхивания:

При встряхивании влажной ткани из нее начинают выходить частички воды. Когда ткань встряхивается, ткань приходит в движение.Но из-за инерции частицы воды остаются в покое. Таким образом они отделяются от влажной ткани. Таким образом ткань можно сушить раньше.

А человек, сидящий в машине, пытается сдвинуть машину, прикладывая силу к ее стенкам. Машина двинется?

Первый закон Ньютона гласит: «Каждое материальное тело продолжает оставаться в состоянии покоя или состоянии равномерного движения по прямой линии, если только на него не действует внешняя неуравновешенная сила, изменяющая состояние движения». Таким образом, двое перемещают тело в состоянии покоя, требуется некоторая внешняя неуравновешенная сила.В этом случае сила, прикладываемая человеком, является внутренней. Следовательно, машина не двинется с места.

Примеры, когда предпочтительна низкая инерция, и пример, где предпочтительна высокая инерция (рекомендуется):

Плотник работает с деревом и гвоздями. Чтобы забить гвозди в древесину, требуется меньшее усилие. Таким образом, рекомендуется низкая инерция молота. Таким образом, столярный молоток является примером малой инерции. Кузнец работает с железом, сталью. Чтобы изменить форму чугуна или стали, требуется большое усилие.Таким образом, рекомендуется высокая инерция молота. Таким образом, кузнечный молот – образец высокой инерции.

Предыдущая тема: Концепция сбалансированной и неуравновешенной силы

Следующая тема Второй закон движения Ньютона

Calphysics Institute: Inertia Research

инерция

Щелкните вопрос, чтобы просмотреть соответствующие стандарты

37. Каким образом, если какие-либо, считаете ли вы, что предвзятые мнения студентов об инерции помогают или мешают понимание физики?
38. Каким образом, если любой, вы явно обращаетесь к нефизическому определению инерции и другим термины физики?
39. Ты продолжаешь сосредоточиться на инерции, когда вы переходите к механике, или вы просто сосредотачиваетесь на ней при рассмотрении Первого закона Ньютона? Почему или почему нет?
40. При обучении Законы Ньютона вы считаете правильным сформулировать в терминах инерции, ускорение и другие концепции физики, или вы предпочитаете Условия “непрофессионала”? Объяснять.
41. Что вмешательства, которые вы даете своим ученикам, чтобы помочь им преодолеть неправильные представления про инерцию?
42. Как вы относитесь инерция к жизненным ситуациям?
43. Какие конкретно что вы даете своим ученикам, когда обсуждаете инерцию?
44. Какой тип как вы думаете, лучше всего подходит для оценки концептуального понимание инерции?
45. Что обучающая стратегия / стратегии, которые вы считаете наиболее эффективными в продвижении концептуальные изменения среди студентов в обучении инерции?
46. Какой класс мероприятия, которые вы проводите для своих студентов, чтобы облегчить интеграцию их качественных знаний и количественных знаний по инерции
47. Какие общие трудности, с которыми вы сталкиваетесь при обучении инерции?
48. Большинство студентов имеют аристотелевский взгляд на мир, который вполне согласуется с их повседневные переживания. Что может делать инструктор в большом лекционном классе позволить студентам приспособить свои повседневные переживания к ньютоновскому рамки?
49. Трение есть обычно вводится как частный пример внешней силы. Тем не мение, студенты давно испытывают трение. Если мы начнем наши обсуждение сил и инерции с включением вначале трения, вы считаете, что это изменение в подходе может облегчить учащимся обучение? Почему или почему нет?
50. Как Аристотелевская модель движения, которую я видел, демонстрирует большинство студентов, отличается от модели импульса, о которой часто говорят в литературе?
51. Как поживаешь об успешном изменении представления о том, что для поддерживать постоянное движение?
52. Глядя на постоянное ускорение при свободно падающих объектах, ты думаешь это студентам необходимо провести мысленные эксперименты, чтобы понять насколько логично, что ускорение объекта при свободном падении равно независимо от массы, или физическая демонстрация этого обеспечивает достаточное понимание? Почему или почему нет?
53. Какие распространенные заблуждения студентов относительно инерции?
54. Что самое лучшее метод заставить студентов различать инерцию и вес?
55. Вы бы использовали кинетическая энергия, чтобы научить инерции? Почему или почему нет?
56. Не могли бы вы ввести инерцию с первым законом Ньютона? Почему или почему нет?
57. Вы бы использовали круговое движение (вращение), чтобы научить инерции? Почему или почему нет?
58. Не могли бы вы ввести инерцию с массой? Почему или почему нет?
59. Вы бы использовали ускорение учить инерции? Почему или почему нет?
60. Это необходимо говорить об инерциальных системах отсчета на этом уровне? Если да, то есть ли хорошие примеры, чтобы дать им ясную иллюстрацию?
61. Как вы используете с другими свойствами материи, такими как масса или вес, чтобы помочь студентам понимаете понятие инерции?