Механика в физике: Что изучает механика в физике – раздел, предмет изучения и определение кратко (9 класс) - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Классическая механика

Содержание статьи

1. Основные понятия классической механики

2. Основные принципы классической механики

Определение

Классическая механика – это раздел классической физики, изучающий механическое движение макроскопических объектов, которые движутся со скоростями много меньше скорости света ( =3 108 м/с). Под макроскопическими объектами понимаются объекты, размеры которых м. (размер типичной молекулы).

Таким образом, предмет изучения классической механики – законы и причины механического движения, понимаемого как взаимодействие макроскопических (состоящих из огромного числа частиц) физических тел и составляющих их частей, и порождаемое этим взаимодействием изменение их положения в пространстве, происходящее с досветовыми (нерелятивистскими) скоростями.

Место классической механики в системе физических наук и границы её применимости показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Область применимости классической механики

Классическая механика подразделяется на статику (которая рассматривает равновесие тел), кинематику (которая изучает геометрическое свойство движения без рассмотрения его причин) и динамику (которая рассматривает движение тел с учётом вызывающих его причин).

Существует несколько эквивалентных способов формального математического описания классической механики: законы Ньютона, Лагранжев формализм, Гамильтонов формализм, формализм Гамильтона — Якоби.

Когда классическая механика применяется к телам, скорости которых много меньше скорости света, а размеры значительно превышают размеры атомов и молекул, и при расстояниях или условиях, когда скорость распространения гравитации можно считать бесконечной, она даёт исключительно точные результаты. Потому и сегодня классическая механика сохраняет своё значение, поскольку она намного проще в понимании и использовании, чем остальные теории, и достаточно хорошо описывает повседневную реальность. Классическую механику можно использовать для описания движения очень широкого класса физических объектов: и обыденных объектов макромира (таких, как волчок и бейсбольный мяч), и объектов астрономических размеров (таких, как планеты и звёзды), и многих микроскопических объектов.

Классическая механика – древнейшая из физических наук. Ещё в доантичные времена люди не только опытным путём осознавали законы механики, но и применяли их на практике, конструируя простейшие механизмы. Уже в эпоху неолита и бронзового века появилось колесо, несколько позже применяются рычаг и наклонная плоскость. В античный период накопленные практические знания начали обобщаться, были сделаны первые попытки определить основные понятия механики, такие как сила, сопротивление, перемещение, скорость, и сформулировать некоторые её законы. Именно в ходе развития классической механики закладывались основы научного метода познания, предполагающего некие общие правила научных рассуждений об эмпирически наблюдаемых явлениях, выдвижения предположений (гипотез), эти явления объясняющих, построения моделей, упрощающих изучаемые явления при сохранении существенных их свойств, формирования систем идей ли принципов (теорий) и их математической интерпретации.

Однако качественная формулировка законов механики началась только в XVII веке н. э., когда Галилео Галилей открыл кинематический закон сложения скоростей и установил законы свободного падения тел. Через несколько десятилетий после Галилея Исаак Ньютон сформулировал основные законы динамики. В механике Ньютона движение тел рассматривается при скоростях, много меньше скорости света в пустоте. Ее называют классической или ньютоновской механикой в отличие от релятивистской механики, созданной в начале XX века, главным образом благодаря работам Альберта Эйнштейна.

Современная классическая механика в качестве метода исследования природных явлений использует их описание с помощью системы основных понятий и построения на их основе идеальных моделей реальных явлений и процессов.

Основные понятия классической механики

Пространство. Считается, что движение тел происходит в пространстве, являющимся евклидовым, абсолютным (не зависит от наблюдателя), однородным (две любые точки пространства неотличимы) и изотропным (два любых направления в пространстве неотличимы).

Время — фундаментальное понятие, постулируемое в классической механике. Оно считается является абсолютным, однородным и изотропным (уравнения классической механики не зависят от направления течения времени).

Система отсчёта состоит из тела отсчёта (некоего тела, реального или воображаемого, относительно которого рассматривается движение механической системы), прибора для измерения времени и системы координат. Те системы отсчета по отношению, к которым пространство однородно, изотропно и зеркально – симметрично и время однородно называются инерциальными системами отсчета (ИСО).

Масса — мера инертности тел.

Материальная точка — модель объекта, имеющего массу, размерами которого в решаемой задаче пренебрегают.

Абсолютно твердое тело – система материальных точек, расстояния между которыми не меняются в процессе их движения, т.е. тело, деформациями которого можно пренебречь.

Элементарное событие – явление с нулевой пространственной протяженностью и нулевой длительностью (например, попадание пули в мишень).

Замкнутая физическая система – система материальных объектов, в которой все объекты системы взаимодействуют между собой, но не взаимодействуют с объектами, которые не входят в систему.

Основные принципы классической механики

Принцип инвариантности относительно пространственных перемещений: сдвигов, поворотов, симметрий: пространство однородно, и на протекании процессов внутри замкнутой физической системы не сказывается ее место положения и ориентация относительно тела отсчета.

Принцип относительности: на протекании процессов в замкнутой физической системе не сказывается ее прямолинейное равномерное движение относительно системы отсчета; законы, описывающие процессы, одинаковы в разных ИСО; сами процессы будут одинаковы, если одинаковы начальные условия.

Сообщество экспертов Автор24

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 05.11.2021

Глава I. Классическая механика. Революция в физике

Глава I. Классическая механика

1. Кинематика и динамика

В этой небольшой главе мы отнюдь не собираемся делать какого-либо, даже краткого, обзора принципов классической механики и, тем более, критически анализировать эту область физики. Для этого недостаточно было бы и целой книги; к тому же эти вопросы уже рассмотрены многими выдающимися учеными. Мы остановимся здесь лишь на некоторых вопросах, которые, на наш взгляд, представляют интерес в связи с излагаемым материалом.

Аналитическая механика состоит из двух разделов, носящих совершенно различный характер: кинематики и динамики, частным случаем которой является статика. Необходимо вкратце остановиться на этом разделении, поскольку оно основывается на предположениях, не оправдавших себя с точки зрения квантовой теории.

В самом деле, что же такое кинематика и почему ее изучают обычно прежде, чем динамику? Кинематика изучает движения тел, происходящие в трехмерном пространстве в течение какого-то времени и совершенно независимо от физических причин этого движения. На первый взгляд кажется вполне естественным предпослать изучению динамики изучение кинематики, ибо представляется совершенно логичным сначала изучить in abstracto различные виды движения в пространстве, а уж затем задаваться вопросом, по какой причине и следуя каким законам то или иное движение возникает в тех или иных условиях.

Но этот кажущийся естественным путь в действительности покоится на одной гипотезе, в чем до последнего времени не отдавали себе ясного отчета даже наиболее выдающиеся умы. Действительно, математики, очевидно, вправе заниматься изучением перемещений в пространстве трех измерений в зависимости от параметра, который может быть идентифицирован со временем. Однако речь здесь идет о том, можно ли, как это без всякого анализа предполагалось, применять результаты этого абстрактного изучения к случаю реального движения физических объектов.

Классический переход от кинематики к динамике, по существу, содержит в себе гипотезу о том, что локализация физических объектов в некоторой абстрактной области трехмерного пространства и времени возможна вне зависимости от внутренних свойств самих физических объектов, например от их массы. Совершенно достоверно известно, что если оставаться в пределах нашего масштаба, то окружающие нас материальные тела с большой степенью точности могут считаться локализованными в пространстве и во времени. Именно это свойство тел и, в частности твердых, позволяет нам наглядно представить себе трехмерное пространство, в котором они перемещаются. Движение этих тел дает нам возможность точно определить время и способ его измерения. По этому оказывается вполне естественным, что методы аналитической механики с успехом применяют для изучения движения подобного рода материальных объектов. Однако распространение, без всяких оговорок, предположения о возможности локализации физических объектов в трехмерном пространстве и во времени на элементарные частицы материи, т е. на чрезвычайно легкие объекты, как это было сделано на заре развития атомной физики, – слишком смелая экстраполяция. В действительности, для этих элементарных объектов классические понятия пространства и времени не будут более справедливы, и мы сможем использовать их теперь лишь с ограничениями, которые и составляют наиболее своеобразные стороны квантовой теории. Ниже мы обсудим этот вопрос более подробно. Пока же нам достаточно указания, на какую гипотезу, заведомо справедливую только для объектов нашего масштаба, опирается метод изучения и описания движения материальных тел, вытекающий из классической механики.

2. Классическая механика и физика – это всего лишь приближения

2. Классическая механика и физика – это всего лишь приближения Теперь обсудим вкратце вопрос о том, какую роль современная физика отводит классической механике и физике. Разумеется, они полностью сохраняют свое практическое значение в той области явлений, для описания

Глава II. Классическая физика

Глава II. Классическая физика 1. Дальнейшее развитие механики В предыдущей главе мы не собирались давать сколько-нибудь полного обзора классической механики. Тем более мы не собираемся излагать в этой главе всю классическую физику. Мы отметим здесь лишь ее основные

1. Классическая и квантовая физика

Классическая и квантовая физика Наступило время перейти к введению понятия квантов в физику. Однако прежде чем излагать историю появления квантов, необходимо в нескольких словах остановиться на глубоком различии между классическими, доквантовыми теориями и

Глава VIII. Волновая механика

Глава VIII. Волновая механика 1. Основные идеи волновой механики В 1923 г. стало почти ясно, что теория Бора и старая теория квантов лишь промежуточное звено между классическими представлениями и какими-то очень новыми взглядами, позволяющими глубже проникнуть в

Глава IX. Квантовая механика Гейзенберга

Глава IX. Квантовая механика Гейзенберга 1. Основные идеи Гейзенберга Первая работа Гейзенберга по квантовой механике появилась в 1925 г., когда уже были сформулированы первые идеи волновой механики, но еще не были опубликованы статьи Шредингера. Правда, казалось, что цель

Глава XII. Волновая механика систем и принцип Паули

Глава XII. Волновая механика систем и принцип Паули 1. Волновая механика систем частиц До сих пор мы рассматривали новую механику только для случая, когда в заданном силовом поле движется одна частица. Иногда мы предполагали, что тот или иной принцип справедлив и для

ОБЫЧНАЯ КЛАССИЧЕСКАЯ САМОДИФФУЗИЯ

ОБЫЧНАЯ КЛАССИЧЕСКАЯ САМОДИФФУЗИЯ Я хочу рассказать о том непременном признаке жизни кристалла, который можно охарактеризовать так: «охота к перемене мест». Поэт считает, что применительно к людям это «весьма мучительное свойство». Кристалл мук не испытывает, но

Относительность и механика

Относительность и механика Теория относительности с необходимостью возникает из серьезных и глубоких противоречий в старой теории, из которых, казалось, не было выхода.

Сила новой теории заключается в согласованности и простоте, с которой она разрешает все эти

I. АНТИЧНАЯ МЕХАНИКА

I. АНТИЧНАЯ МЕХАНИКА Началом расцвета механики как науки можно считать XVII век — век бурного развития математического естествознания. Именно тогда сформировались основные законы классической механики. Однако зарождение механических знаний относится к глубокой

VII. МЕХАНИКА В XIX ВЕКЕ

VII. МЕХАНИКА В XIX ВЕКЕ РОЛЬ ГАМИЛЬТОНА В РАЗВИТИИ ВАРИАЦИОННЫХ ПРИНЦИПОВ МЕХАНИКИ И ТЕОРИИ КВАТЕРНИОНОВ Уильям Роуан Гамильтон (1805—1865) был одним из гениальных людей своего времени. Уже в ранние годы он поражал окружающих исключительными разнообразными способностями. В

МЕХАНИКА ГЕРЦА

МЕХАНИКА ГЕРЦА В XVII в. трудами Галилея и Ньютона были заложены принципиальные основы классической механики.В XVIII и XIX вв. Эйлер, Даламбер, Лагранж, Гамильтон, Якоби, Остроградский, исходя из этих основ, построили великолепное здание аналитической механики и разработали ее

НЕЕВКЛИДОВА МЕХАНИКА

НЕЕВКЛИДОВА МЕХАНИКА Неевклидова механика, т. е. классическая механика в неевклидовом пространстве, и прежде всего в пространстве Лобачевского, возникла в конце 60-х годов XIX в., когда идеи Лобачевского начали получать признание математиков.Основным стимулом развития

Механика Ньютона

Механика Ньютона Теория тяготения Ньютона без использования его законов механики не была бы создана. Опуская детали, которые можно найти и в школьном учебнике физики, приведем эти три основных закона в окончательном виде. Без всякого сомнения, они имеют фундаментальное

Механика в физике презентация, доклад, проект

Слайд 1Текст слайда:

МЕХАНИКА

Слайд 2Текст слайда:

Механика – наука об общих законах движения тел
Механическое движение – перемещение тел в пространстве относительно друг друга с течением времени

Слайд 3Текст слайда:

КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА НЬЮТОНА

Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой. Эти законы хорошо описывают движение больших тел, если их скорость мала по сравнению со скоростью света

Слайд 4Текст слайда:

МЕХАНИКА

КИНЕМАТИКА 4 пары
1 к/р, 3 с/р

ДИНАМИКА
4 пары
1 к/р, 3 с/р, 1 л/р

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
3 пары
1 к/р, 2 с/р, 1 л/р

СТАТИКА

Слайд 5Текст слайда:

КИНЕМАТИКА

Раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения
Описать движение тела – это значит указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени

Слайд 6Текст слайда:

Основные понятия кинематики

ТЕОРИЯ:
Модель реальных явлений
Точка или материальная точка
ПРАКТИКА:
Приведите пример задачи, в которой спортсмена можно рассматривать как материальную точку
Приведите пример задачи, в которой планету нельзя рассматривать как материальную точку

Слайд 7Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Модель реальных явлений – упрощение действительности
Точка – маленький предмет по сравнению с тем расстоянием, которое он проходит

Слайд 8Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Теория:
Тело отсчета
Практика:
Укажите, что принимают за тело отсчета, когда говорят:
А) автобус едет со скоростью 80 км/ч;
Б) пассажир идет по вагону скорого поезда со скоростью 5 км/ч
В) Земля движется по своей орбите со скоростью 30км/с

Слайд 9Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Тело отсчета – физическое тело, относительно которого задается положение данного тела или точки.
Определите координату пешехода, взяв за тело отсчета:

Слайд 10Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Слайд 11Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Проекция вектора на ось:

Слайд 12Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Слайд 13Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Способы описания движения

Слайд 14Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Слайд 15Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Теория:
Траектория
Путь
Перемещение
Практика:
Юноша уронил мяч с высоты 2 м, а затем, после отскока мяча от земли, поймал его на половине начальной высоты. Чему равны путь, пройденный мячом, и модуль перемещения?

Вертолет, пролетев в горизонтальном направлении по прямой 400 км, повернул под углом 90° и пролетел некоторое расстояние. Чему равно это расстояние, если в результате модуль перемещения вертолета оказался 500 км? Чему равен пройденный вертолетом путь?

Слайд 16Текст слайда:

Основные понятия кинематики

Слайд 17Текст слайда:

Домашнее задание

Принести 2 тетради в КЛЕТКУ 18 листовые
Введение
§1-6, вопросы после §4, 6 (устно)
Выучить основные определения
Сборник задач по физике. 10-11 классы. Парфентьева Н.А. (4, 6, 14, 16)

Слайд 18Текст слайда:

САМОКОНТРОЛЬ

На «3» балла:
Орбитальная космическая станция совершает полет. Можно ли ее считать материальной точкой при управлении стыковкой станции с космическим кораблем?
В какой системе отсчета проще описывать движение планет?
Тело переместилось из начальной точки с координатами xo=-1 м и yo=3 м в точку с координатами x= 5 м и y= 6 м. Выберите подходящий масштаб и изобразите в тетради графически вектор перемещения и его проекции. Найдите модуль перемещения.
Мальчик бежит по прямой дорожке к карусели. Начертите траекторию движения мальчика относительно камня на дорожке.

Слайд 19Текст слайда:

Самоконтроль

Слайд 20Текст слайда:

Самоконтроль

На «4» балла:
Лошадь прошла по арене цирка ¾ окружности радиусом 5 м. Определите пройденный путь и модуль перемещения.
Мотоциклист движется равномерно по круговой трассе радиусом 2 км, затрачивая на каждый круг 5 мин. Найдите пройденный путь и модуль перемещения за 2,5 мин; за 5 мин; за 10 мин.
В некоторой системе отсчета координата x и y тела не изменяются со временем. Какой может быть траектория движения тела?

Слайд 21Текст слайда:

Самоконтроль

Слайд 22Текст слайда:

Самоконтроль

На «5» баллов:
Нарисуйте примерную траекторию движения конца секундной стрелки часов относительно земли, если часы лежат: а) на земле; б) на полу поднимающегося лифта; в) на столе в движущемся поезде.
Вертолет, взлетевший с аэродрома на антарктической научной станции, взял курс на восток. Пролетев 300 км, он повернул на юг и, пролетев еще 300 км, достиг Южного полюса. На каком расстоянии от Южного полюса находится аэродром? Нарисуйте примерный вид траектории движения.

Слайд 23Текст слайда:

Самоконтроль

а) б) в)

2. Аэродром находится на расстоянии 300 км от Южного полюса.

Слайд 24Текст слайда:

Тренировка

На «3» балла:
Траектория движения двух материальных точек пересекаются. Означает ли это, что тела обязательно сталкиваются? Приведите пример, подтверждающий ваш ответ?
Тело находится в точке с координатами x0=5 м и y0=3 м. Определите конечные координаты этого тела, если известны проекции перемещения sx=6 м и sy=8 м. Чему равен модуль перемещения тела?

Слайд 25Текст слайда:

Тренировка

На «4» балла:
Что выбирают в качестве тела отсчета, когда говорят, Солнце восходит и заходит?
Сани спустились под углом 45° к горизонту с горы длиной 100 м. Определите проекции перемещения саней по вертикальному и горизонтальному направлениям.

Слайд 26Текст слайда:

Тренировка

На «5» баллов:
Тропа проходит в северном направлении 3 км, затем сворачивает на юго-восток и тянется еще 4 км, затем делает поворот на северо-восток и тянется еще 4 км. Последние 11 км она направлена строго на юг. Определите путь, пройденный по ней туристом, и модуль перемещения. Начертите траекторию движения.

Слайд 27Текст слайда:

Контроль

Скачать презентацию

Тесты по физике по теме “Механика” онлайн

Онлайн тесты
Физика
Механика

Физические величины. Обозначения, единицы измерения и перевод в систему СИ
15. 12.2021 736 0
Тест предназначен для отработки знаний по обозначению физических величин, единиц измерения и перевода в систему СИ.
Механическое движение
09.11.2012 67510
Тематический тест для учеников 7 класса. Предназначен для проверки и закрепления параграфов 13-16 учебника А.В. Перышкина “Физика-7”
Тест по физике. 9 класс. “Относительность движения”
10.02.2022 136 0
тест по физике создан для учащихся 9-ого класса, прошедших тему “Относительность движенгия”
ЕГЭ по физике, 5 задание.
Механика (объяснение явлений) 10 вопросов
23.05.2017 414 0
Механика (объяснение явлений) с вариантами ответов. После ответа на вопрос, показывается правильный ответ.
Промышленная робототехника
24.03.2020 325 0
Наше будущее – с роботами! Роботы уже сейчас широко распространены в промышленности и все больше приходят в быт человека. Робот- программируемая машина для выполнения самых разных работ, и программируют роботов сейчас даже школьники.
Механическое движение
27. 07.2018 981 0
Тест предназначен для контроля знаний школьников по теме “Механическое движение”
Тест по физике Законы Ньютона для 9-10 классов. Контроль знаний.
07.12.2021 243 0
Тест по физике Законы Ньютона для 9 класса с ответами. Тест предназначен для проверки знаний учащихся законов Ньютона и умений применять их для решения качественных и расчетных задач.
Тематические задания для подготовки к ЕГЭ по физике. Механика. Кинематика
04.05.2013 3501
Тест может быть использован для подготовки к ЕГЭ, а также закрепления и контроля знаний при изучении раздела физики “Динамика”. Тест содержит задания разного уровня сложности
Импульс. Закон сохранения импульса
22.04.2020 155
Тест по физике. Итоговый по теме. Углублённая программа. 9 класс. Механика. Импульс тела. Центр масс. Закон сохранения импульса.
ЕГЭ по физике, 6 задание. Механика (10 вопросов)
25.05.2017 319 0
Механика. Изменение физических величин в процессах. После ответа на вопрос, показывается правильный ответ.
ЕГЭ по физике, 7 задание.
Механика. Установления соответствия. (10 вопросов)
25.05.2017 176 0
Механика. Установление соответствия. После ответа на вопрос, показывается правильный ответ
ЕГЭ по физике, 23 задание. Механика — квантовая физика (10 вопросов)
06.06.2017 29 0
Экспериментальное исследование. Анализ графиков. Анализ таблиц. Вновь открытый тест содержит другие вопросы из банка вопросов.

Тренировочный тест “Криволинейное движение”
27.09.2019 711
Тренировочный тест по теме “Движение по окружности” . Проверяется знание основных понятий криволинейного движения и движения по окружности, связей между характеристиками вращательного движения, умение решать простые задачи.
Блоки, применение правила равновесия рычага к блокам
21.04.2020 6842 0
Тест предназначен для учащихся 7 класса , после прохождения темы блоки.Проверяет основные знания о блоках и их применении
«Основы динамики и законы сохранения в механике»
04.12.2020 717
Итоговая контрольная работа на тему: “Основы динамики и законы сохранения в механике”. Работа состоит из пяти задач(1 задача- 1 балл) и направлена на контроль знаний в области физики. По результатам работы предоставляется сертификат.
Работа силы
09.02.2021 294 0
Тест предназначен для учащихся 9 класса, изучающих предмет по УМК Кабардин в качестве повторения, обобщения и систематизации знаний по теме.

Античная механика | Обучонок

Автор работы:

Гаманенко Егор Дмитриевич, Бусловский Алексей Романович

Руководитель проекта:

Мухин Виктор Иванович

Учреждение:

ФГБОУ ВО Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина

В ученическом проекте по физике на тему «Античная механика» было проведено изучение истории античной механики, дается определение понятия механика, описываются основные направления развития механики.

Подробнее о работе:

В рамках исследовательской работы по физике о формировании и развитии механики в эпоху античности проанализированы характерные для механики античного мира черты, рассматриваются учение Аристотеля, работы Архимеда по механике, вклад Герона Александрийского в развитие механики и разработки принципов киномеханики Евдокса Книдского.

Материалы индивидуального проекта по физике «Античная механика» содержат собственные исследования автора, на определение знаний студентов в области механики античного мира, а также результаты исследовательской работы и опроса среди студентов ФГБОУ ВО Белгородского государственного аграрного университета имени В.Я. Горина о зарождении механических знаний в античности.

Введение
1.Зарождение механических знаний
1.1. Термин «механика».
1.2. Зарождение механических знаний.
2. Основные направления развития механике античного мира.
2. 1. Характерные черты механики античного мира.
2.2. Учение Аристотеля.
2.3. Работы Архимеда по механике.
2.4. Вклад Герона Александрийского в развитие механики.
2.5. Разработки принципов киномеханики Евдокса Книдского.
3. Результат опроса студентов.
Заключение
Список использованной литературы

Введение

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, почему в одном случае машина едет, а в другом она стоит?

Я обратил своё внимание на этот феномен ещё в детстве, тогда я обратился к родителям и они объяснили основные принципы механики. Как раз после этого случая, я углубился в изучение механики.

Началом расцвета механики как науки можно считать XVII век-век бурного развития математического естествознания.

Именно тогда сформировались основные законы классической механики. Однако зарождение механических знаний относиться к глубокой древности, а термин применялся ещё в античности.

Правда, в течение долгих лет ему придавали иное значение, так продолжалось до XVII века. Происходит он от древнего слова mechane, которым называли все искусно придуманное, понимая при этом механическое искусство. Это относилось как к различным машинам и механизмам, так и вообще к «хитроумным» изобретениям.

В настоящее время теория машин и механизмов является одним из разделов механики, а название «механика» распространено на науку о всех видах механического движения.

Актуальность Тему «Античная механика» я выбрал потому, что мне кажется, именно сейчас настал тот момент, когда механика стала неотъемлемой частью в жизни любого человека. Мы используем её во всех сферах жизни, не задумываясь, насколько она важна для человека. Не зная основные принципы механики, человек не сможет понять, почему самолёт летит, машина едет, а человек идёт.

Механика всегда была в центре борьбы за прогресс и соответственно в центре широких общественных интересов.

Новизна. На сегодняшний день существуют работы, посвященныеантичной механике. Однако мы решили изучить эту тему более подробно, поскольку сейчас трудно разобраться в новой науке и, следовательно, в движущих силах новой культуры без некоторых представлений о классической механике. В этом заключается новизна нашего исследования.

Цель работы: изучить исторические этапы зарождения механических знаний и провести исследование для определения их значимости в современной жизни человека.

Задачи проекта:

узнать, когда в науке появился термин «механика».
Изучить характер и этапы развития античной механики.
Ответить на вопросы:

Какое значение имело развитие механики для человека?
Какие изобретения были сделаны и кем?

План работы

Выбор темы и формирование проблемы исследования.
Сбор информации (источников по теме).
Обработка сведений, выделение главного, систематизация и обобщение.
Составление итога работы в виде таблицы.
Создание презентации.

Термин механика

Механика (греч. μηχανική – искусство построения машин) — раздел физики, наука, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

История механики

Историю механики, как науки о машинах и механизмах, можно начинать с очень глубокой древности. Уже в эпоху неолита и бронзового века появилось колесо, несколько позже применяются рычаг и наклонная плоскость.

Регулярное применение рычага и наклонной плоскости начинается в связи со строительными работами в древневосточных государствах. И, разумеется, все это время шел процесс выработки, осознания ряда более и менее абстрактных понятий, таких, как сила, сопротивление, перемещение, скорость.

Перейти к разделу: 2. Направления развития в античной механике

Лекции и демонстрации по механике — Кафедра общей физики

ПечатьDOCPDF

КУРС ЛЕКЦИЙ

ПО МЕХАНИКЕ:

Лекция №1 “Кинематика”

Содержание лекции: как изучать физику, как работает физика, роль математики, роль эксперимента, система отсчета и система координат, одномерное движение, плоское движение, движение по окружности, нормальное и тангенциальное ускорения.

Лекция №2 “Основные законы механики”

Содержание лекции: кинематика: повторение, радиус кривизны траектории, первый закон Ньютона. Инерция. Инерциальные системы отсчета, импульс, закон сохранения импульса, свойства массы, второй закон Ньютона, сила, третий закон Ньютона, центр инерции.

Лекция №3 “Реактивное движение. Энергия”

Содержание лекции: повторение: закон сохранения импульса, центр масс, реактивное движение, уравнение Мещерского, работа силы, мощность, теорема о кинетической энергии, кинетическая энергия, потенциальная энергия силы, классификация сил, критерий применимости закона сохранения энергии, потенциальная энергия системы.

Лекция №4 “Упругие и неупругие столкновения. Момент импульса”

Содержание лекции: зависимость энергии от системы отсчета, преобразование кинетической энергии при смене СО, теорема Кёнига, упругие и неупругие парные столкновения, метод векторных диаграмм, порог реакции, связь симметрий с законами сохранения, уравнение моментов.

Лекция №5 “Тяготение”

Содержание лекции: Момент импульса, закон сохранения момента импульса, вычисление моментов, правило рычага, задача двух тел, центральное поле, потенциальная энергия в поле тяжести, законы Кеплера, плоские кривые второго порядка, третий закон Кеплера, “космические” скорости.

Лекция №6 “Основы теории относительности. Кинематика”

Содержание лекции: теорема Гаусса для вычисления гравитационных полей (продолжение), предпосылки создания теории относительности, постулаты теории относительности, замедление времени, сокращение длин, относительность одновременности, преобразования Лоренца, сложение скоростей, относительная скорость vs. скорость сближения, опыт Физо, аберрация звёзд.

Лекция №7 “Основы специальной теории относительности. Динамика”

Содержание лекции: Интервал, собственное время. Свойства преобразований Лоренца. Скорости больше с? Законы сохранения в СТО, вектор энергии-импульса. Движение релятивистской частицы под действием внешней силы. Релятивистские столкновения, инвариант энергии-импульса

Лекция №8 “Вращение твердых тел”

Содержание лекции: Движение твердого тела. Вектор угловой скорости. Конечные повороты. Уравнение моментов для фиксированной оси. Работа и кинетическая энергия. Аналогии вращательного и поступательного движений. Вычисление моментов инерции. Вычисление моментов инерции симметричных тел. Мгновенная ось вращения. Плоское движение. Движущееся начало. Уравнение моментов относительно движущегося начала. Смена системы отсчёта. Применимость уравнения моментов. Качение без проскальзывания. Маятник Максвелла. “Непослушная катушка”

Лекция №9 “Общее вращение твердого тела. Гироскопы”

Содержание лекции: Вектор угловой скорости. Сложение движений. Общая динамика твердого тела. Момент инерции. Главные оси. Связь между L и w. Элипсоид инерции. Уравнение вращения вектора. Вращение осей. О странностях движения твердого тела. Свободная прецессия симметричного волчка. Центробежные моменты. Гироскоп. Прецессия под действием силы. Китайский волчок (Волчок Томсона). Парадоксы гироскопического приближения

Лекция №10 “Свободные колебания”

Содержание лекции: Свободная прецессия симметричного волчка. Парадоксы гироскопического приближения. Уравнение свободных незатухающих колебаний. Энергия колебаний, колебания энергии. Универсальность уравнения гармонических колебаний. Примеры колебательных систем. Физический маятник. Крутильный маятник, “неваляшка”, кубик льда на поверхности воды, U-образная трубка. Влияние трения. Затухающие колебания. Решение для затухающих колебаний.

Лекция №11 “Вынужденные колебания”

Содержание лекции: Декремент затухания, добротность. Фазовый портрет осциллятора. Сложение колебаний, биения. Cвязанные маятники. Возбуждение колебаний гармонической силой. Резонанс, свойства системы в резонансе. Параметрический резонанс.

Лекция №12 “Неинерциальные системы отсчёта”

Содержание лекции: Нелинейные колебания. Адиабатический инвариант. Принцип работы автоколебаний. Инерциальные системы отсчёта. Уравнение движения. Поступательная сила инерции. Консервативность сил инерции. Центробежная сила инерции. Конический маятник. Сила Кориолиса. Атмосферные вихри: циклоны и антициклоны. Маятник Фуко.

Лекция №13 “Элементы теории упругости”

Содержание лекции: Невесомость. Инерциальная система отсчёта. Нормальные и касательные напряжения. Закон Паскаля – Основное уравнение гидростатики. Сила Архимеда. Закон Гука. Примеры однородных деформаций. Сдвиг. Тензор напряжений.

Лекция №14 “Волны в упругих средах”

Содержание лекции: Объёмная плотность энергии деформации. Изгиб и кручение. Волна на одномерной цепочке. Волна на струне. Бегущая гармоническая волна. Стоячие волны. Энергия волны. Импульс волны. Эффект Доплера.

Механика – Энциклопедия Нового Света

Первый и второй законы движения Ньютона на латыни из оригинального издания Principia Mathematica 1687 года.

Механика (от греческого термина Μηχανική ) — раздел физики, изучающий движение физических тел под действием сил или перемещений и последующее воздействие тел на окружающую среду. Эта дисциплина, уходящая своими корнями в несколько древних цивилизаций, в настоящее время подразделяется на две основные ветви: классическую механику и квантовую механику.

В период раннего Нового времени такие ученые, как Галилей, Иоганн Кеплер и особенно Исаак Ньютон, заложили основы того, что сейчас известно как классическая механика. Основы квантовой механики были заложены в первой половине двадцатого века Максом Планком, Вернером Гейзенбергом, Луи де Бройлем, Альбертом Эйнштейном, Нильсом Бором, Эрвином Шрёдингером, Максом Борном, Джоном фон Нейманом, Полем Дираком, Вольфгангом Паули и другими. Квантовая механика теперь считается теорией фундаментального уровня, которая охватывает и заменяет классическую механику. Однако классическая механика полезна для расчета макроскопических процессов, а квантовая механика помогает объяснить и предсказать процессы на молекулярном, атомном и субатомном уровнях.

Содержание

1 Значение
2 Классическая механика против квантовой
3 Эйнштейновская и ньютоновская физика
4 Типы механических корпусов
5 Поддисциплины механики
- 5.1 Классическая механика
- 5.2 Квантовая механика
6 См. также
7 Каталожные номера
8 Внешние ссылки
9 кредитов

Исследования в области механики внесли жизненно важный вклад в различные области техники. Они включают машиностроение, аэрокосмическую технику, гражданское строительство, проектирование конструкций, материаловедение и биомедицинскую инженерию. Таким образом, знание механики привело ко многим практическим приложениям.

Значение

Механика — исходная дисциплина физики, ранее входившая в «натурфилософию», занимающаяся силами и движением в макроскопическом мире, воспринимаемом человеческим глазом. Эта дисциплина превратилась в огромный объем знаний о важных аспектах мира природы. Современная механика охватывает движение всей материи во Вселенной под действием четырех фундаментальных взаимодействий (или сил): гравитации, сильного и слабого взаимодействий и электромагнитного взаимодействия.

Механика также составляет центральную часть технологии, применение физических знаний для человеческих целей. В этом смысле эту дисциплину часто называют инженерной или прикладной механикой, и она используется для проектирования и анализа поведения конструкций, механизмов и машин. Важные аспекты областей машиностроения, аэрокосмической техники, гражданского строительства, проектирования конструкций, материаловедения, биомедицинской инженерии и биомеханики были порождены изучением механики.

Классическая механика против квантовой

Основным разделом дисциплины механики является то, что отделяет классическую механику от квантовой механики. Исторически классическая механика возникла первой, а квантовая механика появилась сравнительно недавно. Классическая механика возникла с Законами движения Исаака Ньютона в Principia Mathematica, , в то время как квантовая механика не появлялась до 1900 года. Обычно считается, что обе они составляют наиболее достоверное знание, которое существует о физической природе. Классическая механика особенно часто рассматривалась как модель для других так называемых точных наук. Существенным в этом отношении является неустанное использование математики в теориях, а также решающая роль эксперимента в их создании и проверке.

Квантовая механика имеет более широкий охват, поскольку включает классическую механику как субдисциплину, применимую при определенных ограниченных обстоятельствах. Согласно принципу соответствия, между двумя субъектами нет противоречия или конфликта, каждый просто относится к конкретным ситуациям. Квантовая механика заменила классическую механику на фундаментальном уровне и незаменима для объяснения и предсказания процессов на молекулярном, атомном и субатомном уровнях. Однако для макроскопических процессов классическая механика способна решать проблемы, которые неуправляемо сложны в квантовой механике, и, следовательно, остается полезной и широко используемой.

Эйнштейновская физика против ньютоновской физики

По аналогии с квантовой реформацией классической механики, общая и специальная теории относительности Эйнштейна расширили область механики за пределы механики Ньютона и Галилея и внесли в них фундаментальные поправки, которые стали существенными и даже преобладает по мере того, как скорости материальных объектов приближаются к скорости света, которая не может быть превышена.

Релятивистские поправки нужны и для квантовой механики, хотя теория относительности еще не полностью с ней интегрирована. Это одно из препятствий, которое необходимо преодолеть при разработке Теории Великого Объединения.

Типы механических тел

Часто используемый термин тело должен обозначать широкий спектр объектов, включая частицы, снаряды, космические корабли, звезды, части машин, части твердых тел, части жидкостей (газов и жидкостей). ), и так далее.

Другие различия между различными разделами механики касаются природы описываемых тел. Частицы — это тела с малоизвестной внутренней структурой, рассматриваемые в классической механике как математические точки. Твердые тела имеют размер и форму, но сохраняют простоту, близкую к простоте частицы, добавляя лишь несколько так называемых степеней свободы, например ориентацию в пространстве.

В противном случае тела могут быть полужесткими, то есть упругими, или нежесткими, то есть текучими. Эти предметы имеют как классический, так и квантовый разделы изучения.

Например, движение космического корабля относительно его орбиты и положения (вращения) описывается релятивистской теорией классической механики. Аналогичные движения атомного ядра описываются квантовой механикой.

Поддисциплины механики

В следующих двух списках указаны различные предметы, которые изучаются в рамках классической механики и квантовой механики.

Классическая механика

В область классической механики входят следующие области:

Ньютоновская механика, включает первоначальную теорию движения (кинематика) и сил (динамика)
Лагранжева механика, теоретический формализм, основанный на принципе сохранения энергии
Гамильтонова механика, еще один теоретический формализм, основанный на принципе наименьшего действия
Небесная механика, движение небесных тел, таких как планеты, кометы, звезды и галактики
Астродинамика для навигации космических аппаратов и аналогичных объектов
Механика твердого тела, включающая изучение упругости и свойств (полужестких) тел
Акустика, связанная со звуком (или распространением колебаний плотности) в твердых телах, жидкостях и газах.
Статика, имеющая дело с полужесткими телами в механическом равновесии
Гидромеханика, или изучение движения жидкостей
Механика грунтов, или Изучение механического поведения грунтов
Механика сплошных сред, включая механику сплошных сред (как твердых, так и жидких)
Гидравлика, связанная с механическими свойствами жидкостей
Гидростатика, работа с жидкостями в равновесии
Прикладная/инженерная механика для технологических приложений
Биомеханика, изучение биологических материалов
Биофизика, изучение физических процессов в живых организмах
Статистическая механика, имеющая дело с совокупностями частиц, слишком большими, чтобы их можно было описать детерминистическим способом
Релятивистская или эйнштейновская механика, имеющая дело с гравитацией

Квантовая механика

К квантовой механике относятся следующие области:

Физика элементарных частиц, связанная с движением, структурой и реакциями частиц
Ядерная физика, связанная с движением, строением и реакциями атомных ядер
Физика конденсированного состояния, включая изучение квантовых газов, твердых тел и жидкостей
Квантовая статистическая механика, имеющая дело с большими совокупностями частиц

В дополнение к вышеуказанным областям существует «теория полей», которая составляет отдельную дисциплину в физике, формально рассматриваемую в отличие от механики, будь то классические поля или квантовая поля. Но на практике предметы, относящиеся к механике и полям, тесно переплетаются. Так, например, силы, действующие на частицы, часто возникают из полей (электромагнитных или гравитационных), а частицы генерируют поля, выступая в качестве источников. На самом деле в квантовой механике сами частицы являются полями, теоретически описываемыми волновой функцией.

См. также

Альберт Эйнштейн
Машиностроение
Галилео
Исаак Ньютон
Иоганн Кеплер
Кинематика
Кинетика
Машина
Макс Планк
Квантовая механика

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

Бир, Фердинанд Пьер, Э. Рассел Джонстон и Джон Т. ДеВольф. 2006. Механика материалов. Бостон: Высшее образование McGraw-Hill. ISBN 978-0073107950.

Байрон, Фредерик В. и Роберт В. Фуллер. [1969] 1992. Математика классической и квантовой физики. Переиздание , Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 048667164X.

Гриффитс, Дэвид Дж. 2005. Введение в квантовую механику, 2-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. ISBN 978-0131118928.

Hibbeler, RC 2007. Инженерная механика: динамика. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон/Прентис Холл. ISBN 978-0132215046.

Hibbeler, RC 2008. Механика материалов, 7-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-холл. ISBN 978-0132209915.

Мессия, Альберт. [1958] 1999. Квантовая механика. переиздание, Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0486409244 .

Мансон, Брюс Рой, Дональд Ф. Янг и Т. Х. Окииши. 2006. Основы гидромеханики. Хобокен, Нью-Джерси: J. Wiley & Sons. ISBN 978-0471675822.

Тейлор, Джон Р. 2005. Классическая механика. Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги. ISBN 978-18
221.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 13 сентября 2018 г.

iMechanica: сеть механиков и механиков
Американское общество инженеров-механиков.
Американское физическое общество.

Кредиты

New World Encyclopedia автора и редактора переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

Механика ^{история}

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

История “Механики”

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

1: Введение в классическую механику

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 17367

Тимон Идема
Делфтский технологический университет через TU Delft Open

Классическая механика изучает движение тел под действием физических сил. Сила — это любое воздействие, которое может заставить объект изменить свою скорость. Объектом может быть что угодно, от элементарной частицы до галактики. Конечно, все, что крупнее элементарной частицы, в конечном счете состоит из элементарных частиц, но, к счастью, нам обычно не приходится учитывать их все, и мы можем масштабировать объекты в масштабе. Как и любая физическая модель, классическая механика является приближением и имеет свои ограничения — она не работает в очень малых масштабах, на высоких скоростях и в больших гравитационных полях, — но в пределах своего диапазона применимости (который включает практически все явления в повседневной жизни). ) это очень полезно.

Классическая механика основана на небольшом числе физических законов, которые являются математическими формулировками физического наблюдения. Одни законы можно вывести из других, но нельзя вывести их все с нуля. Некоторые законы являются аксиомами, и мы предполагаем, что они верны. Законы, с которыми мы столкнемся, можно разделить на три класса: законы движения Ньютона, законы сохранения и законы силы. Как мы увидим, три закона сохранения классической механики (энергии, импульса и углового момента) можно вывести из второго и третьего законов движения Ньютона, как и первый закон Ньютона. Законы силы дают нам силу, действующую на определенную физическую систему — например, на сжатую пружину (закон Гука) или на две заряженные частицы (закон Кулона). Они также связаны с законами движения Ньютона, хотя они не могут быть выведены из них и сами по себе являются аксиомами.

Помимо физических законов существует большое количество определений – которые не следует путать с законами. Определения — это просто удобный выбор. Хорошим примером является определение числа π: половина отношения длины окружности к радиусу круга. Как вы, наверное, заметили, очень удобно, что это число получило свой общепризнанный символ, так как оно встречается практически везде. Однако здесь нет аксиомы, поскольку мы просто берем отношение и даем ему имя.

1.1: Размеры и единицы измерения
Измеряемые величины — это не просто числа, они соответствуют чему-то физическому, а 10 секунд — это нечто совершенно отличное от 10 метров или 10 килограммов. Термин, который мы используем, чтобы выразить это, к сожалению, означает, что физические величины имеют размерность — не путать с длиной, высотой и шириной. Все, что имеет измерение, может быть измерено, и для этого мы используем единицы, хотя могут быть разные единицы, в которых мы измеряем одну и ту же величину.
1.2: Анализ размерностей
Хотя вам, конечно, потребуется полная физическая модель (представленная в виде набора математических уравнений) для полного описания физической системы, вы можете продвинуться удивительно далеко с помощью простого метода, который не требует подробные знания вообще. Этот метод известен как размерный анализ и основан на наблюдении из предыдущего раздела, что две части любого физического уравнения должны иметь одинаковую размерность. Вы можете использовать этот принцип для качественного понимания системы.
1.E: Введение в классическую механику (упражнения)

, и/или куратор Тимон Идема (TU Delft Open) через исходный контент, отредактированный в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Глава
Автор
Тимон Идема
Лицензия
CC BY-NC-SA
Версия лицензии
4,0
Показать оглавление
нет
Теги
1. источник@https://textbooks. open.tudelft.nl/textbooks/catalog/book/14

Университетская физика I: Классическая механика

Отзыв Митчела Стефенсона, доцента Университета Монтаны (Западный) от 29 января 2020 г.

Текст Хеа-Банаклош рассматривает классические темы физики (линейную и угловую кинетику и кинематику) в линейной манере, прежде чем углубиться в более сложные темы волн и термодинамики. Это отличная возможность подготовить… читать далее

Отзыв Митчела Стефенсона, доцента Университета Монтаны (Западный) от 29 января 2020 г.

Полнота рейтинг: 5 видеть меньше

Текст Хеа-Банаклоша рассматривает классические темы физики (линейную и угловую кинетику и кинематику) в линейной форме, прежде чем углубляться в более сложные темы волн и термодинамики. Это прекрасная возможность подготовить студентов к основам физики II, интегрируя последние темы в контекст первых. Важно отметить, что автор информирует студентов о предлагаемом подходе к тексту, направляя их через ценную стратегию обучения, основанную на упражнениях и практических задачах, содержащихся внутри.

Точность содержания рейтинг: 5

Я чувствую, что учебнику по физике было бы трудно быть предвзятым или полным ошибок, если бы автор не мог использовать свой собственный калькулятор! Этот текст хорошо разработан, точен и использует реалистичные примеры. Важно отметить, что упрощенные описания явлений и эффектов более чем адекватны без многословия.

Актуальность/долговечность рейтинг: 4

Классические темы и примеры в физике мало изменились за последние десятилетия, но этому тексту удается оставаться относительно современным с четкими, хорошо обоснованными примерами и задачами. Я бы предположил, что многие из примеров можно было бы расширить и связать с учащимися физики, которые они могут наблюдать и испытывать без существенного оборудования или ресурсов. Примечательно, что учебники по биомеханике связывают эти явления с человеческим телом, предоставляя учащимся более подходящие материальные примеры.

Ясность рейтинг: 5

Если бы у этого текста была самая сильная ценность, его ясность, безусловно, была бы главным соперником. Слишком часто учебники по физике увязают в предложениях и деталях, которые отвлекают от рассматриваемой проблемы. Этот текст не только позволяет избежать этого риска, но и написан в доступной, но профессиональной манере, которая напрямую общается со студентом. Другим авторам следует обратить внимание на то, как директивное повествование от первого лица упрощает структуру предложения и облегчает переход к уравнениям.

Последовательность рейтинг: 5

Форматирование, ссылки, тематическая глубина и голос на протяжении всего текста надежны. Я нахожу это особенно впечатляющим, учитывая активное повествование, на которое автор опирается повсюду.

Модульность рейтинг: 5

Организация глав/разделов/подразделов, часто используемая автором технических публикаций в Latex, хорошо подходит для модульности текста без чрезмерного разделения тем на слишком мелкие элементы. Презентация тем чередуется, но не требует частого перехода. Этот текст также выделяется своей модульной ценностью; Я могу представить, как части этого текста будут использоваться для нескольких тем и курсов по курсам прикладной физики, не подрывая при этом его образовательной и справочной ценности.

Организация/Структура/Поток рейтинг: 5

Организация этого текста меня слегка удивила; это была не та организация, к которой я бы отнесся по умолчанию, но ее повествование красиво построено и прокладывает линейный логический путь через множество тем. Автор проделывает замечательную работу, связывая разделы и главы вместе, обеспечивая переходы, полезные для понимания учащимися, не подрывая при этом модульности текста.

Интерфейс рейтинг: 4

Текст снабжен адекватными гиперссылками и последовательно структурирован. Latex-подобное форматирование иногда расточительно, но разделы и подразделы организуются последовательно. Цифры в целом четкие, хотя некоторые из них имеют небольшое искажение. Было бы полезно давать ссылки на другие разделы в их ссылках и предоставлять ссылку «вернуться к индексу» в конце разделов для облегчения навигации при модульном использовании текста. Я нахожу веб-адреса в тексте немного громоздкими и задаюсь вопросом, будет ли предпочтительнее встроенная гиперссылка в сочетании с веб-адресами, указанными в конце главы для тех, кто печатает текст.

Грамматические ошибки рейтинг: 5

Этот текст написан чисто и ясно, без грамматических или справочных ошибок в тексте или уравнениях (последние, к сожалению, относительно редки в доступных ООР по физике).

Культурная значимость рейтинг: 5

Примеры свободны от каких-либо культурных соображений, хотя я могу утверждать, что уклон в сторону надуманных физических примеров может оттолкнуть некоторых студентов, интересующихся биологией. Некоторые примеры бесценно соотносятся с контекстом биомеханики, но я чувствую, что чем сложнее математический пример, тем больше вероятность того, что автор вернется к шаблонным примерам, недоступным человеческому опыту.

Комментарии

В целом, это замечательный текст, ценный во многих контекстах. Я надеюсь, что автор рассматривает возможность расширения своего корпуса ООР!

Определения, различные категории и часто задаваемые вопросы

Предметом механики является область, требующая практического применения знаний. Люди и великие ученые, хорошо разбирающиеся в механике, либо были великими изобретателями, либо изменили мир к лучшему. Студенты сегодня с тем же стремлением добиться чего-то великого в своей жизни изучают механику. Тем не менее, этот предмет немного сложен по своей природе и требует большего вмешательства со стороны наставников, чтобы студенты могли хорошо изучить механику.

Веданту пришел на помощь ученикам, чтобы удовлетворить их потребности и восполнить пробелы в обучении. Высококлассные учителя Веданту. Контент может быть загружен студентами в формате PDF. Удивительно, но ресурсы бесплатны, что соответствует намерению Vedantu предоставить доступное образование для всех. Теперь деньги и местоположение больше не являются препятствием для получения качественного образования.

Механика — наука, изучающая движение тел под действием силы. Он также имеет дело с частным случаем, когда тело остается в покое.

Здесь нас больше всего интересуют два тела, которые воздействуют друг на друга.

Например, влияние гравитации на планеты, вращающиеся вокруг Солнца, магнитные силы, с помощью которых железные опилки притягиваются к магниту, и электрическая сила, под действием которой два заряда притягиваются друг к другу, и так далее.

Механика

Механика — это область физики, изучающая движение физических объектов.

Силы, приложенные к объектам, приводят к смещениям, т. е. к изменению положения объекта относительно его окружения.

Механика делится на три следующие категории:

Статистическая механика

Слово «статический» в статистике означает «стабильный» или «находящийся в состоянии покоя». Итак, статистическая механика имеет дело со статическими объектами, к которым приложена сила. Статистическая механика сочетает в себе принципы статистики как с классической, так и с квантовой физикой.

В современную эпоху одним из фундаментальных понятий (столпов) современной физики является статистическая механика. Статистическая механика, которая рассматривает и объясняет классическую термодинамику, называется статистической термодинамикой.

Допустим, имеется N систем частиц, находящихся в тепловом равновесии при абсолютной температуре T, с каждой частицей связана энергия E, тогда энергия для N частиц будет равна:

N (E) = g (E) f (E)

Где

N (E) = полная энергия всех частиц в системе.

g (E) = количество состояний энергии (E) или статистический вес относительно энергии

Мы называем f (E) функцией распределения.

f (E) имеет еще два значения:

Статистическая механика помогает нам определить, как макроскопические свойства, а именно: температура и давление связаны с макроскопическими свойствами, которые в среднем продолжают изменяться.

Как мы знаем, классическая термодинамика может измерять и табулировать только количества (теплоемкость) определенных материалов; однако статистическая механика связывает эти термодинамические величины с микроскопическим поведением.

Классическая механика

Классическая механика имеет дело с объектами, движущимися под действием силы или равновесными телами, все силы которых уравновешены.

Мы можем думать о классической механике как об объяснении основных постулатов Исаака Ньютона, упомянутых в его книге под названием Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), широко известной как Principia.

Мы называем эти постулаты законами движения Ньютона. Эти законы помогают нам с большой точностью предсказывать самые разнообразные явления, начиная от движения отдельных частиц и заканчивая взаимодействием сложнейших систем.

Основными понятиями классической механики являются сила, масса и движение. Ньютон не мог определить и массу, и силу. С тех пор они оба стали предметом многочисленных философских наблюдений Ньютона. Тем не менее, оба они наиболее известны своими эффектами.

Применяя первый закон движения, можно сказать, что масса есть мера стремления тела сопротивляться изменениям в его состоянии движения, при этом сила ускоряет тела, т. е. при приложении к телу изменяется состояние движения тела. Взаимосвязь между этими двумя эффектами и есть то, что мы называем классической механикой.

Что такое классическая механика в физике?

Классическая механика — это теория физики, которая рассматривает движение макроскопических объектов (объектов, видимых невооруженным глазом), начиная от снарядов и заканчивая различными частями машин и астрономических объектов, таких как космические корабли, звезды, планеты и галактики.

Для объектов, управляемых классической механикой, если известно текущее состояние, мы можем предсказать, как объект будет двигаться в будущем (детерминизм) и как он двигался в прошлом (обратимость).

Квантовая механика

Квантовая механика — это научная теория, изучающая поведение материи и света на атомном и субатомном уровнях.

Квантовая механика является фундаментальным инструментом, который помогает понять теоретическую стадию и электронную структуру химических соединений и их механизм, термодинамику, химическую кинетику и кинетику химических реакций.

Квантовая механика пытается описать и найти свойства молекул и атомов и их составляющих, а именно: электронов, протонов, нейтронов и многих других эзотерических частиц, таких как кварки и глюоны; эти атрибуты включают взаимодействие частиц (на микроскопическом уровне) друг с другом и с электромагнитными излучениями, такими как световые лучи, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Итак, вы поняли, как квантовая физика объясняет, как работают атомы, и, следовательно, почему химия и биология работают именно так.

На заметку

Знаете ли вы, что механика и кинематика связаны друг с другом? Если вы не знаете, давайте разбираться.

Часть механики, описывающая движение без учета его причин, называется кинематикой. Это потому, что кинематика не принимает во внимание причину движения, она рассматривает только следующие параметры движения; это:

Скорость
Смещение
Расстояние
Время
Скорость

Преимущества Веданту – Механика Статья

Преимуществ содержания, предоставленного Веданту, много с точки зрения исследования. Преподаватели, подготовившие эту статью, знают слабые места студентов, а также знают, что экзаменатор может задать на экзамене в каком формате. Используя эти знания, вышеприведенная статья создана, чтобы удовлетворить потребности студентов и их надежды на лучшее место на выпускном экзамене.

Статья точно объясняет предмет и дает учащимся время, чтобы подчеркнуть и сделать заметки из статьи. Эта практика позволит учащемуся несколько раз пересмотреть содержание механики из контрольных заметок. Это означает, что подготовка к экзамену всегда остается консолидированной.

Лучше всего то, что весь контент, предоставляемый Vedantu своим ученикам, бесплатен. Vedantu не берет ни копейки со своих студентов и по-прежнему предоставляет множество бесплатного контента на своем веб-сайте. Vedantu верит в качество плюс доступное образование. Видение Vedantu состоит в том, чтобы предоставить индийцам самое надежное место, куда я могу приходить и учиться, получая высококачественные результаты. К счастью, это видение не является реальностью, в которой все больше и больше студентов каждый день выбирают Веданту, повышая свои шансы быть лучшими на экзаменах.

Оставаться организованным

Чтобы оставаться организованным во время подготовки к важным экзаменам, нужно учиться по рутине. Без рутины не будет успеха. Рутина решает задачи, которые нужно выполнить за весь день. Наличие такой рутины позволит лучше контролировать день.

Физические упражнения должны быть неотъемлемой частью вашего режима. Если человек остается в хорошей физической форме, он остается в форме и умственно. Психическая подготовка также является одним из важных компонентов самоорганизации. По мнению экспертов, люди, ведущие организованный образ жизни, взамен получают душевный покой.

год 12 – Механика – где -то, что -то невероятное ожидает, чтобы стать известными

Физика 2,4

– Демонстрируйте понимание механики 6 Кредитов Внешнее

Время. Аллеку : Письменный экзамен в конце года.

Содержание

1 Введение
2 M1 — Движение
3 M2 — Векторы в движении
4 M3 – Движение снаряда
5 M4 – Циркулярное движение
6 F1 – Сила и его компоненты
7 F2 -Types Eils
7 F2 -Types
7 F2 -Types
.
9 F4 – Сила и расширение Spring
10 ME1 – Momentum
11 ME2 – Консервация момента
12 ME3 -Collsies
12 ME3 -3 -Collisions
19 19 9 9 9 12 ME3 -Collision0572 ME4 – Momentum and Impulse
14 ME5 – Эластичные и неэластичные столкновения
15 ME6 – Работа и мощность
16 ME7 – Энергия и ее сохранение
17 ME7 – Энергия и ее сохранение
17 ME7 – Энергия и ее сохранение
17 ME7 – Энергия и ее сохранение
17 .
О чем эта тема?
Механика — раздел физики, изучающий движение. Независимо от вашего интереса к науке или технике, механика будет важна для вас — движение является фундаментальной идеей всей науки.
Механику можно разделить на 2 области – кинематику, занимающуюся описанием движений, и динамику, занимающуюся причинами движения.
Сколько времени это займет?
На эту тему должно быть отведено не менее 60 часов учебного времени. Это стоит 6 кредитов, и NZQA рекомендует 10 часов обучения / обучения на кредит. Чтобы добиться успеха, вы должны быть привержены своему обучению как в школе, так и дома. Используйте предоставленные ссылки, чтобы помочь вам и расширить свои знания на пути к успеху в физике!
Как оценивается?
NZQA проводит внешнюю оценку по этой теме во время экзаменов в конце года (Расписание экзаменов NZQA на 2015 г.) .

M1 – Движение
Движение объекта (например, автомобиля, спутника, теннисного мяча) можно описать с помощью различных величин, таких как расстояние, скорость и ускорение.
Движение также включает в себя направление, в котором движется объект. Когда важно направление, величины расстояния, скорости и ускорения заменяются величинами перемещения, скорости и ускорения.
Проверьте физику в классе, чтобы узнать больше о Kinematics
Физическая анимация
Расстояние и смещение
Символ, используемый для расстояния и
. Расстояние и смещение связаны с изменением положения.
Расстояние является скалярной величиной , потому что оно включает только размер, а не направление движения.
Водоизмещение вектор количество, потому что он включает в себя как размер, так и направление от опорной или начальной точки.
Расстояние, которое проходит объект, и его перемещение часто различаются.
Скорость
Символ скорости такой же, как и скорость, v. Скорость объекта относится к скорости объекта и направлению, в котором объект движется. Скорость является векторной величиной. Единицы скорости те же, что и для скорости.
Скорость рассчитывается путем деления изменения смещения объекта на время, необходимое для изменения смещения.
Скорость, v = изменение смещения/изменение во времени
Как и скорость, скорость может относиться к средней или мгновенной скорости.
Постоянная (или равномерная) скорость означает, что и скорость, и направление объекта постоянны, т. е. скорость и направление не меняются.
Средняя скорость и средняя скорость не всегда совпадают.
Ускорение
Когда объект изменяет скорость (то есть ускоряется, замедляется или меняет направление), говорят, что он ускоряется. Ускорение a рассчитывается путем деления изменения скорости на время, необходимое для изменения скорости:
Ускорение = изменение скорости / изменение времени
Единицей ускорения является метр в секунду в квадрате.
Ускорение используется как для скалярных, так и для векторных величин. При использовании в качестве скаляра ускорение рассчитывается как a = изменение скорости/изменение во времени.
Слово ускорение используется для описания движения, когда объект замедляется, а также ускоряется. Когда объект замедляется, изменение скорости отрицательно, как и ускорение. Слова замедление и замедление также используются для описания отрицательного ускорения.
Объект ускоряется, когда его направление меняется, даже если скорость остается прежней.
Постоянное (или равномерное) ускорение означает, что величина и направление ускорения постоянны. Скорость изменяется равномерно при постоянном ускорении.
Кинематические уравнения движения
Задачи, включающие равномерное прямолинейное ускорение в течение интервала времени, часто можно быстро решить с помощью набора формул, называемых кинематическими уравнениями движения.
Если t — время в секундах, d — перемещение в метрах, vi — начальная скорость в метрах в секунду, vf — конечная скорость в метрах в секунду и a — постоянное ускорение в метрах в секунду в квадрате, то ;
Каждое уравнение содержит четыре из пяти переменных. В каждом уравнении отсутствует другая переменная.
Большинство кинематических уравнений выводятся из общего графика скорость/время движения объектов.
Два важных соотношения из графиков движения:
Наклон (градиент) графика скорости/времени дает ускорение
Площадь под графиком скорости/времени дает перемещение
Решение задач с использованием кинематических уравнений движения
Кинематические уравнения полезны для решение задач, в которых известны значения трех переменных и требуется значение четвертой переменной. Это делается путем выбора кинематического уравнения, которое содержит три известные переменные и требуемую переменную. Подставляются значения известных переменных и решается уравнение для нахождения искомой переменной.
Если известны четыре переменные (и нужно найти одну переменную), можно использовать два или более кинематических уравнения. Выберите тот, который включает простейшую перестановку и арифметику.
Знакомство с движением
Домашнее задание/учебный материал:
Pathfinder Physics 12 класс – Раздел 1 – График движения.
Прочтите информацию на страницах 16 и 17.
В своих тетрадях выполните оценочные задания, приведенные на страницах 18 и 19..
Следопыт Физика 12 класс – Раздел 2 – Расчет движения.
Прочтите информацию на страницах 20 и 21.
В тетрадях выполните контрольные задания, приведенные на страницах 22 и 23. Учебное пособие
Прочитайте информацию и ответьте на вопросы:
Скорость и ускорение    стр. 28
Уравнения движения             стр. 30
Движение под действием силы тяжести            стр. 32
M2 — Векторы в движении
Скаляры и векторы
Скаляр — это величина, которая имеет только размер (или величину). Направление не имеет значения.
Температура является скалярной величиной. Важен только размер; температура не включает направление, такое как левое или северо-восточное.
Примерами скалярных величин являются масса, время, расстояние, скорость, напряжение и энергия.
Вектор — это величина, которая включает в себя как размер, так и направление.
Сила является векторной величиной, поскольку сила описывается величиной и направлением.
Примерами векторных величин являются перемещение, скорость и импульс.
Векторы
Вектор отображается как прямая линия со стрелкой. Вектор имеет хвост и головку (указано стрелкой). Стрелка указывает направление вектора. Длина линии представляет собой размер или величину векторов. Многие величины в физике являются векторами, и их нужно складывать, умножать или делить на скаляры.
Практикуйтесь в решении задач с помощью законов движения Ньютона: практикуйтесь в вопросах и ответах!
Загляните в кабинет физики, чтобы узнать больше о векторах. Эти направления называются осями . Системы отсчета используются для описания направления вектора. Тремя общими системами отсчета являются точки компаса, пеленги по компасу, а также вертикаль и горизонталь.
Стороны компаса
Ось север/юг перпендикулярна оси запад/восток. В этой системе отсчета направление векторов задается как угол на север, запад, восток или юг.
Азимут по компасу
Азимут — это направление, заданное как угол по часовой стрелке с севера. Подшипники используются в навигации. Все углы азимута записываются тремя цифрами, начиная с нулей, если необходимо, например. 024 градуса означает 24 градуса к востоку от севера.
Вертикальное/горизонтальное
Когда направление вектора находится в вертикальной плоскости, его направление задается углом либо к вертикальному, либо к горизонтальному направлению.
Если в задаче с векторами не задана система отсчета, обычно в качестве отсчета выбирают подходящее направление. другое опорное направление будет под прямым углом к первому.
Умножение и деление вектора на скаляр
Векторы можно умножать (или делить) на числа (называемые скалярами). Когда скаляр положительный, результатом является новый вектор, имеющий то же направление, но обычно отличающийся по величине от исходного вектора. Величина нового вектора равна величине исходного вектора, умноженной на скаляр.
Если число умножения отрицательное, новый вектор будет иметь направление, противоположное исходному вектору (т. е. исходный вектор повернут на 180 градусов).
Часто скаляр является физической величиной и имеет собственную единицу измерения. Вектор, полученный в результате скалярного умножения или деления, будет иметь комбинацию единиц, отличную как от исходного скаляра, так и от вектора.
Добавление векторов
Два (или более) вектора добавляются с помощью чертежа в масштабе, называемого векторной диаграммой. Результатом сложения является вектор, называемый результат . Результирующий вектор имеет тот же эффект, что и комбинированный эффект добавляемых векторов. Векторы добавляются с головы до хвоста.
Не имеет значения, в каком порядке добавляются векторы. Результат всегда один и тот же.
Вместо того, чтобы использовать чертеж в масштабе для нахождения результирующего вектора, обычно (и часто более точно) используют тригонометрию и эскизную векторную диаграмму.
Складывать можно только векторы одной физической величины; можно добавить два вектора скорости, но нельзя добавить вектор скорости к вектору смещения и т.д.
Вычитание вектора
Отрицательный вектор — это вектор с той же величиной, но с направлением, противоположным исходному вектору.
Чтобы вычесть вектор, добавьте отрицательный вектор.
В отличие от сложения векторов порядок операций при вычитании вектора важен.
Вычитание вектора обычно используется при расчете изменения векторной величины.
Компоненты вектора
Любой вектор можно нарисовать как сумму двух других векторов, нарисованных под прямым углом друг к другу. Эти два вектора называются компонентов первого вектора.
Если направления векторов компонентов выбраны тщательно, они могут быть очень полезными. Нахождение двух компонентов называется разложением вектора на компоненты.
Относительная скорость
Относительная скорость — это скорость одного объекта по отношению к другому объекту. Скорость объекта может казаться разной в зависимости от того, откуда он измеряется.
Задачи относительной скорости включают сложение и вычитание векторов.
Домашнее задание/учебный материал:
Следопыт Физика 12 класс – Раздел 3 – Векторы в движении.
Прочтите информацию на страницах 24 и 25
В тетрадях выполните контрольные задания, приведенные на страницах 26 и 27.
Прочтите информацию и ответьте на вопросы:
Векторы                                        стр. 37
Vector Addition Page 37
Vector Fuctraction Page 39
Векторные компоненты скорости Page 40
M3 – Движение снаряда
. Острово сила тяжести (например, пули, толкатели ядра, нетболы, водяные струи и мячи для софтбола).

Ракета или планер не являются снарядами – ракета движется сама по себе во время движения, а движение воздуха над крыльями планера создает дополнительную подъемную силу, которая может способствовать движению планера.
Еще одна важная сила, действующая на все снаряды, — сопротивление воздуха. Эта сила непостоянна, так как изменяется в зависимости от скорости снаряда. Сопротивление воздуха игнорируется при решении задач на этом уровне, поскольку математика становится слишком сложной. Предполагается, что в полете единственной силой, действующей на снаряд, является сила его веса.
Это означает, что когда снаряд движется, он постоянно ускоряется вниз со скоростью 10 метров в секунду в секунду.
В горизонтальном направлении не действует ускоряющая сила, поэтому снаряд движется горизонтально с постоянной скоростью.
Положение и ускорение снаряда через равные промежутки времени показывают, что путь, пройденный снарядом, представляет собой параболу.

Для снаряда, движущегося над горизонтальной поверхностью:
Максимальная высота полета достигается, когда вертикальная составляющая скорости снаряда на мгновение становится равной нулю.
Общее время полета в два раза превышает время, необходимое для достижения максимальной высоты.
Расстояние, пройденное по горизонтали (называемое дальностью полета), представляет собой постоянную горизонтальную скорость, умноженную на общее время полета.
Снаряд падает на землю с той же скоростью, с которой был выпущен, и под тем же углом к горизонтали.

Часто задача дает начальную скорость снаряда в виде скорости v и угла тета относительно земли.
В таких случаях первым шагом в решении задачи является вычисление вертикальной и горизонтальной составляющих этой начальной скорости. Это делается путем разложения вектора скорости на вертикальную и горизонтальную составляющие.
Разрешение дает нам:
Вертикальная составляющая vy = v sin theta.
Горизонтальная составляющая vx = v cos тета.

Домашнее задание/учебный материал:
Следопыт Физика 12 класс — Раздел 3 — Векторы в движении.
Прочтите информацию на страницах 24 и 25
В тетрадях выполните контрольные задания, приведенные на страницах 26 и 27. Руководство
Прочтите информацию и ответьте на вопросы:
Движение снаряда                        стр. 33
Движение снаряда под углом       стр.0083
В повседневной жизни есть много примеров движения по кругу. Лопасти кухонного комбайна быстро вращаются по кругу; медленное обращение Луны вокруг Земли почти круговое. В этом разделе рассматриваются только объекты, которые движутся с постоянной скоростью.
Загляните в класс физики, чтобы узнать больше о круговом движении. Время, необходимое для того, чтобы пройти один раз по кругу, называется периодом вращения (символ Т). Единицей СИ для периода является секунда, с. Скорость v объекта, движущегося по круговой траектории, может быть рассчитана по пройденному расстоянию и затраченному времени.
Обычно скорость вращающегося объекта определяется путем деления расстояния, пройденного за один оборот, на время, затраченное на один оборот. Если r — радиус в метрах, а T — период в секундах, скорость v определяется как:
v = 2(pi)r / T
оборотов в секунду. Единицей СИ для частоты является герц (символ Гц).
Период T и частота f обратны друг другу.
T = 1 / f или f = 1 / T
Частота вращения иногда выражается в единицах, отличных от системы СИ, называемых оборотами в минуту (об/мин). Частота в об/мин в 60 раз больше частоты в герцах, потому что в минуте 60 секунд.
Сила и ускорение
Когда шарик на веревке вращается по кругу, на него действуют различные силы. Нить натянута, и мяч тянется внутрь. Направление силы перпендикулярно движению шариков. Эта сила меняет направление шариков, но поскольку сила всегда направлена под прямым углом к направлению движения шариков, скорость шарика не меняется.
Сила, действующая на мяч за счет натяжения нити, называется центростремительной силой. Это заставляет мяч ускоряться, изменяя направление мяча, но не его скорость.
Мяч постоянно ускоряется в направлении центростремительной силы, то есть внутрь к центру круга. Ускорение называется центростремительным ускорением.
Если v — скорость мяча в метрах в секунду, а r — радиус круга в метрах, то центростремительное ускорение a определяется по формуле:
a = V квадрат / R
Центрепетальная сила связана с центростремительным ускорением с использованием Второго закона Ньютона:
F = MA
= M (V Squared / R) Слидью

= M (V Squared / R). = m v в квадрате / r

Когда люди ускоряются, на них действуют кажущиеся силы.
Кажущаяся сила, действующая по направлению к внешней стороне круга, называется центробежной силой и возникает из-за того, что масса объекта сопротивляется внутреннему центростремительному ускорению, которое испытывает объект. Неподвижный наблюдатель вне кругового движения наблюдает только центростремительную силу. Центробежной силы не наблюдается.
Часто проще измерить период вращения T, чем скорость вращения v. Центростремительное ускорение a может быть рассчитано для T и r по следующей формуле:
a = 4 (пи) в квадрате r / T в квадрате
Центростремительная сила равна:
F = 4 (пи) в квадрате m r / Т в квадрате
Домашнее задание/учебный материал:
Следопыт Физика 12 класс – Раздел 4 – Круговое движение.
Прочтите информацию на стр. 28 и 29
В тетрадях выполните контрольные задания, приведенные на страницах 30 и 31
Повторный материал – сделайте это СЕЙЧАС:
Учебное пособие по физике для 12 класса
Прочитайте информацию и ответьте на вопросы:
5 Круговое движение и центростремительное ускорение    стр.
42
Круговое движение и центростремительная сила              стр. 59
Центростремительная сила                                          9 стр. 600005
F1 — Сила и ее компоненты
Когда вы толкаете тележку в супермаркете или тянете ящик за собой в аэропорту, вы прикладываете силу. Когда вы забиваете гвоздь, на него действует сила. Когда вы роняете книгу, и она падает на пол, книга падает из-за силы тяжести. Когда вы прислоняетесь к стене или сидите на стуле, вы прилагаете силу.
Силы могут изменять форму или размеры тел. Вы можете раздавить банку из-под напитков, сжав ее и применив силу; Вы можете растянуть резинку, потянув за нее. В повседневной жизни мы хорошо понимаем, что подразумевается под силой и в каких ситуациях задействована сила. В физике идея силы используется для добавления деталей к описаниям движущихся объектов.
Как и для всех физических величин, необходимо установить метод измерения силы. Один из способов сделать это — использовать тот факт, что силы могут изменять размеры тела воспроизводимым образом. Для растяжения пружины на ту же величину требуется та же сила (при условии, что пружина не перетянута за счет приложения очень большой силы). Этот принцип используется в пружинных балансах. Шкала показывает, насколько растянулась пружина, и шкала может быть откалибрована с точки зрения силы. Лабораторные пружинные весы часто называют весами Ньютона, потому что ньютон является единицей силы СИ.
Загляните в кабинет физики, чтобы узнать больше о законах Ньютона.
Силы являются векторными величинами: у них есть не только направление, но и величина. Силы, действующие на тело, часто изображают с помощью диаграммы силы, нарисованной в масштабе, на которой силы представлены линиями длины, пропорциональной величине силы, и в соответствующем направлении.
Домашнее задание/учебный материал:
Pathfinder Physics 12 класс – Раздел 5 – Законы движения Ньютона
Прочтите информацию на страницах 32 и 33
В тетрадях выполните контрольные задания, приведенные на страницах 34 и 35
Прочтите информацию и ответьте на вопросы:
Масса и вес                  стр. 50
Законы движения Ньютона            стр. 500005
Векторные силы Page 53
Векторные компоненты силы. Стр. 61
F2 – Типы сил
Вес
Все объекты, выпущенные вблизи поверхности Земли, падают с одинаковым ускорением (ускорение свободного падения), если). сопротивлением воздуха можно пренебречь. Силой, вызывающей это ускорение, является гравитационное притяжение Земли к объекту или сила тяжести. Сила тяжести, действующая на объект, называется весом объекта. Мы можем применить второй закон Ньютона к весу. Для тела массы m, падающего с ускорением свободного падения g, вес W определяется выражением:
Вес = масса x ускорение свободного падения
Вт = мг
Единицей силы в системе СИ является ньютон (Н). Это также единица веса. Вес объекта получается из его массы в килограммах, умноженной на ускорение свободного падения, 9,8 мс ^-2 . Таким образом, масса в один килограмм имеет вес 9,8 Н. Поскольку вес — это сила, а сила — это вектор, мы должны знать направление веса объекта. Он направлен к центру Земли. Поскольку вес всегда имеет это направление, нам не нужно указывать направление каждый раз, когда мы задаем величину веса объектов.
Вес тела является примером силы, действующей на массу в так называемом силовом поле . Вблизи поверхности Земли это поле примерно постоянно и однородно. Это означает, что в расчетах мы можем принять одно и то же значение g, независимо от положения на поверхности Земли или на небольшом расстоянии (по сравнению с радиусом Земли) над ней.
Трение
Трение – это сила, возникающая, когда:
две поверхности (например, обувь и пол) соприкасаются и сцепляются друг с другом без проскальзывания друг относительно друга.
одна поверхность скользит по другой (например, когда наждачная бумага трется о дерево)
Силы трения действуют во многих ситуациях и всегда противодействуют относительному движению двух задействованных поверхностей. Сопротивление воздуха — это трение, возникающее при движении объекта в воздухе.
Необходимо учитывать трение, когда оно присутствует в ситуации. Обычно сила трения вычитается из приложенной силы, чтобы получить результирующую силу.
Напряжение
Натяжение – это сила, с которой соединяются струны и веревки. Натяжение имеет тенденцию тянуть в обоих направлениях вдоль струны или веревки.
Решение задач
При решении задач, связанных с законами Ньютона, начните с общего наброска ситуации. Затем рассмотрите каждое тело в вашем эскизе. Покажите все силы, действующие на это тело, как известные, так и неизвестные, которые вы, возможно, пытаетесь найти. Здесь очень полезно нарисовать стрелки, которые представляют силы примерно в правильном направлении и примерно в масштабе. Обозначьте каждую силу ее величиной или символом, если вы не знаете величины.
Для каждой силы вы должны знать ее причину (гравитацию, трение и т. д.), а также знать, на какой объект эта сила действует и каким объектом она воздействует. Эта помеченная диаграмма называется диаграммой свободного тела , потому что она отделяет тело от других в ситуации. Установив все силы, действующие на тело, можно использовать второй закон Ньютона для нахождения неизвестных величин.
F3 – Момент силы
Когда на объект действует сила, эта сила может заставить объект двигаться по прямой линии. Это также может привести к тому, что объект будет вращаться (вращаться).
Вращающее действие силы называется моментом силы.
Момент силы зависит от величины силы, а также от расстояния силы от оси вращения или точки опоры. Это расстояние должно быть точно определено. Расстояние, необходимое для нахождения момента силы, равно перпендикулярному расстоянию d от линии действия силы до оси вращения.
Момент силы определяется как произведение силы на перпендикулярную линию действия силы от оси вращения.
Момент силы = Сила x перпендикулярное расстояние
Поскольку сила измеряется в ньютонах, а расстояние измеряется в метрах, единицей силы является ньютон-метр (Нм).
Пары
При использовании отвертки мы применяем эффект поворота ручки. Мы не прикладываем усилие к рукоятке, потому что это означало бы, что отвертка будет двигаться вбок. Скорее мы прикладываем две силы одинаковой величины, но противоположного направления на противоположных сторонах рукоятки.
Пара состоит из двух сил, равных по величине, но противоположных по направлению, линии действия которых не совпадают.
Рассмотрим две параллельные силы, каждая с величиной F, действующие на противоположные концы диска радиуса r. Каждая сила создает момент относительно центра диска величиной Fr в определенном направлении. Общий момент относительно центра равен F x 2r или Силе x перпендикулярному расстоянию между силами.
Хотя возникает эффект поворота, этот эффект поворота не называется моментом, поскольку он создается двумя силами, а не одной. Вместо этого этот эффект поворота упоминается как крутящий момент . Единица крутящего момента такая же, как и у момента силы, ньютон-метр.
Крутящий момент пары является произведением одной из сил и перпендикулярного расстояния между силами.
Интересно отметить, что в технике затяжка гаек и болтов часто указывается как максимальный крутящий момент, который необходимо использовать при завинчивании гайки на болт. Гаечные ключи, используемые для этой цели, называются динамометрическими ключами, потому что на них есть шкала, показывающая прилагаемый крутящий момент.
Принцип моментов
Метровую линейку можно уравновесить на оси таким образом, чтобы линейка была горизонтальной. Подвешивание груза на правиле заставит правило вращаться вокруг оси. Перемещение веса на другую сторону правила заставит правило вращаться в противоположном направлении. Подвешенные грузы с обеих сторон правила означают, что правило может вращаться по часовой стрелке, против часовой стрелки или оставаться в горизонтальном положении. В этом горизонтальном положении нет результирующего эффекта поворота, поэтому общий эффект поворота сил в направлении по часовой стрелке равен общему эффекту поворота в направлении против часовой стрелки.
Когда тело не имеет тенденции изменять свою скорость вращения, говорят, что оно находится в равновесии вращения.
Принцип моментов гласит, что для того, чтобы тело находилось в вращательном равновесии, сумма моментов по часовой стрелке относительно любой точки должна равняться сумме моментов против часовой стрелки относительно той же точки.
Центр тяжести
Объект может балансировать в определенной точке. Когда он уравновешен в этой точке, объект не поворачивается, поэтому весь вес на одной стороне оси уравновешивается весом на другой стороне. Удержание предмета за точку опоры означает, что единственная сила, которая должна быть приложена к опоре, — это сила, чтобы остановить падение предмета, т. е. сила, равная весу предмета.
Хотя все части объекта имеют вес, кажется, что весь вес объекта действует в этой точке баланса. Эта точка называется центром тяжести (ЦТ) объекта.
Центр тяжести объекта — это точка, на которую действует весь вес объекта.
Вес объекта можно представить как силу, действующую вертикально вниз в центре тяжести. Для однородного тела, такого как линейка, центр тяжести находится в геометрическом центре.
Равновесие
Принцип моментов дает условия, необходимые для того, чтобы тело находилось в равновесии вращения. Однако на тело все еще может действовать результирующая сила, которая заставляет его линейно ускоряться. Таким образом, для полного равновесия не может быть результирующей силы в любом направлении.
Чтобы тело находилось в равновесии:
1. Сумма сил в любом направлении должна быть равна нулю.
2. Сумма моментов относительно любой точки должна быть равна нулю.
Домашнее задание/учебный материал:
Pathfinder Physics 12 класс – Раздел 6 – Крутящие моменты и вращательное равновесие
Прочтите информацию на страницах 36 и 37
стр. 38 и 39
Повторный материал – сделайте это СЕЙЧАС:
Учебное пособие по физике для 12 класса
Прочитайте информацию и ответьте на вопросы:
крутящий момент и параллельные силы Page 56
крутящий момент и равновесие Page 57
F4 – Сила и расширение пружины
Законы крючков
Спиральная пружина, прикрепленная к фиксированной точке, висят вертикально и имеет веса. прикреплен к его нижнему концу. По мере увеличения размера груза пружина становится длиннее. Увеличение длины пружины называется удлинением пружины, а вес, прикрепленный к пружине, называется нагрузкой.
Если нагрузку сильно увеличить, пружина навсегда изменит свою форму. Однако при малых нагрузках при снятии нагрузки пружина возвращается к своей первоначальной длине. Говорят, что пружина претерпела упругое изменение.
При упругом изменении тело возвращается к исходной форме и размерам после снятия с него нагрузки.
На приведенной ниже диаграмме показано изменение растяжения пружины в зависимости от нагрузки.

Тот факт, что существует прямолинейная зависимость между нагрузкой и растяжением для упругого изменения, выражен в законе Гука. Следует понимать, что, хотя мы использовали в качестве иллюстрации пружину, закон применим к любому объекту при условии, что предел упругости не превышен.
Закон Гука гласит, что при условии, что предел упругости не превышен, удлинение тела пропорционально приложенной нагрузке.
Закон можно выразить в виде уравнения:
Сила F прямо пропорциональна удлинению (изменению) длины
Удаление пропорциональности дает
F = k x (изменение ) длины
где k постоянная, известная как упругая постоянная или упругая постоянная.
Постоянная упругости (постоянная пружины) — это сила на единицу растяжения.
Единицей константы является ньютон на метр ( Н·м ^-1 ).
Энергия деформации
Когда форма объекта изменяется под действием действующих на него сил, говорят, что объект деформирован. Силы должны совершить работу, чтобы вызвать это напряжение. При условии, что предел упругости не превышен, объект может выполнять работу, так как он возвращается к своей первоначальной форме при снятии сил. Энергия запасается в теле в виде потенциальной энергии, когда оно напряжено. Эта конкретная форма потенциальной энергии называется упругой потенциальной энергией или потенциальной энергией деформации или просто энергией деформации.
Энергия деформации — это энергия, накопленная телом вследствие изменения формы.
Энергия деформации определяется уравнением:
Энергия выражена в джоулях, если k выражено в ньютонах на метр, а изменение длины – в метрах.
График зависимости силы (или нагрузки) от растяжения позволяет найти энергию деформации.

Мы можем показать, что энергия деформации определяется выражением:
Обычно выражается как:
Энергия деформации = 1/2 kx ²
, где k — жесткость пружины (Nm ^-1), а x — удлинение (m).
Это означает, что энергия деформации представлена площадью под линией на графике зависимости нагрузки (ось Y) от растяжения (ось X).
Повторный материал – сделайте это СЕЙЧАС:
Учебное пособие по физике для 12 класса
Прочтите информацию и ответьте на вопросы:
Пружины и закон Гука стр. 630006 Импульс частицы определяется как произведение ее массы на скорость. В словах импульс = масса х скорость, а в символах p = mv. Единицей импульса является произведение массы на единицу скорости; то есть килограмм-метров в секунду. Альтернативной единицей измерения является ньютоновская секунда (Н с). Импульс, как и скорость, является векторной величиной.
Первый закон Ньютона гласит, что каждое тело остается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действует сила. Мы можем выразить этот закон через импульс.
Если тело сохраняет равномерное прямолинейное движение, его импульс не меняется.
Если тело остается в покое, его импульс (ноль) снова не меняется.
Таким образом, альтернативное утверждение первого закона состоит в том, что импульс частицы остается постоянным, если на частицу не действует внешняя сила.
Второй закон Ньютона также можно выразить через импульс.
Результирующая сила, действующая на тело, равна скорости изменения его количества движения.
Сила = масса x ускорение
      = масса (изменение скорости / изменение во времени)
      = изменение (масса x скорость) / изменение во времени
Продолжая идею о том, что сила равна скорости изменения количества движения, Третий закон Ньютона , относящийся к силам действия и противодействия, становится следующим: скорость изменения количества движения из-за действия силы на одно тело равна и противоположна скорости изменения импульса из-за силы реакции на другое тело. Получается:
Когда два тела действуют друг на друга с силами противодействия, изменения их количества движения равны и противоположны.
Загляните в кабинет физики, чтобы узнать больше об импульсе

ME2 – Сохранение импульса
Мы уже видели, что Первый закон Ньютона утверждает, что импульс отдельной частицы постоянен, если не действует внешняя сила на частицу. Теперь представьте себе систему из двух частиц. Мы позволяем этим частицам оказывать некоторую силу друг на друга: это может быть гравитационное притяжение или, если частицы заряжены, это может быть электростатическое притяжение или отталкивание.
Эти две частицы были изолированы от остальной Вселенной и не подвергались воздействию внешних сил. Если первая частица воздействует на вторую с силой F, то третий закон Ньютона говорит нам, что вторая частица действует на первую с силой -F. Знак минус указывает на то, что силы направлены в противоположные стороны. Мы можем выразить этот закон в терминах изменения импульса.
Изменение количества движения второй частицы под действием силы, действующей на нее со стороны первой, равно и противоположно изменению количества движения первой частицы под действием силы, действующей на нее со стороны второй. Таким образом, изменения импульса отдельных частиц компенсируют друг друга, и импульс системы двух частиц остается постоянным. Частицы просто обменялись некоторым импульсом. Это можно выразить так:
p = p ₁ + p ₂ = константа
, где p — общий импульс, а p ₁ и p ₂ — отдельные импульсы. Мы могли бы распространить эту идею на систему из трех, четырех или, наконец, любого числа n частиц.
Если на систему не действует никакая внешняя сила, то полный импульс системы остается постоянным или сохраняется.
Систему, на которую не действует внешняя сила, часто называют изолированной системой. Тот факт, что полный импульс изолированной системы постоянен, является принципом сохранения импульса. Это прямое следствие третьего закона движения Ньютона.
ME3 – Столкновения
Теперь воспользуемся принципом сохранения импульса для анализа системы, состоящей из двух сталкивающихся частиц. (Если вам нужен пример из реальной жизни, подумайте о бильярдных шарах). Рассмотрим две частицы Red и Orange, которые столкнулись прямо лоб в лоб, частица Red движется слева направо, а частица Orange — справа налево. Частицы сталкиваются. После столкновения обе частицы движутся назад в направлении своего сближения.

Согласно закону сохранения импульса, полный импульс этой изолированной системы остается постоянным, что бы ни происходило в результате взаимодействия частиц. Таким образом, полный импульс до столкновения должен быть равен полному импульсу после столкновения.
Зная массы частиц и скорости до столкновения, мы могли вычислить соотношение между скоростями после столкновения.
Подход к проблемам столкновения следующий:
Нарисуйте маркированную диаграмму, показывающую сталкивающиеся тела до столкновения. Нарисуйте отдельную диаграмму, показывающую ситуацию после столкновения. Позаботьтесь о том, чтобы определить направления всех скоростей.
Получите выражение для полного импульса до столкновения, помня, что импульс является векторной величиной. Точно так же найдите полный импульс после столкновения, взяв то же исходное направление.
Затем приравняйте импульс до столкновения к импульсу после него
ME4 – Импульс и импульс
Теперь полезно ввести величину, называемую импульсом, и связать ее с изменением импульса.
Если постоянная сила F действует на тело в течение времени изменения t , то импульс силы определяется как F x изменение t.
Единица импульса определяется единицей силы, ньютоном, умноженной на единицу времени, секунду: это ньютон-секунда (Н с) .
Из второго закона Ньютона мы знаем, что сила, действующая на тело, равна скорости изменения количества движения тела.
Сила = изменение импульса / изменение во времени
Если мы умножим обе части этого уравнения на изменение во времени, мы получим
Сила x изменение во времени = изменение импульса
Мы уже определили f x изменение во времени как импульс силы. Другая сторона уравнения – изменение импульса тела. Итак, второй закон Ньютона говорит нам, что импульс силы равен изменению импульса .
Полезен для работы с силами, действующими в течение короткого промежутка времени, например, при столкновении. Силы между сталкивающимися телами редко остаются постоянными на протяжении всего столкновения, но уравнение можно применить для получения информации о средней действующей силе.
Что все это на самом деле означает и как это помогает нам в повседневной жизни? Нажмите на ссылку ниже, чтобы узнать больше.
Применение в реальной жизни — безопасность автомобиля
ME5 – Упругие и неупругие столкновения
При некоторых столкновениях кинетическая энергия сохраняется так же, как и импульс. Под сохранением кинетической энергии мы подразумеваем, что полная кинетическая энергия сталкивающихся тел до столкновения равна кинетической энергии после него. Это означает, что энергия не теряется при постоянной деформации сталкивающихся тел или в виде тепла и звука. При столкновении происходит преобразование энергии: пока сталкивающиеся тела соприкасаются, часть кинетической энергии переходит в упругую потенциальную энергию, но по мере разъединения тел снова превращается в кинетическую энергию.
Если удар упругий, кинетическая энергия до столкновения равна кинетической энергии после столкновения.
Столкновения, при которых полная кинетическая энергия неодинакова до и после события, называются неупругими.
Полная энергия, конечно, должна сохраняться. Но при неупругом столкновении кинетическая энергия, которая не появляется снова в той же форме, превращается в тепло, звук и другие виды энергии.
В крайнем случае вся кинетическая энергия может быть потеряна. Кусок пластилина, брошенный на пол, не подпрыгивает. Вся кинетическая энергия, которой он обладал непосредственно перед нагревом пола, была преобразована в работу, затраченную на сплющивание комка, и (гораздо меньшую величину) в звуковую энергию, испускаемую в виде шумоподавления!
Хотя кинетическая энергия может сохраняться или не сохраняться при столкновении, импульс всегда сохраняется, как и полная энергия.
Домашнее задание/учебный материал:
Pathfinder Physics 12 класс – Раздел 7 – Импульс и импульс
Прочтите информацию на страницах 40 и 41 42 и 43
Материал для пересмотра – сделайте это СЕЙЧАС:
Год 12 Руководство по курсу физики
Прочитайте информацию и ответьте на вопросы:
Momentum Page 79
Сохранение момента Page 81
Изменение момента Page 83
Impulse and Change in Momentum Page 84
ME6 – 2
Work and Power
Слово «работа» используется в повседневном языке, но имеет множество значений. В физике слово работа имеет определенное значение.
Работа совершается, когда сила перемещает точку, на которую она действует (точку приложения), в направлении силы.
Проделанная работа = сила x расстояние, пройденное силой в направлении действия силы.
Очень важно включить направление в определение выполненной работы. Автомобиль можно довольно легко толкнуть горизонтально, но, если автомобиль нужно снять с колес, необходимо проделать гораздо больше работы и использовать машину, например автомобильный домкрат.
Однако проделанная работа не имеет направления, а имеет только размер и является скалярной величиной. Измеряется в джоулях (Дж).
Когда сила в один ньютон перемещает точку приложения на один метр в направлении силы, совершается работа в один джоуль.
Работа, выполненная в джоулях = сила в ньютонах x расстояние, пройденное в метрах в направлении действия силы.
Из этого следует, что джоуль (Дж) можно назвать ньютон-метром (Нм).
Посетите кабинет физики, чтобы узнать больше о работе, энергии и мощности
Различные направления
Если сила и перемещение не в одном направлении, то необходимо найти составляющую силы в направлении смещения.
Рассмотрим силу F, действующую вдоль линии под углом ( тета ) к смещению. Составляющая силы вдоль направления смещения равна F cos theta.
Работа, выполненная для смещения x = f cos theta, умноженная на x

= FX Cosa
Обратите внимание, что F sin тета силы находится под прямым углом к смещению. Поскольку смещения в направлении этого компонента нет, работа не совершается.
Мощность
Мощность – это скорость выполнения работы. Мощность определяется по формуле:
Мощность = выполненная работа / затраченное время
Единицей мощности является ватт (символ W ) и равна скорости работы один джоуль в секунду. Это означает, что лампочка мощностью 1 Вт будет преобразовывать 1 Дж электрической энергии в другие формы энергии (тепло и свет) каждую секунду.
Мощность, как и энергия, является скалярной величиной.
Следует соблюдать осторожность, говоря о мощности. В физике сила или сила и мощность не одно и то же. Большие силы могут быть приложены без какого-либо движения, поэтому работа не выполняется, а мощность равна нулю!
Например, большой камень, лежащий на земле, не движется, но на него действует большая сила.
Киловатт-час
Каждое домашнее хозяйство должно платить за электроэнергию. Электричество жизненно важно в современной жизни, и эта энергия не является бесплатной. Важно понимать, что оплачивается электроэнергия, а не электроэнергия. Поскольку многие электроприборы в доме имеют мощность порядка киловатта и мы используем их часами, джоуль как единица энергии слишком мал.
Вместо этого во многих частях мира электроэнергия приобретается в киловатт-часах (кВт·ч).
Один киловатт-час – это энергия, затрачиваемая при выполнении работы мощностью 1 киловатт за время 1 час.
Киловатт-час иногда называют единицей энергии. Счетчики электроэнергии в доме часто изображаются в виде единиц измерения, где одна единица равна одному киловатт-часу.
Домашнее задание/учебный материал:
Следопыт Физика 12 класс – Раздел 8 – Работа и энергия
Прочтите информацию на страницах 44 и 45
В тетрадях выполните контрольные задания, приведенные на страницах 46 и 47
Прочтите информацию и ответьте на вопросы:
Работа и мощность стр. 75

ME7 – Энергия и ее сохранение . Когда пружина отпущена, она может совершать работу; например, заставить детскую игрушку двигаться. Когда пружина заведена, она сохраняет способность совершать работу.
Способность выполнять работу называется энергией.
Поскольку выполненная работа измеряется в джоулях (Дж), энергия также измеряется в джоулях.
Потенциальная энергия
Потенциальная энергия — это способность объекта выполнять работу в результате его положения или формы.
Мы уже видели, что закрученная пружина накапливает энергию. Эта энергия является потенциальной, потому что пружина растянута. Более конкретно энергия может быть названа упругая ( или деформационная ) потенциальная энергия . Упругая потенциальная энергия запасается в объектах, форма которых упруго изменилась. Примеры включают натянутые провода, скрученные эластичные ленты и сжатые газы.
Другой формой потенциальной энергии является электрическая потенциальная энергия . Закон зарядов — подобные заряды отталкиваются, в отличие от притягивающихся — означает, что при перемещении зарядов относительно друг друга должна совершаться работа. Если, например, два положительных заряда сблизить, совершается работа, и электрическая потенциальная энергия зарядов увеличивается. Запасенная электрическая потенциальная энергия высвобождается, когда заряды расходятся. И наоборот, если положительный заряд приближается к отрицательному, высвобождается энергия, потому что существует сила притяжения.
Закон гравитационного притяжения Ньютона говорит нам, что массы притягиваются друг к другу. Мы полагаемся на силу гравитации, чтобы удержать нас на Земле! Когда две массы разделяются, над ними совершается работа, поэтому они получают гравитационной потенциальной энергии . Если массы сближаются, они теряют гравитационную потенциальную энергию. Изменения гравитационной потенциальной энергии имеют особое значение для объекта вблизи поверхности Земли, поскольку мы часто совершаем работу, поднимая массы, и, наоборот, накопленная энергия высвобождается, когда масса снова опускается. Объект массой m вблизи поверхности Земли имеет вес mg, где g — ускорение свободного падения. Этот вес есть сила, с которой Земля притягивает массу (а масса притягивает Землю). Если масса перемещается на вертикальное расстояние h,
Проделанная работа = сила x пройденное расстояние = mgh.
Когда масса поднимается, проделанная работа сохраняется в виде гравитационной потенциальной энергии, и эта энергия может быть восстановлена, когда масса падает.
Изменение гравитационной потенциальной энергии E _p = mg x (изменение) высоты
Важно помнить, что для измерения энергии в джоулях масса должна быть в килограммах, ускорение в метрах на секунды в секунду и изменение высоты в метрах. Обратите внимание, что нулевая точка гравитационной энергии не указана. Нас интересуют изменения потенциальной энергии, когда масса поднимается или опускается.
Кинетическая энергия
Когда объект падает, он теряет гравитационную потенциальную энергию и при этом ускоряется. Энергия связана с движущимся объектом. На самом деле мы знаем, что движущийся объект можно заставить выполнять работу, когда он замедляется. Например, движущийся молоток ударяет по гвоздю и, останавливаясь, вбивает гвоздь в кусок дерева.
Кинетическая энергия – это энергия движения.
Кинетическая энергия E _k объекта, движущегося со скоростью v, определяется выражением:
Кинетическая энергия, E _k = 1/2 mv ²
Чтобы кинетическая энергия была выражена в джоулях, масса должна быть в килограммах, а скорость в метрах в секунду.
Полное название этой энергии поступательная кинетическая энергия , потому что она возникает из-за движения объекта по прямой линии. Следует помнить, что вращающиеся объекты также обладают кинетической энергией, и эта форма энергии известна как кинетическая энергия вращения.
Преобразование и сохранение энергии
Следует помнить, что полная энергия, присутствующая во Вселенной, остается постоянной. Все изменения энергии регулируются законом сохранения энергии . В нем говорится, что:
Энергия не может быть создана или уничтожена. Его можно только преобразовать из одной формы в другую.
Эффективность
При большинстве энергетических преобразований часть энергии теряется в виде тепловой (тепловой) энергии. Например, когда мяч катится вниз по склону, полное изменение потенциальной энергии гравитации не равно приросту кинетической энергии, потому что тепловая (тепловая) энергия была произведена в результате сил трения. Эффективность дает меру того, какая часть общей энергии может быть использована и не потеряна.
Эффективность = выполненная полезная работа / общее количество потребляемой энергии
Эффективность может быть выражена как отношение или процент. Поскольку энергия не может быть создана, КПД никогда не может превышать 100%, а вечный двигатель невозможен!
Домашнее задание/учебный материал:
Pathfinder Physics 12 класс – Раздел 9 – Энергия, сохранение и мощность
Прочтите информацию на страницах 49 и 50
В тетрадях выполните задания по оценке стр. 51 и 52
Ревизивный материал – сделайте это сейчас:
год 12 Руководство по физике. Энергия    стр. 74
Упругая потенциальная энергия                           стр. 77

Полезные ссылки
Задания и информацию, которые помогут вам узнать больше о механике:
Механика
Повторение физики уровня A — выберите тему
Поднимите меня на вершину!

Как много вы знаете об основах механики физики?

“”

Изображение: Martin Steinthaler / Moment / Getty Images

Для многих из нас «механики» — это те люди, которые работают с автомобилями. Но в физике «механика» имеет особое значение. Это относится к изучению движения, будь то его причины или его действие. Другими словами, механика — это раздел физики, который объясняет, почему отправлять текстовые сообщения за рулем — действительно плохая идея. (Не то, чтобы некоторые люди когда-либо поймут это). Но помимо повседневного применения фундаментальная физика пронизывает все остальные области науки. Думаете, что атомы и молекулы нужны только для уроков химии? Подумайте еще раз: как движутся эти атомы, это область физики. Думаете, черные дыры изучаются только в астрономии? Это не так — есть целая ветвь физики, которая занимается энергией и движением небесных тел.

Что это значит для вас, человека, который собирается пройти этот тест? Это означает, что какой бы популярной ни была квантовая физика в последние десятилетия, вам не нужно беспокоиться о теории струн, суперсимметрии или возможности мультивселенной. Мы будем твердо стоять на ногах. Вместо этого эти вопросы должны вернуть вас на урок физики в старшей школе.

Итак, вы готовы пересмотреть то, что вы узнали об этой прекраснейшей из наук? Приготовьтесь проверить свои знания прямо сейчас!

“Для каждого действия есть равное и противоположное противодействие” это …

Закон Бойля

Постоянная Планка

Третий закон Ньютона

Нам удобно говорить, что это единственный закон физики, регулярно цитируемый людьми без какой-либо научной подготовки. Обычно контекст представляет собой своего рода месть, например, розыгрыш над коллегой, который ранее подшутил над ним. Ньютон был бы ТАК разочарован.

Это просто пословица, а не закон физики.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Какое понятие представлено буквой “g” (опять же, если не указано иное)?

Гравитация

Гравитация настолько важна в физике, что ей посвящена буква «g». Он разделяет эту честь с «а» для «ускорения», «v» для «скорости», «f» для «силы» и некоторых других.

Земля

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ г.

Какая сила препятствует движению или замедляет его, когда два объекта соприкасаются?

Замедление

Трение

Хотя мы можем думать о «трении» как о чем-то пассивном, на самом деле оно считается самостоятельной силой. Два объекта воздействуют этой силой друг на друга, и это изменяет скорость движения обоих.

Напряжение

Вязкость

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Кто сформулировал Три закона движения?

Эйнштейн

Ньютон

Если этот ответ вызвал у вас затруднения, то и остальные вопросы викторины могут вызвать затруднения. Это не означает, что это викторина об известных физиках, но Исаак Ньютон и его три закона должны были появиться на втором или третьем уроке физики в старшей школе. Он/они такие фундаментальные.

Планка

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Если не указано иное, что означает буква «м» в физике?

Движение

Не дайте себя обмануть — «материя» и «движение» также являются важными понятиями в физике, но не теми, которые обычно обозначаются буквой «м». Однако вы редко увидите «мили». Как и во всех отраслях науки, метрические измерения предпочтительнее стандартных.

Материя

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Когда объект движется, какой энергией он обладает?

Boylean

Kinetic

Если вы знаток словарного запаса, одно только название, вероятно, вам поможет. «Кинеин» — это греческое слово, означающее «двигаться», а «кине-» используется в нескольких английских словах, включая «психокинез» для (предполагаемой) способности перемещать объекты силой мысли.

Потенциальный

Посторонний

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Какие из ваших физических характеристик являются функцией гравитации?

Ваш рост

Ваш вес

Хорошо, мы не физики; мы не можем исключить, что гравитация влияет и на другие аспекты функционирования вашего тела. Но вес буквально является функцией гравитации — это то, насколько земля притягивает вас благодаря вашей массе. Вот почему, конечно же, на Луне или Марсе вы будете весить меньше.

Ваш пульс

Ваш цвет волос

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Как называется полное отсутствие материи?

Пустое поле

Нулевой сектор

Вакуум

Космос – это вакуум, вы, наверное, знали это, а вакуум можно создать на Земле, в лабораторных условиях. В противном случае, однако, довольно сложно найти такое пространство, где «свободно от сопротивления воздуха» можно было бы проводить все эти чистые, беспрепятственные эксперименты, описанные в основных учебниках по физике.

Для этого термина нет

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Хорошо, но каково определение «массы»?

Его вес

Его размер

Количество материи в объекте

Хотя “масса”, кажется, относится к размеру объекта и его весу, что действительно имеет значение, так это количество материи, содержащейся в его размерах. Таким образом, небольшой объект с плотно упакованными молекулами, вроде чего-то сделанного из железа, вероятно, имеет большую массу, чем большой резиновый мяч.

Объем воздуха, который мог бы удерживать объект, если бы он был полым

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Какая из этих сил противодействует гравитации в жидкости?

Плавучесть

“Пловучесть” – это восходящая сила. Мы обычно думаем об этом в связи с водой, где вода оказывает давление на объект, например на лодку. Подъемная сила эквивалентна весу воды, вытесняемой плавающим объектом. (Поищите «Принцип Архимеда», если вам нужна дополнительная информация о том, как это работает).

Трение

Слабое взаимодействие

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Объявление

Величина, имеющая как величину, так и направление, представляет собой …

Объект

Вектор

Вектор описывает величину и направление и часто обозначается стрелкой, но — эта часть может быть немного сбивает с толку — это не объект сам по себе и не имеет положения. Полезно думать о нем как о части физического словаря, который вы будете понимать все лучше и лучше, когда начнете его использовать.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Что не учитывается в большинстве задач на базовом экзамене по физике?

Сопротивление воздуха

Большинство задач по физике в средней или старшей школе решаются в волшебном мире без сопротивления воздуха. Конечно, если бы нам пришлось жить в таком мире, то возникли бы проблемы (даже если отбросить очевидное, как и все задыхаются) – в том числе невозможность оторвать самолет от земли!

Вес объекта

Скорость объекта

Гравитация

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Механика объясняет ряд явлений… но не это!

Свободное падение

Полет птиц

Путешествие в космос

Путешествие во времени

На самом деле путешествие во времени вообще не является частью физики. Несмотря на широко разрекламированное представление о том, что время «существует одновременно», единственный способ прыгать в нем вперед и назад — это НЕ состоять из материи (которая является частью пространства-времени). Кто-нибудь здесь не состоит из атомов? Не думал.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Объект в состоянии покоя остается в покое до тех пор, пока что не произойдет?

Воздействие внешней силы.

Это первый из трех законов движения в физике. Возможно, вы уже знаете, что с этими законами связано известное имя, но это тема для другого вопроса. Кроме того, извините, если вы проверили «ответ Эйнштейна» — мы знаем, что он опроверг многие распространенные убеждения, но не Первый закон.0005

Его молекулы становятся слишком горячими, чтобы позволить ему отдохнуть.

Поглощен более крупным объектом.

Согласно Эйнштейну, ни один объект никогда не находится в состоянии покоя.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Правда или ложь: Гравитация — это сила, которая существует между всеми объектами.

Это правда.

Все, что имеет массу, имеет определенную силу тяжести. Начинающих студентов-физиков смущает то, что мы привыкли обсуждать гравитацию только с точки зрения Солнца, Земли и других массивных астрономических тел.

Нет, они должны быть определенного размера или больше.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Область механики делится на две подобласти. Они “кинематика” и что?

Сотрясения

Динамика

“Динамика” изучает причины движения, тогда как “кинематика” изучает или описывает само движение. Если кажется, что эти две вещи настолько тесно связаны, что они не должны быть отдельными областями, что ж, нет ничего более приятного для академических кругов, чем разделение вещей и их классификация.

Информатика

Стасиматика

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Давление газа увеличивается по мере увеличения объема его сосуда. Чей это закон?

Роберт Бойль был англо-ирландским физиком и химиком, наиболее известным своим законом о том, как газы ведут себя в замкнутой системе. Конечно, эти последние два слова являются кикером, поскольку полностью закрытую систему очень трудно найти в естественном мире.

Эйнштейн

Клерк Максвелл

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Одна из них НЕ является одной из «шести простых машин». Который из?

Наклонная плоскость

Шкив

Механизм — это то, что изменяет направление или величину силы, обычно усиливая эту силу. Шесть простых механизмов, как определили первые ученые, были рычагом, колесом и осью, шкивом, винтом, наклонной плоскостью и клином.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Паскаль является стандартной единицей ______.

Ускорение

Давление

Если вас немного смущает этот пункт, возможно, это потому, что неофициально мы измеряем давление в «барах». «Бар» равен 100 000 паскалей; вы будете часто слышать этот термин в метеорологии, где барометрическое давление является важным измерением.

Электрослабая сила

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Когда два объекта сталкиваются друг с другом, в физике это называется как?

Столкновение

В то время как в повседневной жизни мы могли бы использовать термин “авария”, в физике предпочтительным термином является “столкновение”. Физика, которую вы будете изучать в старшей школе, часто исследует результаты — например, передачу энергии — которая происходит при столкновении двух объектов.

Трансфер

Авария

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Скорость, с которой меняется положение объекта, называется как?

Ускорение

Вектор

Скорость

В повседневном разговоре мы часто называем это «скоростью». И этот термин имеет значение и в физике: это скорость относительно одной фиксированной точки. Почему это важно? Потому что, поскольку каждый объект во Вселенной находится в движении, скорость относительна, если не определена как «скорость» по отношению к другому телу.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Какое слово мы используем для обозначения изменения скорости во времени?

Ускорение

Совет: не используйте слово “замедление” в отношении любителей физики. Нет такого понятия! «Ускорение» может быть положительным или отрицательным, но применяется тот же термин. Подумайте о том, что «тепло» — это понятие в физике, а не «холод», потому что это лишь относительное отсутствие тепла.

Революция

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Сила равна массе, умноженной на что?

Ускорение

Наверное, это классическое уравнение физики, которое люди помнят еще долго после окончания школы. Он настолько известен, что был адаптирован для футболки на тему «Звездных войн»: «Да пребудет с вами ускорение масс!»

Джоули

Давление

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ г.

Объявление

Что из перечисленного представляет силу притяжения на Земле?

5 метров в секунду

8 метров в секунду

9,8 метра в секунду

9,8 метра в секунду, в секунду

Мы измеряем гравитацию не как скорость, а как ускорение. Без сопротивления воздуха падающий объект будет ускоряться со скоростью 9,8 метра в секунду, пока его не остановит другой объект (например, земля). Чаще всего физики сокращают эту скорость до 90,8 м/с (в квадрате).

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Мы определяем ______, в самом простом виде, как толкание или тяга объекта.

Усилие

Сила — это то, что заставляет тело двигаться. (Подождите, это включает в себя неотразимую танцевальную музыку?) Естественно, определение усложняется за пределами науки, например, в политических новостях, где «внешние силы» могут разрушать нестабильный режим.

Кинетическая энергия

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Как называется полное или окончательное изменение положения объекта?

Смещение

Мы говорим здесь «конечное», потому что, когда объект движется, мы можем ссылаться на его скорость или ускорение, оба из которых связаны со скоростью изменения положения, но когда он перестает двигаться, мы говорим о его смещении— окончательное изменение его положения.

Поездки

Трансфер

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Вы бросаете перо и свинцовый грузик с пятиэтажного дома. Перо шириной в дюйм и длиной в пять дюймов; вес составляет два дюйма в ширину и три дюйма в длину. Какой из них первым упадет на землю?

Перо

Груз

Не нужно ломать голову: это перо, которое “предназначено” (так сказать) для захвата воздуха и увеличения сопротивления. Свинцовая гиря такими свойствами не обладает. Если вы выбрали «в одно и то же время», вы, вероятно, подумали о головоломке, в которой эти объекты падают в теоретическую безвоздушную среду, позволяя гравитации действовать на них таким же образом, и они падают на землю в одно и то же время. .

Они упали бы на землю одновременно,

Не зная точной высоты “пятиэтажки” это невозможно

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Что кроме его трех законов названо в честь Исаака Ньютона?

Стандартная единица давления

Стандартная единица работы

Стандартная единица силы

Сила обычно измеряется в ньютонах, будь то сила трения или силы, участвующие в столкновении, и так далее. Какой бы уважаемой фигурой в мире физики ни был Ньютон, вряд ли он будет однофамильцем чего-либо в ЦЕРН, где работа основана на работах квантовых физиков 20-го века.

Столовая в ЦЕРН

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Сила, умноженная на расстояние, равна чему?

Усилие

Перемещение

“Работа” в физике имеет довольно узкое определение: сила должна преуспеть в изменении положения тела. Другими словами, если вы толкаете машину, застрявшую в грязи, как сумасшедшую, но она не двигается, вы не выполнили никакой работы. (Извините!)

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ г.

Подождите, какая разница между “давлением” и “силой”?

“Давление” всегда атмосферное.

“Давление” – это отношение силы к площади, на которую она воздействует.

Мы знаем, что это немного сбивает с толку. Ведь мы много слышим об атмосферном давлении, барометрическом давлении и давлении, возникающем в результате нагревания (как в скороварке). Однако само слово просто относится к тому, как сила распространяется по площади поверхности, к которой она приложена.

“Сила” всегда приводит к движению, “давление” не обязательно.

«Давление» всегда связано с теплом.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Что противоположно вектору?

Конечный

Островной

Скалярный

Термин “скаляр” описывает нечто, имеющее величину, но не направление. Температура, например, является скалярной величиной. Опять же, это термин, который вы лучше поймете, когда начнете его использовать.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Правда или ложь: “Мощность” не является термином в физике.

Верно. Это всегда энергия.

Ложь. Это термин из физики.

Мощность — это термин, связанный с тем, как используется энергия. По сути, это работа, разделенная на время, и измеряется в единицах, называемых «ваттами», по имени шотландского ученого Джеймса Уатта. К сожалению, поскольку его чаще всего можно увидеть на упаковке лампочки, некоторые люди думают, что ватты измеряют только свет.

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

Что обычно означает буква «К» в физических уравнениях?

Константа

Хорошо, так что это не должно быть “C”? Что ж, вполне вероятно, что это обозначение пришло к нам из немецкого языка, где слово пишется «константе». Со временем оно стало стандартом в физике. (Технически, отдельный ученый может использовать любую букву, но есть риск быть не понятым другими, если работа будет широко распространена).

Килограммы

Kinesis

Километры

ПРОКРУТИТЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ВОПРОСУ

________ это способность выполнять работу.

Энергия

В то время как в рабочем мире это может быть «мотивация» или «инициатива», в физике правильным термином является «энергия». Если вы только что пришли с урока биологии, вы можете подумать, что только живые организмы обладают такой способностью, но в физике часто неодушевленные объекты обладают энергией исключительно из-за силы, которую они могут проявлять, такие вещи, как шары и камни, обладают энергией.

Классическая механика

Основные понятия классической механики

Основные принципы классической механики

Глава I. Классическая механика. Революция в физике

2. Классическая механика и физика – это всего лишь приближения

Глава II. Классическая физика

1. Классическая и квантовая физика

Глава VIII. Волновая механика

Глава IX. Квантовая механика Гейзенберга

Глава XII. Волновая механика систем и принцип Паули

ОБЫЧНАЯ КЛАССИЧЕСКАЯ САМОДИФФУЗИЯ

Относительность и механика

I. АНТИЧНАЯ МЕХАНИКА

VII. МЕХАНИКА В XIX ВЕКЕ

МЕХАНИКА ГЕРЦА

НЕЕВКЛИДОВА МЕХАНИКА

Механика Ньютона

Механика в физике презентация, доклад, проект

Тесты по физике по теме “Механика” онлайн

Физические величины. Обозначения, единицы измерения и перевод в систему СИ

Механическое движение

Тест по физике. 9 класс. “Относительность движения”

ЕГЭ по физике, 5 задание.

Промышленная робототехника

Механическое движение

Тест по физике Законы Ньютона для 9-10 классов. Контроль знаний.

Тематические задания для подготовки к ЕГЭ по физике. Механика. Кинематика

Импульс. Закон сохранения импульса

ЕГЭ по физике, 6 задание. Механика (10 вопросов)

ЕГЭ по физике, 7 задание.

ЕГЭ по физике, 23 задание. Механика — квантовая физика (10 вопросов)

Тренировочный тест “Криволинейное движение”

Блоки, применение правила равновесия рычага к блокам

«Основы динамики и законы сохранения в механике»

Работа силы

Античная механика | Обучонок

Подробнее о работе:

Оглавление

Введение

Термин механика

Лекции и демонстрации по механике — Кафедра общей физики

Механика – Энциклопедия Нового Света

Содержание

Значение

Классическая механика против квантовой

Эйнштейновская физика против ньютоновской физики

Типы механических тел

Поддисциплины механики

Классическая механика

Квантовая механика

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Кредиты

1: Введение в классическую механику

Университетская физика I: Классическая механика

Определения, различные категории и часто задаваемые вопросы

Механика

Механика делится на три следующие категории:

Статистическая механика

Классическая механика

Что такое классическая механика в физике?

Квантовая механика

На заметку

Преимущества Веданту – Механика Статья

Оставаться организованным

год 12 – Механика – где -то, что -то невероятное ожидает, чтобы стать известными

M1 – Движение

M2 — Векторы в движении

M3 – Движение снаряда

5 Круговое движение и центростремительное ускорение стр.

F1 — Сила и ее компоненты

F2 – Типы сил

F3 – Момент силы

F4 – Сила и расширение пружины

ME2 – Сохранение импульса

ME3 – Столкновения

ME4 – Импульс и импульс

ME5 – Упругие и неупругие столкновения

ME6 – 2