Таблица по законам ньютона: Таблица для обощения темы “Законы Ньютона”

Равнодействующая сила – формула, модуль, законы Ньютона

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 164.

Обновлено 31 Октября, 2021

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 164.

Обновлено 31 Октября, 2021

Законы Ньютона – математическая абстракция. В реальности причиной движения или покоя тел, а также их деформации, выступают сразу несколько сил. Поэтому важным дополнениям к законам механики будет введение понятия равнодействующей силы и его применение.

О причинах изменений

Классическая механика разделена на два раздела – кинематику, при помощи уравнений описывающую траекторию движения тел, и динамику, которая разбирается с причинами изменения положения объектов или самих объектов.

Причиной изменений выступает некоторая сила, которая есть мера действия на тело других тел или силовых полей (например, электромагнитное поле или гравитация). К примеру, сила упругости вызывает деформацию тела, сила тяжести – падение тел на Землю.

2}$

Теперь дадим строгое определение: равнодействующая сила есть векторная сумма всех сил, оказывающих влияние на тело.

Разберем правила треугольника и параллелограмма. Графически это выглядит так:

Рис. 3. Правило треугольника и параллелограмма.

Внешне они кажутся различными, но когда доходит до вычислений, сводятся к нахождению третьей стороны треугольника (или, что тоже самое, диагонали параллелограмма) по теореме косинусов.

Если сил больше двух, иногда удобней пользоваться правилом многоугольника. По своей сути – это всё тот же треугольник, только повторенный на одном рисунке некоторое количество раз. В случае, если по итогу контур получился замкнутым, общее действие сил равно нулю и тело покоится.

Задачи

• На ящик, размещенный в центре декартовой прямоугольной системы координат, действуют две силы: $F_1 = (5, 0)$ и $F_2 = (3, 3)$. Рассчитать равнодействующую двумя методами: по правилу треугольника и при помощи покомпонентного сложения векторов. 2 + 2F_1F_2 sin45} = \sqrt{25 + 18 + 2 \cdot 5 \cdot 4,2 \cdot sin45} = 8,5 Н$
  • На машину действуют три силы: $F_1 = (-5, 0)$, $F_2 = (-2, 0)$, $F_1 = (7,0)$. Какова их равнодействующая?

  Решение

  Достаточно сложить иксовые компоненты векторов:

  $F = -5 – 2 + 7 = 0$

  Что мы узнали?

  В ходе урока было введено понятие равнодействующей сил и рассмотрены различные методы ее расчета, а также введена запись второго закона Ньютона для общего случая, когда количество сил неограниченно.

  Тест по теме

  Доска почёта

  Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

  Пока никого нет. Будьте первым!

  Оценка доклада

  4.7

  Средняя оценка: 4.7

  Всего получено оценок: 164.

  ---

  А какая ваша оценка?

  14.5. Ньютон (Newton)

  Биографические сведения. Исаак Ньютон (1643—1727) — выда­ющийся английский физик, астроном, математик и философ.

  Родом из небогатой семьи фермера, он окончил Кембриджский университет (1666), получив степень бакалавра. С 1667 г. Ньютон преподавал в университете: сначала оптику, а затем, получив степень магистра, — физику и математику (кафедра натуральной философии). В 1672 г. избран членом Королевского общества¹ (за исследования в области оптики и построенный им зеркальный телескоп). В 1687 г. вышла в свет его работа «Математические начала натуральной философии», благодаря которой завершилась научная революция, начавшаяся в эпо­ху Возрождения: возникла классическая физика и на ее базе — но­вая картина мира (ньютоно-картезианская). В начале 1690-х гг. в доме, где жил Ньютон, произошел пожар, в котором погибли все его рукопи­си. Эта трагедия, наложившись на многолетнюю усталость и нервное переутомление, привела к тому, что в дальнейшем Ньютон наукой прак­тически не занимался.

  В 1696 г. Ньютон был назначен смотрителем английского Монет­ного двора, а в 1699 г. — его управляющим, из-за чего вынужден был переехать из Кембриджа в Лондон и оставить преподавательскую ра­боту. Он дважды избирался членом парламента, но активного участия в его работе никогда не принимал

  2. В 1703 г. его избрали президентом Королевского общества.

  Ньютон (параллельно с Лейбницем) создал интегральное и диффе­ренциальное исчисление; совершил ряд открытий в оптике; созданная им теория — классическая механика — стала образцом для научных теорий Нового времени.

  Основные труды. «Новая теория света и цветов» (1672), «Мате­матические начала натуральной философии» (1687, второе издание в 1713 г.), «Оптика» (1704, второе издание в 1717 г.). После его смерти изданы «Наблюдения над пророчествами Даниила и Апокалипсисом св. Иоанна».

  Философские воззрения. Онтология.

  В ньютоновской картине мира природа оказывается огромным механизмом (типа часов). Все

  ¹  Английское Королевское общество соответствует академиям наук в других госу­дарствах.

  ²   Сохранился исторический анекдот о его единственном выступлении в пар­ламенте. Однажды во время бурных дебатов по каким-то политическим вопросам он попросил слова и, поднявшись, произнес:

  — Господа! Давайте закроем окна, очень дует!

  316

  природные тела состоят из мельчайших неделимых частиц — кор­пускул (атомов), движущихся или покоящихся в пустоте (простран­стве). В основе всего происходящего в мире лежит закон всемирного тяготения: сила притяжения прямо пропорциональна массе тел и об­ратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, или точ­нее:

  где F — сила притяжения, G — гравитационная постоянная, m₁ и m₂ — массы двух тел, a D — расстояние между этими двумя телами.

  По Ньютону, сила тяготения действует через пустоту. О природе силы тяготения Ньютон говорил, что выяснить это ему не удалось, а «гипотез я не измышляю».

  Движение всех частиц и состоящих из них тел подчиняется трем законам механики.

  Таблица 63. Законы динамики

  Законы динамики	История создания
  Первый закон (закон инерции). Всякое тело пребывает в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действующие на него силы не изменят этого состояния.	Над ним работали Галилей и Декарт, Ньютон уточнил формулировку
  Второй закон. Произведение массы тела на его ускорение равно действующей силе, а направление ускорения совпадает с направлением силы.	Был ранее сформули­рован Галилеем
  Третий закон. Действию всегда соответствует равное противодействие, или в другой формули­ровке: действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противополож­ные стороны.	Впервые сформули­рован Ньютоном

  Целесообразное устройство природы, мировая гармония в ней с очевидностью свидетельствуют о наличии премудрого и всемогущего Господа Бога — создателя этого мира. Но о Нем мы ничего не можем утверждать, помимо того, что Он существует.

  317

  Однако проблемы теологии Ньютона все-таки интересовали. В кон­це жизни он увлекся истолкованием библейских пророчеств.

  Учение о пространстве и времени. Движение всех тел происхо­дит в пространстве и времени. Ньютон ввел понятия

  абсолютного и относительного пространства и времени.

  Относительное пространство — это расстояние между телами, ко­торое мы можем измерять с помощью измерительных инструментов (линеек, метров и т. п.), а относительное время — это время между различными событиями, которое мы можем измерять с помощью ча­сов.

  Абсолютное пространство и время — это скорее математические абстракции, чем нечто реально существующее. Они совершенно не взаимодействуют с материальными телами, не оказывают на них ника­кого влияния и сами не испытывают влияния. Они однородны и беско­нечны (пространство — по трем направлениям, т.е. в длину, глубину и ширину, а время — по одному, т.е. от прошлого к будущему). Поясняя представления Ньютона об абсолютном пространстве, можно предпо­ложить, что это пространство как бы размечено декартовой сеткой ко­ординат, и все перемещения тел могут быть отслежены на фоне этой сетки. Но отследить их может только некий Абсолютный наблюдатель (Господь Бог).

  Научный метод. Ньютон резко противопоставил подлинную науку натурфилософии, широко распространенной в его время. Он выступил против домыслов натурфилософов и метафизиков, изобретающих мно­гочисленные сущности и силы для объяснения природы (и, в частности, против умозрительной теории вихрей Декарта).

  Ньютон считал, что на смену фантазиям и догадкам должен прийти строгий научный метод исследования природы, опирающийся на опыт. Научные законы устанавливаются путем индукции, обобщающей дан­ные многочисленных экспериментов, причем эти законы допускают математическое выражение и могут быть обобщены в систему согла­сованных теоретических знаний. Из известных законов теперь уже Дедуктивным путем могут быть получены новые конкретные знания (схема 106).

  Развивая научную методологию, он предложил свою систему «пра­вил для философского рассуждения», причем у Ньютона (в отличие от Декарта) это правила, тесно связанные со структурой бытия — «онто­логическими допущениями» (табл. 64).

  318

  Таблица 64. Правила для философского рассуждения

  Содержание правила	Онтологическое допущение
  1. Не следует допускать причин больше, чем достаточно для объяснения видимых природных явлений (бритва Оккама).	Простота природы: Природа ничего не делает напрасно, и излишне делать с помощью многого то, что можно сделать малым; ведь природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей.
  2. Одни и те же явления мы должны, насколько возможно, объяснять одними и теми же причинами.	Единообразие природы: природа ведет себя сходным образом в самых различных местах — свет от огня в очаге и от Солнца, дыхание человека и животного имеют, соответственно, единые причины.
  3. Свойства тел, не допускающих ни постепенного увели­чения, ни постепенного уменьшения и проявляющиеся во всех телах в пределах наших экспериментов, должны рассматриваться как универсальные.	Единообразие природы
  4. В экспериментальной философии суждения, выведенные путем общей индукции, следует рассматривать как истинные или очень близкие к истине, несмотря на про­тивоположные гипотезы, которые могут быть вообразимы, до тех пор, пока не будут обнаружены другие явления, благодаря которым эти суждения или уточнят, или отнесут к исключениям.	Единообразие и простота природы

  319

  Схема 106. Развитие научного знания

  Силы и законы движения Ньютона

  Определение и интерпретация нормальной силы

  Во многих ситуациях объект находится в контакте с поверхностью, например со столешницей. Из-за контакта на объект действует сила. В настоящем разделе обсуждается только одна составляющая этой силы, составляющая, действующая перпендикулярно поверхности. В следующем разделе обсуждается компонент, который действует параллельно поверхности. Перпендикулярная составляющая называется нормальной силой.

  Определение нормальной силы

  Нормальная сила — это одна составляющая силы, с которой поверхность действует на объект, с которым она соприкасается, а именно та составляющая, которая перпендикулярна поверхности.

  На рис. 4.13 показан блок, лежащий на горизонтальном столе, и указаны две силы, действующие на блок: вес и нормальная сила. Чтобы понять, как неодушевленный предмет, такой как столешница, может оказывать нормальную силу, подумайте о том, что происходит, когда вы сидите на матрасе. Под вашим весом пружины матраса сжимаются. В результате сжатые пружины оказывают на вас направленное вверх усилие (нормальное усилие). Точно так же вес блока заставляет невидимые «атомные пружины» на поверхности стола сжиматься, создавая нормальную силу на блоке.

  Рис. На блок действуют две силы: его вес и нормальная сила, действующая на поверхность стола.

  Третий закон Ньютона играет важную роль в связи с нормальной силой. Например, на рис. 4.13 блок воздействует на стол, нажимая на него. В соответствии с третьим законом стол оказывает на брусок противоположно направленную силу равной величины. Эта сила реакции является нормальной силой. Величина нормальной силы показывает, насколько сильно два объекта прижимаются друг к другу.

  Если объект покоится на горизонтальной поверхности и нет вертикально действующих сил, кроме веса объекта и нормальной силы, то величины этих двух сил равны; то есть, . Это ситуация на рис. 4.13. Вес должен быть уравновешен нормальной силой, чтобы объект оставался неподвижным на столе. Если бы величины этих сил не были равны, на брусок действовала бы результирующая сила, и брусок ускорялся бы вверх или вниз в соответствии со вторым законом Ньютона.

  Если другие силы в дополнение к и действуют в вертикальном направлении, то величины нормальной силы и веса больше не равны. Например, на рис. 4.14а ящик весом 15 Н прижимают к столу. Толкающая сила имеет величину 11 Н. Таким образом, общая направленная вниз сила, действующая на ящик, равна 26 Н, и она должна быть уравновешена направленной вверх нормальной силой, если ящик должен оставаться в покое. В этом случае нормальная сила равна 26 Н, что значительно больше веса ящика.

  Рис. (a) Нормальная сила больше веса ящика, потому что ящик давит вниз с силой 11 Н. (b) Нормальная сила меньше веса, потому что веревка создает направленную вверх силу 11 Н, которая частично поддерживает коробку.

  Рисунок 4.14b иллюстрирует другую ситуацию. Здесь коробку тянет вверх веревка, которая прикладывает силу 11 Н. Суммарная сила, действующая на коробку из-за ее веса и веревки, составляет всего 4 Н, направленную вниз. Чтобы уравновесить эту силу, нормальная сила должна быть всего 4 Н. Нетрудно представить, что произойдет, если усилие, прикладываемое веревкой, увеличить до 15 Н, что точно равно весу ящика. В этом случае нормальная сила стала бы равной нулю. На самом деле стол можно было убрать, так как блок целиком держался на веревке. Ситуации на рис. 4.14 согласуются с идеей о том, что величина нормальной силы показывает, насколько сильно два объекта давят друг на друга. Ясно, что коробка и стол сильнее прижимаются друг к другу в части а рисунка, чем в части б.

  Подобно ящику и столу на рис. 4.14, различные части человеческого тела прижимаются друг к другу и прикладывают нормальные силы. Пример 8 иллюстрирует замечательную способность человеческого скелета выдерживать широкий диапазон нормальных сил.

  Пример 8 Физика человеческого скелета Во время циркового эквилибристики женщина выполняет стойку на голове над головой стоящего артиста, как показано на рис. 4.15а. Женщина весит 490 Н, а голова и шея стоящего исполнителя весят 50 Н. В первую очередь именно седьмой шейный позвонок в позвоночнике поддерживает весь вес над плечами. Какова нормальная сила, с которой этот позвонок действует на шею и голову стоящего исполнителя (а) до акта и (б) во время акта? Рисунок 4.15 (а) Девушка сохраняет равновесие во время выступления китайской акробатической группы Сычуани. Диаграмма свободного тела показана для тела стоящего исполнителя над плечами (б) перед актом и (в) во время акта. Для удобства масштабы, используемые для векторов в частях b и c, различны. (a. Supri/Reuters/Landov LLC) Рассуждение Для начала мы нарисуем диаграмму свободного тела для шеи и головы стоящего исполнителя. Перед актом действуют только две силы: вес головы и шеи стоящего исполнителя и нормальная сила. Во время акта присутствует дополнительная сила за счет веса женщины. В обоих случаях восходящие и нисходящие силы должны уравновешиваться, чтобы голова и шея оставались в покое. Это условие равновесия приведет нас к значениям нормальной силы. Решение (а) На рис. 4.15b показана диаграмма свободного тела головы и шеи стоящего исполнителя перед актом. Единственными действующими силами являются нормальная сила и вес 50 Н. Эти две силы должны уравновешиваться, чтобы голова и шея стоящего исполнителя оставались в покое. Таким образом, седьмой шейный позвонок оказывает нормальную силу. (б) На рис. 4.15c показана диаграмма свободного тела, применяемая во время акта. Теперь общая направленная вниз сила, действующая на голову и шею стоящего исполнителя, равна , которая должна быть уравновешена направленной вверх нормальной силой, так что .

  Таким образом, нормальная сила не обязательно имеет ту же величину, что и вес объекта. Значение нормальной силы зависит от того, какие другие силы присутствуют. Это также зависит от того, ускоряются ли соприкасающиеся объекты. В одной ситуации, связанной с ускорением объектов, величина нормальной силы может рассматриваться как своего рода «кажущийся вес», как мы сейчас увидим.

  Кажущийся вес

  Обычно вес объекта можно определить с помощью весов. Однако, несмотря на то, что весы работают правильно, бывают ситуации, когда они не дают правильного веса. В таких ситуациях показания весов дают только «кажущийся» вес, а не гравитационную силу или «истинный» вес. Кажущийся вес — это сила, с которой объект действует на весы, с которыми он соприкасается.

  Чтобы увидеть расхождения, которые могут возникнуть между истинным весом и кажущимся весом, рассмотрите весы в лифте на рис. 4.16. Причины расхождений будут объяснены в ближайшее время. На весы встает человек, чей истинный вес равен 700 Н. Если лифт находится в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью (либо вверх, либо вниз), весы регистрируют истинный вес, как показано на рис. 4.16а.

  Рис. (a) Когда лифт не ускоряется, весы регистрируют истинный вес человека. (b) Когда лифт ускоряется вверх, кажущийся вес (1000 Н) превышает истинный вес. (c) Когда лифт ускоряется вниз, кажущийся вес (400 Н) меньше истинного веса. (d) Кажущийся вес равен нулю, если лифт падает свободно, т. е. если он падает с ускорением свободного падения.

  Если лифт ускоряется, кажущийся вес и истинный вес не равны. Когда лифт поднимается с ускорением, кажущийся вес больше истинного, как показано на рис. 4.16b. И наоборот, если лифт движется вниз с ускорением, как в части с, кажущийся вес меньше истинного веса. На самом деле, если лифт падает свободно, так что его ускорение равно ускорению свободного падения, кажущийся вес становится равным нулю, как показывает часть d. В такой ситуации, когда кажущийся вес равен нулю, человек считается «невесомым». Таким образом, кажущийся вес не равен истинному весу, если весы и человек на них движутся с ускорением.

  Расхождения между истинным весом и кажущимся весом можно понять с помощью второго закона Ньютона. На рис. 4.17 показана диаграмма свободного тела человека в лифте. На него действуют две силы: истинный вес и нормальная сила, действующая на платформу весов. Применение второго закона Ньютона в вертикальном направлении дает

  где а – ускорение лифта и человека. В этом результате символ g обозначает величину ускорения свободного падения и никогда не может быть отрицательной величиной. Однако ускорение a может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от того, ускоряется ли лифт вверх или вниз. Решение для нормальной силы показывает, что

  (4.6)

  В уравнении 4.6 это величина нормальной силы, действующей на человека со стороны весов. Но в соответствии с третьим законом Ньютона, это также величина силы, направленной вниз, которую человек оказывает на весы, а именно кажущийся вес.

  Рис. Схема свободного тела, показывающая силы, действующие на человека, едущего в лифте на рис. 4.16. – истинный вес, нормальная сила, действующая на человека со стороны платформы весов.

  Уравнение 4.6 содержит все функции, показанные на рис. 4.16. Если лифт не ускоряется, а кажущийся вес равен истинному весу. Если лифт поднимается с ускорением, a положительно, и уравнение показывает, что кажущийся вес больше истинного веса. Если лифт движется вниз с ускорением, a отрицательно и кажущийся вес меньше истинного веса. Если лифт падает свободно, и кажущийся вес равен нулю. Кажущийся вес равен нулю, потому что, когда и человек, и весы свободно падают, они не могут столкнуться друг с другом. В этом тексте, когда указан вес, предполагается, что он является истинным весом, если не указано иное.

  Проверьте свое понимание 11. Стопка книг весом 165 Н помещена на весы в лифте. На шкале указано 165 Н. Только по этой информации можете ли вы сказать, движется ли лифт с постоянной скоростью вверх, движется с постоянной скоростью вниз или находится в состоянии покоя? Ответ: 12. Чемодан весом 10 кг помещается на весы в лифте. В каком направлении ускоряется лифт, когда шкала показывает 75 Н и когда она показывает 120 Н? Вниз при значении 75 Н и вверх при значении 120 Н Вверх при значении 75 Н и вниз при значении 120 Н Вниз в обоих случаях вверх в обоих случаях Ответ: а. Вниз при значении 75 Н и вверх при значении 120 Н 13. Вы стоите на весах в лифте, который движется вверх с постоянной скоростью. Весы показывают 600 Н. В следующей таблице показаны пять вариантов того, что показывают весы, когда лифт замедляется, когда он останавливается, когда он останавливается и когда он набирает скорость на обратном пути вниз. Какой из пяти вариантов правильно описывает показания весов? Обратите внимание, что символ означает «меньше чем» и означает «больше чем». Опция Лифт замедляется, когда останавливается Лифт остановлен Лифт набирает скорость на обратном пути вниз (а) 600 Н 600 Н 600 Н (б) 600 Н 600 Н 600 Н (в) 600 Н 600 Н 600 Н (г) 600 Н 600 Н 600 Н (д) 600 Н 600 Н 600 Н Ответ:

  Кристи МакМахон – Соблюдайте законы! (Законы Ньютона)

  Куда бы вы ни посмотрели, вы увидите объекты, которые либо сидят на месте, либо движутся. Мы так привыкли видеть эти вещи, что, вероятно, с легкостью можем предсказывать движение объектов. Чего вы можете не осознавать, так это того, что когда вы делаете эти наблюдения и прогнозы, вы на самом деле наблюдаете и применяете законы движения Ньютона.

  Прежде чем мы перейдем к законам Ньютона, мы должны обсудить основополагающее понятие: силы. Сила – это толчок или притяжение, заставляющие объект двигаться или изменять свою скорость, направление или форму. Эти силы могут быть очевидными, например, когда вы подбрасываете мяч в воздух или нажимаете на педали велосипеда (приложенные силы). Однако есть некоторые силы, которые труднее визуализировать, например сопротивление воздуха, которое испытывают объекты при полете в воздухе (силы трения). Дополнительные примеры сил показаны ниже. Контактные силы – это силы, которые зависят от физического соприкосновения объектов друг с другом (прямой контакт), в то время как бесконтактные силы не зависят от соприкосновения объектов друг с другом.

  Когда вы суммируете все силы, действующие на объект, вы вычисляете результирующую силу. Если результирующая сила равна нулю, это означает, что силы уравновешены (равны по размеру и противоположны по направлению). Это не обязательно означает, что объект не движется. Объекты с уравновешенными силами не претерпевают изменений в движении, поэтому, если они сидят на месте, они будут продолжать сидеть на месте, но если они движутся, они будут продолжать двигаться с той же скоростью. Если результирующая сила, действующая на объект, не равна нулю, это означает, что силы неуравновешены (не равны и противоположны). Если это так, то движение объекта изменится, то есть он ускорится, замедлится или просто изменит направление.​​​​​​​​ См. примеры уравновешенных и неуравновешенных сил, а также диаграммы сил ниже.

  Теперь, когда вы немного знаете о силах, давайте посмотрим на законы движения Ньютона.

  1. Первый закон Ньютона известен как закон инерции. Этот закон гласит, что объект в состоянии покоя останется в покое, а объект в движении останется в движении, если на него не воздействует неуравновешенная сила.

  2. Второй закон Ньютона известен как закон ускорения и лучше всего выражается уравнением F = m x a (сила = масса, умноженная на ускорение). По сути, этот закон гласит, что чем массивнее объект, тем большую силу вам нужно будет приложить, чтобы заставить объект ускориться (ускориться, замедлиться или изменить направление).

  3. Третий закон Ньютона известен как закон действия-противодействия. Этот закон гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Например, если вы катаетесь на каяке или скейтборде, вы отталкиваетесь назад (веслом или ногой), а продвигаетесь вперед.

  Надеюсь, законы движения Ньютона начинают вам понятнее. Однако, чтобы быть уверенным, попробуйте один или несколько экспериментов, описанных ниже. Вы должны быть в состоянии объяснить, как законы Ньютона применимы к эксперименту. Если нет, было бы неплохо просмотреть еще несколько, используя один или несколько из следующих веб-сайтов.

  Законы движения Ньютона из CK-12

  Силы и законы движения Ньютона с Академией Хана

  Законы Ньютона с кабинетом физики

  Эксперимент №1. Трюк со скатертью

  Вы, наверное, видели видеоролики, в которых люди стаскивают со стола скатерть, не сбивая при этом ни одной посуды, верно? Ну, теперь у вас есть шанс сделать это тоже! Посмотрите видео ниже и попробуйте сами. Вы можете начать с вещей, которые не ломаются, на всякий случай. Когда вы закончите, убедитесь, что вы можете ответить на следующие вопросы.

  1. Какой из законов Ньютона вы моделируете в этом эксперименте?

  2.  Почему посуда не летит со стола вместе со скатертью?

  3. Объясните, как вы моделируете закон(ы) Ньютона.

  Эксперимент №2. Трюк с падением яйца

  Если вам интересен трюк со скатертью, но вы хотите начать с меньшего, трюк с падением яйца идеально вам подойдет. Посмотрите видео ниже и попробуйте сами. Когда вы закончите, убедитесь, что вы можете ответить на следующие вопросы.

  1. Какой из законов Ньютона вы моделируете в этом эксперименте?

  2.  Почему яйцо падает в воду, а не на стол?
  

  3. Объясните, как вы моделируете закон(ы) Ньютона.

  Эксперимент №3. Ракета из воздушного шара/автомобиль

  В зависимости от того, какие материалы у вас есть дома, вы можете создать простую ракету из воздушного шара (используя только соломинку, веревку, воздушный шар и ленту) или более сложную машину с приводом от воздушного шара. Выберите, какой из них вам интересен, и посмотрите видео ниже. Не стесняйтесь изменять эксперимент по мере необходимости. Например, если у вас уже есть игрушечная машинка, вы можете использовать ее вместо того, чтобы строить свою собственную, или вы можете использовать бутылку с водой, чтобы сделать машину вместо картона. Дополнительные примеры сборки автомобилей можно найти на веб-странице Mini-Racers. Когда вы закончите, убедитесь, что вы можете ответить на следующие вопросы.

  1. Какой из законов Ньютона вы моделируете в этом эксперименте?

  2.  Почему машина движется вперед? Почему в конце концов он перестает двигаться?

  3. Объясните, как вы моделируете закон(ы) Ньютона.

  Опыт №4. Доска центростремительной силы

  Если кто-то поднимет над вашей головой стакан с водой и перевернет его вверх дном, вода прольется на вас. Надеюсь, вы уже знаете, какая сила ответственна за это. Можете ли вы придумать способ использовать законы физики , чтобы вода оставалась в стакане, а не проливалась на вас? Попробуйте это занятие с доской центростремительной силы, чтобы увидеть, возможно ли это вообще! Если у вас нет материалов для изготовления доски, вы можете вместо этого просто помахать ведром воды над головой. Когда вы закончите, убедитесь, что вы можете ответить на следующие вопросы.

  1. Какой из законов Ньютона вы моделируете в этом эксперименте?

  2. Почему вода не льется на тебя?

  3. Объясните, как вы моделируете закон(ы) Ньютона.

  Если вам нужно объяснение центростремительной силы, вы можете посмотреть видео о центростремительной силе Planet Nutshell.

  Совет по центростремительной силе Процедура и видео

  Эксперимент №5. Forces & Motion Моделирование PHET

  Моделирование PhET включает четыре различных раздела. Выберите один или несколько разделов и поэкспериментируйте с ними некоторое время. Когда вы закончите, убедитесь, что вы можете ответить на вопросы по выбранному разделу.

  Net Force

  1. Как вы заставили тележку двигаться? Можешь нарисовать силовую диаграмму?

  2.  Как сделать так, чтобы одна команда выиграла с чистой силой больше нуля? Как сделать так, чтобы одна команда выиграла с нулевой чистой силой?

  3. Что должно произойти, чтобы тележка ускорилась (изменила скорость или направление)? Ссылайтесь на силы.

  Движение

  1.  Если приложить силу 500 Н, сколько времени потребуется различным объектам (1 ящик, 2 ящика, холодильник и т. д.), чтобы достичь максимальной скорости?

  2. Объясните, как масса влияет на количество времени, необходимое для достижения максимальной скорости при приложении той же силы.

  3. Объясните, как масса влияет на величину силы, необходимой для перемещения объекта.

  Трение

  1. Что происходит с объектом на поверхности с некоторым трением, когда вы последовательно прикладываете силу?

  2. Что происходит с объектом на поверхности с некоторым трением, когда вы прикладываете силу в течение нескольких секунд, а затем останавливаетесь?

  3. Что происходит с объектом на поверхности без трения, если вы прикладываете силу в течение нескольких секунд, а затем останавливаетесь?

  Ускорение

  1.  Как ускорить работу коробки?

  2.