Vx это в физике: В задачах по физике, там где : Дано Sx, Vx, Vx0, ax, a ? Что означают эти буковки?

Содержание

VX – это… Что такое VX?

ВИ-газ, Ви-Экс (от англ. VX), EA 1701 — фосфороорганическое боевое отравляющее вещество нервно-паралитического действия, О-этил-S-2-диизопропиламиноэтилметилфосфонат, представитель V-серии агентов, до появления информации о веществах типа «Фолиант» (А-230 — А-234)[источник не указан 673 дня] — самое токсичное из когда-либо искусственно синтезировавшихся веществ, применяемых в химическом оружии (LD50, перорально — 70 мкг/кг).[1]

Создан в 1955 году в Великобритании на основе амитона, изначально разрабатывавшегося как пестицид, однако, из-за своей крайней токсичности, не нашедшего применения в сельском хозяйстве, был запрещён. В настоящее время имеется только в арсеналах США[2][3] (армейская маркировка — три зеленых кольца с надписью VX-GAS) и России (в виде аналога — VR).

Другие обозначения: вещество группы F (Швеция), вещество группы А (Франция), BRN 1949015, CCRIS 3351, (±)-S-(2-(бис(1-метилэтил)амино)этил) O-этил метилфосфонотиоат, HSDB 6459, Tx 60.

Создание

В 1952 году над изучением класса сложных органофосфатов одновременно работали несколько исследователей. Доктор Ларс-Эрик Таммелин трудился над этой темой для Шведского исследовательского института защиты, и по понятным причинам его работы широко не публиковались. Дж. Ф. Ньюман и Ранажит Гош, химики исследовательской лаборатории защиты полей компании Imperial Chemical Industries, также работали в этом направлении и обнаружили высокую эффективность веществ класса сложных органофосфатов в качестве пестицидов.

В 1954 году одно из веществ этого класса ICI выпустила на рынок под торговым названием «Amiton», но продукт был тут же отозван по причине высокой токсичности. Токсичность Амитона не осталась не замеченной военными, и образцы веществ были отправлены в военный исследовательский парк Портон-Даун. По завершении исследования ряд веществ этого класса составили новую группу нервно-паралитических отравляющих веществ — V-агенты, а Амитон получил обозначение VG.

В 1955 году, всего через год после начала исследований, был разработан VX. Полученный газ оказался в 300 раз токсичнее фосгена (СОСl

2), использовавшегося в Первой мировой войне. Впрочем, такое сравнение не совсем корректно, так как вещества относятся к разным группам ОВ. Вскоре VX был продан США. Причины такого решения остаются неясными.

Заявки на патент VX были поданы в 1962 году, а опубликованы только в феврале 1974 года.

Химические свойства

Химически устойчив. Период полугидролиза при pH=7 и температуре 25 °C составляет 350 суток. Нуклеофильные реакции сильно замедлены по сравнению с зарином. С кислотами и галогеналкилами образует твердые ядовитые соли аммония, растворимые в воде, но не обладающие кожно-резорбтивными свойствами.

Физико-химические свойства

Химическое название: S-(2-NN-Диизопропиламиноэтил)-O-этил метилфосфонотиолат(S-(2-NN-Diisopropylaminoethyl)-O-ethyl methylphosphonothiolate). Брутто-формула: C

11H26NO2PS. Молекулярная масса 267,37. Бесцветная густая жидкость (технический продукт имеет окраску от жёлтой до темно-коричневой). Tпл = −39 °C, высококипящее соединение, не перегоняется при атмосферном давлении Tкип = 95-98 °C (1 мм рт. ст.), d4 (25 °C) = 1,0083. Летучесть 0,0105 мг/л (25 °C). Давление паров при 25 °C = 0,0007 мм рт. ст. Гигроскопичен, ограниченно растворим в воде (около 5 % при 20 °C), хорошо — в органических растворителях.

Токсикологические свойства

Отравляющее вещество нервно-паралитического действия.

Симптомы поражения: 1-2 минуты — сужение зрачков; 2-4 минуты — потливость, слюноотделение; 5-10 минут — судороги, параличи, спазмы; 10-15 минут — смерть.

При действии через кожу картина поражения в основном аналогична ингаляционной. Отличие в том, что симптомы проявляются через некоторое время (от нескольких минут до нескольких часов). При этом появляется мышечное подергивание в месте попадания ОВ, затем судороги, мышечная слабость и паралич.

Для человека LD50 накожно = 100 мкг/кг, перорально = 70 мкг/кг. LCt100 = 0,01 мг·мин/л, при этом период скрытого действия составляет 5-10 минут. Миоз наступает при концентрации 0,0001 мг/л через 1 минуту.

Обладает очень высокой кожно-резорбтивной токсичностью по сравнению с другими фосфорсодержащими отравляющими веществами. Наиболее чувствительны к действию VX кожа лица и шеи. Симптомы при накожном поступлении развиваются через 1-24 часа, однако, если VX попадет на губы или поврежденную кожу действие проявляется очень быстро. Первый признак при резорбции через кожу может быть не миоз, а мелкие подергивания мышц в месте контакта с VX.

Токсическое действие VX через кожу может быть усилено веществами, которые сами по себе не токсичны, но способны транспортировать яд в организм. Наиболее эффективны среди них диметилсульфоксид и N,N-диметиламид пальмитиновой кислоты.

Заражает открытые водоемы на очень длительный период — до 6 мес. Основное боевое состояние — грубодисперсный аэрозоль. Аэрозоли VХ заражают приземные слои воздуха и распространяются по направлению ветра на глубину от 5 до 20 км, поражают живую силу через органы дыхания, открытые участки кожи и обычное армейское обмундирование, а также заражают местность, вооружение, военную технику и открытые водоёмы. VХ применяется артиллерией, авиацией (кассеты и выливные авиационные приборы), а также с помощью химических фугасов. Вооружение и военная техника, зараженные каплями VХ, представляют опасность летом в течение 1-3 сут, зимой — 30-60 сут.

Стойкость VХ на местности (кожно-резорбтивное действие): летом — от 7 до 15 сут., зимой — на весь период до наступления тепла. Защита от VХ: противогаз, общевойсковой защитный комплект, герметизированные объекты боевой техники и убежища.

Первая помощь

В первую очередь необходимо удалить капельножидкий агент с поражённых участков, а затем эвакуировать пострадавшего в незаражённую зону. После эвакуации необходимо удалить остатки загрязнения с кожи, снять заражённую одежду и провести дегазацию. По возможности эти действия необходимо осуществить до всех прочих методов лечения.

В зоне поражения пострадавшему необходимо надеть противогаз. При попадании аэрозоля или капельножидкого ОВ на кожу лица противогаз надевается только после обработки лица жидкостью из ИПП.

При попадании ОВ на кожу необходимо немедленно обработать заражённые места с помощью ИПП-8 или ИПП-10. При отсутствии таковых, смыть ОВ можно с помощью бытового отбеливателя и промыть чистой водой. Также возможно использование других, аналогичных военным, средств дегазации.

При попадании ОВ в желудок необходимо вызвать рвоту и по возможности промыть желудок 1% раствором питьевой соды или чистой водой.

Поражённые глаза промыть 2% раствором питьевой соды или чистой водой.

После удаления ОВ с поражённых участков, необходимо немедленно ввести антидот. В качестве антидота используются: атропин, пралидоксим или диазепам. Антидот вводится с помощью шприц-тюбика с красным колпачком из индивидуальной аптечки (АИ-2). Если в течение 10 мин судороги не сняты, антидот вводится повторно. Максимально допустимо введение 2-х доз антидота. При превышении этого лимита смерть наступает от антидота. В случае остановки дыхания произвести искусственное дыхание.

После необходимо эвакуировать пострадавшего из зоны заражения. Поражённый личный состав доставляется по этапу медицинской эвакуации в подразделения медицинской службы в зависимости от тяжести поражения.

Газ дегазируется сильными окислителями (гипохлориты). Для дегазации обмундирования, оружия и техники применяется дихлорэтан.

VX в культуре

  • В сериале «Spooks» (пятая серия второго сезона) фигурирует теракт с применением VX на лондонской площади Parliament Square.
  • В фильме «Саранча» газ VX использовали для борьбы с новым видом саранчи, устойчивым к другим ядам.
  • В пятом сезоне сериала «24 часа» ряд террористических атак был проведен с применением VX.
  • В третьем сезоне сериала «Lost» («Остаться в живых») со станции Буря этим газом были убиты все сотрудники Dharma Initiative.
  • В 12 серии четвёртого сезона сериала «Морские дьяволы» группа «Тайфун» расследовала заражение этим веществом заповедного озера.
  • В фильме «Скала» ракеты с газом VX были захвачены группой военных для террора Сан-Франциско. Газ VX показан в виде яркозеленого маслянистого вещества в стеклянных шариках, в отличие от реального, газ в фильме обладает также кожнонарывным действием.

Примечания

См. также

Ссылки

Скорость прямолинейного равноускоренного движения: график скорости

 

Проекцию скорости на ось Ох при прямолинейном равноускоренном движении можно найти по следующей формуле:

Выразим из этой формулы, формулу для проекции скорости которую имело лвижущееся тело к концу  некоторого промежутка времени t.

То есть, зная проекцию вектора начальной скорости V0x  и проекцию вектора ускорения ax в любой момент времени можно вычислить проекцию вектора мгновенной скорости Vx, которую будет иметь тело в данной точке.2) в течение 4 секунд.

Для построения такого графика, также достаточно взять несколько значений переменной  t и посчитать в них значение проекции скорости Vx. А потом соединить их прямой линией. Как видите, график имеет начальную точку не в нуле, в значении, которое имеет начальная скорость.

График проекции скорости тела при торможении

Если бы ускорение было отрицательным, то есть тело постепенно тормозило, то график составлял бы с положительным направлением оси Ох тупой угол. 

Ниже представлен график такой ситуации.

Из графика видно, что тело начинало свое движение со скоростью 20 м/с, и постепенно замедляло её. За 10 секунд, оно полностью остановилось.

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Прямолинейное равноускоренное движение и ускорение
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspПеремещение при прямолинейном равноускоренном движении

В Ираке нашли химическое оружие – Газета Коммерсантъ № 129 (1773) от 23.07.1999

Газета “Коммерсантъ” №129 от , стр. 4

&nbspВ Ираке нашли химическое оружие
Оставленное спецкомиссией ООН
       Вчера группа экспертов ООН объявила, что обнаружила в лаборатории Центра мониторинга и контроля в Багдаде микроскопическую дозу боевого отравляющего вещества VX, оставленную там комиссией Ричарда Батлера. Обнаруженная доза — 0,1 мг — не представляет угрозы для жизни и здоровья людей. Скандал, начавшийся два месяца назад с подачи России, обернулся “бурей в чашке чая”.
       
       О сути скандала Ъ писал 4 июня. Тогда российский представитель при ООН Сергей Лавров обвинил руководителя спецкомиссии по Ираку Ричарда Батлера в безответственности. Поводом для обвинений стала информация о том, что в лаборатории Центра мониторинга и контроля, где работала комиссия, осталось некоторое количество боевых отравляющих веществ, а также некое неназванное биологическое вещество, изъятое у иракцев.

       Лавров настаивал на том, чтобы в Ирак была направлена группа экспертов, в числе которых должны быть представители государств–постоянных членов Совбеза ООН. По мнению российского полпреда, наличие отравляющих веществ в лаборатории ООН в условиях продолжающихся американских бомбардировок Ирака представляло серьезную угрозу для жизни и здоровья мирного населения. Но уже тогда было ясно, что главной целью представителя России было в очередной раз дискредитировать спецкомиссию ООН и ее руководителя.
       На прошлой неделе группа экспертов прибыла в Ирак. Вчера она доложила о результатах своих изысканий. В покинутой в декабре прошлого года лаборатории ООН была обнаружена микроскопическая доза (0,1 мг) отравляющего вещества VX. Как отметил эксперт-химик Игорь Митрохин, представляющий в спецкомиссии Россию, единственное, для чего могло предназначаться столь малое количество VX,— это наладка оборудования. Никакой опасности для человека такая доза не представляет.
       Скандал в очередной раз обнажил противоречия в подходах постоянных членов ООН к выработке новой политики в отношении Багдада. Представители России и Китая продолжают настаивать на дальнейшем расследовании, в то время как западные дипломаты считают инцидент исчерпанным. Заместитель представителя США в ООН Питер Берли посетовал, что любой вопрос, даже чисто технический, если он касается Ирака, сразу приобретает политическое звучание. А представитель Великобритании назвал весь скандал вокруг 0,1 мг VX “бурей в чашке чая”.
       БОРИС Ъ-ВОЛХОНСКИЙ
       

Комментарии Главные события дня в рассылке «Ъ» на e-mail

Урок 2. равномерное прямолинейное движение материальной точки – Физика – 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 2. Равномерное прямолинейное движение материальной точки

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: 1) основная задача механики; 2) относительность механического движения; 3) система отсчёта, материальная точка, перемещение, траектория, скорость; 4) кинематическое уравнение.

Глоссарий по теме:

Раздел механики, в котором изучается движение тел без выяснения причин, вызывающих данное движение, называют кинематикой.

Механическим движением тела называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Материальной точкой называют тело, размерами и формой которого в условиях рассматриваемой задачи можно пренебречь. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчета. Совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчета.

Траектория – линия, по которой движется точка в пространстве.

Длину траектории, по которой двигалось тело в течение какого-то промежутка времени, называют путем, пройденным за этот промежуток времени.

Перемещением тела (материальной точки) называется вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.

Равномерное прямолинейное движение – это движение, при котором за любые равные промежутки времени тело совершает равные перемещения.

Скорость равномерного прямолинейного движения точки – величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло.

Относительность механического движения – это зависимость траектории движения тела, пройденного пути, перемещения и скорости от выбора системы отсчёта

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2016.– С.10-30.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.-М.:Дрофа,2009.

Открытые электронные ресурсы по теме урока:

http://kvant.mccme.ru/1974/12/byvaet_li_ravnomernoe_dvizheni.htm.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Основная задача классической механики – определить положение тела в пространстве в любой момент времени. По характеру решаемых задач классическую механику делят на кинематику, динамику и статику. В кинематике описывают движение тел без выяснения причин, вызывающих данное движение. Раздел механики, в котором изучаются причины движения, называют динамикой. Статика — раздел механики, в котором изучаются условия равновесия абсолютно твердых тел. Законы сохранения импульса и энергии являются следствиями законов Ньютонов.

Механическим движением тела называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Сформулируем закон относительности движения: характер движения тела зависит от того, относительно каких тел мы рассматриваем движение. Нет абсолютно неподвижных тел.

Рассмотрим самое простое движение – прямолинейное равномерное движение. Описать движение тела – это значит, указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени.

Для описания движения нужно ввести некоторые понятия: материальная точка, траектория, путь, перемещение, координата, момент времени, промежуток времени, скорость. Материальной точкой называют тело, размерами которого в условиях рассматриваемой задачи можно пренебречь. Это первая физическая модель реальных тел. Практически всякое тело можно рассматривать как материальную точку в тех случаях, когда расстояния, проходимые точками тела, очень велики по сравнению с его размерами. Например, материальными точками считают Землю и другие планеты при изучении их движения вокруг Солнца. В данном случае различия в движении разных точек любой планеты, вызванные её суточным вращением, не влияют на величины, описывающие годовое движение. Но при решении задач, связанных с суточным вращением планет (например, при определении времени восхода солнца в разных местах поверхности земного шара), считать планету материальной точкой нельзя, так как результат задачи зависит от размеров этой планеты и скорости движения точек её поверхности.

Тело, движущееся поступательно, можно принимать за материальную точку даже в том случае, если его размеры соизмеримы с проходимыми им расстояниями. Поступательным называется такое движение абсолютно твердого тела, при котором любой отрезок, соединяющий любые две точки тела, остается параллельным самому себе.

Что нужно знать для того, чтобы в любой момент времени указать положение тела? Надо, во-первых, знать, где оно было в начальный момент времени; во-вторых, каков вектор перемещения в любой момент времени. Мы уже знаем, что движение любого тела относительно. Поэтому, изучая движение тела, мы обязательно указываем, относительно какого тела это движение рассматривается. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчета. Чтобы рассчитать положение материальной точки относительно выбранной точки отсчета, надо связать с ним систему координат и измерить время. Совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчета.

Рассмотрим два наиболее часто применяемых способа описания движения тел: координатный и векторный. В координатном способе положение тела в пространстве задается координатами, которые с течением времени меняются.

Рассмотрим движение материальной точки М с координатами (х, y, z) в момент времени t.

Математически это принято записывать в виде:

Количество координат зависит от условия задачи: на прямой – одна, в плоскости – две, в пространстве – три.

В векторном способе используется радиус-вектор. Радиус-вектор – это направленный отрезок, проведенный из начала координат в данную точку. Закон (или уравнение) движения в векторной форме – зависимость радиуса-вектора от времени:

Итак, для задания закона движения материальной точки необходимо указать либо вид функциональной зависимости всех трех ее координат от времени, либо зависимость от времени радиус-вектора этой точки.

Три скалярных уравнения или эквивалентное им одно векторное уравнение называются кинематическими уравнениями движения материальной точки.

Двигаясь, материальная точка занимает различные положения в пространстве относительно выбранной системы отсчета. При этом она «описывает» в пространстве какую-то линию. Линия, по которой движется точка в пространстве, называется траекторией. По форме траектории все движения делятся на прямолинейные и криволинейные. Траектория движения указывает все положения, которые занимала точка, но, зная траекторию, ничего нельзя сказать о том, быстро или медленно проходила точка отдельные участки траектории. Длину траектории, по которой двигалось тело в течение какого-то промежутка времени, называют путём, пройденным за этот промежуток времени, его обозначают буквой S. Путь – скалярная величина.

Для описания движения тела нужно указать, как меняется положение точек с течением времени. Если участки криволинейные, то изменение координат тела описывают с помощью такого понятия как перемещение. Перемещением тела (материальной точки) называется вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением. Обозначается на чертежах как направленный отрезок, соединяющий начальное и конечное положение тела в пространстве:

Путь и модуль перемещения могут совпадать по значению, только в том случае, если тело движется вдоль одной прямой в одном направлении.

Важной величиной, характеризующей движение тела, является его скорость. Скорость – векторная величина. Она считается заданной, если известен ее модуль и направление. Скорость равномерного прямолинейного движения точки – векторная величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло. Пусть радиус-вектор задает положение точки в начальный момент времени t0, а радиус-вектор- в момент времени t. Тогда промежуток времени:

,

и перемещение:

.

Подставляя выражение для скорости, получим:

Если начальный момент времени t0 принять равным нулю, то скорость равна:

Выразим отсюда радиус-вектор :

Это и есть уравнение равномерного прямолинейного движения точки, записанное в векторной форме. Оно позволяет найти радиус-вектор точки при этом движении в любой момент времени, если известны скорость точки и радиус-вектор, задающий ее положение в начальный момент времени. В проекциях на ось ОХ уравнение можно записать в виде:

х=х0+vхt.

Это уравнение есть уравнение равномерного прямолинейного движения точки, записанное в координатной форме. Оно позволяет найти координату х тела при этом движении в любой момент времени, если известны проекция его скорости на ось ОX и его начальная координата х0.

Путь S, пройденный точкой при движении вдоль оси ОХ, равен модулю изменения ее координаты:

Его можно найти, зная модуль скорости

Строго говоря, равномерного прямолинейного движения не существует. Но приближенно на протяжении не слишком большого промежутка времени движение автомобиля можно считать равномерным и прямолинейным с достаточной для практических целей точностью. Таково одно из упрощений действительности, позволяющее без больших усилий описывать многие движения.

Полученные результаты можно изобразить наглядно с помощью графиков. Для прямолинейного равномерного движения график зависимости проекции скорости от времени очень прост. Это прямая, параллельная оси времени.

Как мы уже знаем, зависимость координаты тела от времени описывается формулой х=х0+𝞾хt. График движения представляет собой прямую линию:

Из второго рисунка видим, что углы наклона прямых разные. Угол наклона второй прямой больше угол наклона первой прямой , т.е за одно и тоже время тело, движущееся со скоростью , проходит большее расстояние, чем при движении со скоростью А значит А что же в случае 3, когда угол α < 0? В случае 3 тело движется в сторону, противоположную оси ОХ. Проекция скорости в случае 3 имеет отрицательное значение и график проходит ниже оси ОХ. Проекция скорости определяет угол наклона прямой х(t) к оси t и численно равна тангенсу угла

Относительность механического движения – это зависимость траектории движения тела, пройденного пути, перемещения и скорости от выбора системы отсчёта. В рамках классической механики время есть величина абсолютная, то есть протекающее во всех системах отсчета одинаково.

Примеры и разбор решения заданий

1. Тело движется равномерно и прямолинейно в положительном направлении оси ОХ. Координата тела в начальный момент времени равна xо = -10м. Найдите координату тела через 5с, если модуль её скорости равен ʋ=2 м/с. Какой путь проделало тело за это время?

Дано: xо = – 10 м, t = 5 c, ʋ = 2 м/с. Найти s, х.

Решение: координату точки найдем по формуле:

х = х0 + 𝞾х t

Так как направление вектора скорости совпадает с направлением оси координат, проекция вектора скорости положительна и равна ʋx=ʋ; тогда вычисляем:

х = – 10 + 2· 5 = 0 (м).

Пройденный путь найдем s = ʋ t; s = 2·5 = 10 м.

2. Равномерно друг за другом движутся два поезда. Скорость первого равна 72 км/ч, а скорость второго — 54 км/ч. Определите скорость первого поезда относительно второго.

Дано:

Найти .

Решение: Из условия задачи ясно, что векторы скоростей поездов направлены в одну сторону. По закону сложения скоростей запишем:

,

где – искомая величина.

Находим проекцию скоростей на ось ОХ и записываем, чему равен модуль искомой величины

Ответ: .

Обзор оптических прицелов Leupold серии VX-5HD

27.02.2018

Обзор оптических прицелов Leupold серии VX-5HD

Проще и лучше – новая линейка телескопических прицелов американской фирмы Leupold в очередной раз подтверждает, что этот знаменитый производитель оптики неотступно следует инновациям, причем не перегружая свои изделия модными, но не очень полезными, а иногда и попросту неуместными в полевых условиях электронными функциями. Такое подход разработчиков близок тем стрелкам, которые предпочитают обсуждать достоинства своих прицелов около добытого зверя или рядом с пораженной мишенью на стрельбище, а не у витрины охотничьего магазина. Компания-изготовитель не гонится за модными веяниями в той области, где в физика и баллистика важнее мнения отдела маркетинга.

Объективы VX-5HD украшают фирменные золотые кольца, изящные корпуса имеют черное стильное покрытие, чья устойчивость к царапинам и истиранию проверена в боевых условиях. Эти прицелы хорошо выглядят не только на полках, но и на оружии.


При первом взгляде на серию VX-5HD ее можно назвать младшей версией более ранней и более дорогой линейки VX-6HD. Однако это не значит, что серия VX-5HD уступает по характеристикам. Она создавалась разбирающимися в охоте людьми для опытных охотников. Об этой серии вам следует знать следующее:

В ней использована уже зарекомендовавшая себя на телескопических прицелах старших серий уникальная просветляющая система Twilight Max Light Management System, которой Leupold заслуженно гордится. Ее преимущества сразу заметны в условиях плохой освещенности, в тумане, в предрассветных и предвечерних сумерках. Эта просветляющая система компенсирует недостатки человеческого зрения. Наши глаза лучше воспринимают зеленую составляющую светового спектра. Проблема в том, что в сумерках в свете преобладают красная и синяя составляющие, именно которые и усиливает Twilight Max Light Management System. Это не будет новостью для разбирающихся в оптике стрелков, но я лишний раз повторюсь: здравый смысл разработчиков компании из штата Орегон – это то, что значительно отличает их оптические приборы от изделий других изготовителей. Все нормальные изготовители просветляют свою оптику, чтобы как можно больше света достигло вашего глаза, чтобы вы видели в окуляре хорошее изображение вашей цели. Вместо того, чтобы своим покрытием усилить зеленую составляющую света в ущерб синей и/или красной, в результате чего прицел выдавал бы потрясающую картинку при ярком дневном освещении (такая уловка других производителей может ввести вас в заблуждение и подтолкнуть к выбору в пользу внешне схожего с Leupold недорогого телескопического прицела с зеленоватым отсветом линз, в который вы будете смотреть на парковке возле своего дома в полдень, когда курьер доставит его вам, и все будет казаться замечательным), фирма Leupold приложила максимум стараний, чтобы ее оптика адекватно, без каких либо искажений передавала бы весь световой спектр, дополнительно предоставляя вам несколько драгоценных минут хорошего обзора в сумерках, чтобы ваша охота успешно состоялась. По личному опыту могу сказать, что при наличии снежного покрова прицел Leupold с хорошим просветлением позволяет стрелять зверя даже ночью, не прибегая к ночному или тепловизионному прицелу.

Если на рассвете посмотреть в окуляр Leupold даже на восток, навстречу восходящему солнцу, вы будете четко видеть каждую веточку на дереве и сразу заметите рожки косули (если она там есть J) 

Обращу ваше внимание, что цветовая аберрация (попросту говоря, раздражающие цветные окаемки – как правило, фиолетовые или зеленые – по контуру объектов в поле зрения) у VX-5HD появляется лишь, если очень сильно сместить глаз от оптической оси прицела.  приклад в щеку. Это нормальное явление даже для профессиональных фотокамер при смещенном взгляде в дорогущий окуляр. Если вкладка стрелка в приклад правильная, всегда единообразная, то у VX-5HD вы никогда не увидите эффект хроматической аберрации. Этот эффект – нормальное явление для дешевых прицелов. После того, как вы сами познакомитесь с этим явлением, и головные боли от него пройдут, вы никогда не посмотрите в сторону дешевых устройств при выборе оптики для лучших минут вашей жизни.  

Все внешние поверхности линз у VX-5HD обработаны фирменной технологией Guard-Ion, которая на в рекламных буклетах называется “ионной бомбардировкой на молекулярном уровне покрытия линз». Не совсем уверен, что это значит на нормальном языке, но на стекле линз сложно оставить отпечаток пальцев. И надо очень сильно постараться, чтобы запачкать линзы грязью или водой (точнее говоря, содержащимися в любой воде примесями). 

На данный момент фабрика выпускает шесть моделей в серии VX-5HD: 1-5×24 мм[Office1] , 1-5×24 мм CDS-ZL2, 2-10x42mm CDS-ZL2, 2-10×42 мм, 3-15×56 мм CDS-ZL2 и 3-15×44 мм CDS-ZL2.

Прицельная сетка может быть подсвечиваемой.

Если вы ищете прицел, который можно использовать в сумерках, то почти наверняка вы захотите, чтобы прицельная марка имела подсветку и была бы хорошо различима на темном фоне. Все модели этой серии, кроме VX-5HD 2-10×42 мм, доступны с подсветкой.         

Доступность аксессуаров.

Прицелы поставляются с защитными колпачками на резинках. Дополнительно можно приобрести фирменные откидные крышки Alumina.

9 Класс – Физика

posted Oct 15, 2009, 1:24 AM by Дмитрий Белозёров   [ updated Dec 23, 2014, 6:24 AM ]

 

Из курса физики седьмого класса мы помним, что механическое движение тела – это его перемещение во времени относительно других тел. Исходя из таких сведений, мы можем предположить необходимый набор инструментов для расчета движения тела.

Во-первых, нам необходимо нечто, относительно чего мы будем производить наши расчеты. Далее, нам потребуется условиться, каким образом мы будем определять положение тела относительно этого «нечто». И наконец, нужно будет как-то фиксировать время. Таким образом, для того, чтобы рассчитать, где будет находиться в конкретный момент тело, нам понадобится система отсчета. 

Система отсчета в физике

Системой отсчета в физике называют совокупность тела отсчета, системы координат, связанной с телом отсчета, и часы или иной прибор для отсчета времени. При этом всегда следует помнить, что всякая система отсчета условна и относительна. Всегда можно принять другую систему отсчета, относительно которой любое движение будет иметь совершенно другие характеристики.

Относительность – это вообще немаловажный аспект, который следует учитывать практически при любых расчетах в физике. Например, во многих случаях мы далеко не в любой момент времени можем определить точные координаты движущегося тела.

В частности, мы не можем расставить наблюдателей с часами на каждых ста метрах вдоль железнодорожного пути от Москвы до Владивостока. В таком случае мы рассчитываем скорость и местоположение тела приближенно в течение какого-то отрезка времени.

Нам не важна точность до одного метра при определении местоположения поезда на пути в несколько сотен или тысяч километров. Для этого в физике существуют приближения. Одним из таких приближений является понятие «материальная точка».

Материальная точка в физике

Материальной точкой в физике обозначают тело, в случаях, когда его размерами и формой можно пренебречь. При этом считается, что материальная точка имеет массу исходного тела.

Например, при расчете времени, которое понадобится самолету, чтобы долететь из Новосибирска до Новополоцка, нам не важны размеры и форма самолета. Достаточно знать, какую скорость он развивает и расстояние между городами. В случае же, когда нам надо рассчитать сопротивление ветра на определенной высоте и при определенной скорости, то тут уж никак не обойтись без точного знания формы и размеров того же самолета.

Практически всякое тело можно считать материальной точкой либо когда расстояние, преодолеваемое телом велико в сравнении с его размерами, либо когда все точки тела двигаются одинаково. Например, автомобиль, проехавший несколько метров от магазина до перекрестка, вполне сравним с этим расстоянием. Но даже в такой ситуации его можно считать материальной точкой, потому что все части автомобиля перемещались одинаково и на равное расстояние.

А вот в случае, когда нам надо разместить тот же автомобиль в гараже, его уже никак не сочтешь материальной точкой. Придется учитывать его размеры и форму. Это тоже примеры, когда необходимо учитывать относительность, то есть относительно чего мы производим конкретные расчеты.

 

Для того, чтобы определить положение тела, которое совершило некоторое перемещение, можно графически приставить вектор перемещения к начальному положению тела. Но на практике часто встречаются задачи в которых необходимо вычислить положение тела, то есть записать его координаты в некоторой системе координат.

В этом случае вычисления будут производиться не с самим векторами, а с их проекциями на координатные оси и с их модулями. Эти величины которые будут представлять собой некоторые числа, положительные или отрицательные, но не будут иметь направления.

Рассмотрим следующую задачу

Необходимо определить координату движущегося тела, по известной начальной координате и известному вектору перемещения.

  • Два катера двигаются по реке в противоположных направлениях. В 100 км от пристани П они встречаются. Продолжая движение, за некоторое время t  первый катер переместился от места встречи на 60 км к востоку,  второй переместился ха это же время на 50 км к западу. 

Определить координаты катеров по отношению к пристани и расстояние между ними.

Построим координатную ось Ох, параллельно прямой вдоль которой двигаются катера. Начало  оси х=0 совместим с пристанью. За положительное направление примем направление на восток.

Спроецируем начала и концы  векторов перемещений s1 и s2 на ось Ох, получим отрезки sx1 и sx2. Эти отрезки будут являться проекциями  данных векторов.

Проекция вектора на ось, будет положительной, если вектор сонаправлен с осью, и отрицательной, если вектор направлен в противоположную оси сторону.

В нашем случае sx1 положительная проекция, а sx2 отрицательная проекция.

Проекция вектора, будет равна разности координат конца и начала вектора.

В нашем случае имеем:

Теперь выразим из этих уравнений координаты x1 и x2.

Расстояние между двумя катерами будет равно модулю разности их координат,

Мы получили формулы для вычисления координат точек и расстояния между ними.

Из условия задачи, катера встретились на расстоянии 100 км от пристани. х0 – точка встречи. Следовательно расстояние от х0 до пристани(начала координат) 100 км. х0=100 км.

Так как мы выбрали ось Ох параллельно векторам перемещений катеров. Длины отрезков sx1 и sx2  будут равны длинам векторов s1 и s2. Модуль каждой проекции будет равен модулю соответствующего ей вектора.

По условию у нас даны числа 50 км и 60 км, это и есть модули векторов соответствующий перемещений. 

  • sx1=60 км. 
  • sx2=-50 км.

В итоге получаем, 

  • x1=100+60 = 160 км.
  • x2=100-50=50 км.
  • l=|160-50|=110 км.

Ответ: х1=160 км, х2=50 км, l=110 км.

 

Довольно часто в физике приходится иметь дело с прямолинейным равномерным движением. Задача нахождения перемещения при равномерном прямолинейном движении довольно проста.

По определению скорость равномерного прямолинейного движения – постоянная векторная величина, которая равна отношению перемещения тела за некий промежуток времени к величине этого промежутка:

v(->) = s(->) /t,  откуда следует,что перемещение  s(->) = v(->) * t .

где v(->) – скорость (векторная величина), s(->) – перемещение (векторная величина), t – время. 

При работе с векторными величинами для нахождения числовых значений величин применяют значения проекций конкретных величин на оси. В случае равномерного прямолинейного движения направления векторов скорости и перемещения совпадают, поэтому можно смело использовать в расчетах модульные значения. Тогда формула принимает вид:

s = v*t

Но такая формула известна уже давно, и в ней под буквой s понимали путь, пройденный телом. Так что же такое s – путь или модуль перемещения?

Как характеризуется перемещение тела при прямолинейном равномерном движении?

Дело в том, что при равномерном и прямолинейном движении модуль вектора перемещения за некий промежуток времени будет равен пройденному телом пути за тот же промежуток времени. Это утверждение можно подтвердить рисунком.

Если изобразить векторно скорость движения тела в зависимости от времени, то модуль такого перемещения при равномерном прямолинейном движении будет в любой момент времени совпадать с путем, пройденным за это время телом.

Если же направление тела будет меняться, то пройденный путь будет больше значения модуля перемещения. Поэтому принятое нами равенство справедливо только для случаев, когда тело двигается равномерно и прямолинейно.

Можно изобразить данную ситуацию графически. Для этого проведем из точки 0 оси скорости и времени. (Рис. 1)Если применить проекции значений скорости и времени на оси, то тогда мы увидим, что скорость, как величина постоянная является прямой, проходящей параллельно оси времени.

И если мы проведем перпендикуляры от временной оси в начальный и конечный моменты времени к линии скорости, то получим прямоугольник, площадь которого и будет равна перемещению за данный промежуток времени.

Рис. 1

Стороны этого прямоугольника будут равны все тем же значениям v и t. Таким образом, мы видим, что и при построении проекций векторных величин, принятое нами выше равенство сохраняет свою справедливость.

В случае же, когда мы имеем в расчетах дело с двумя телами, двигающимися равномерно и прямолинейно, при этом совпадают направления их движения, то расчеты также можно производить, применяя приведенную выше формулу.

Если же два тела двигаются равномерно и прямолинейно, а направления их движения противоположны, но расположены вдоль одной оси, то можно по-прежнему использовать в расчетах значения их модулей. Но необходимо будет брать значение величин для одного тела со знаком минус в зависимости от того, направление какого из тел мы примем за положительное.

 

Хотите провести эксперимент? Да запросто. Возьмите длинную линейку, положите ее горизонтально и приподнимите один конец. У вас получится наклонная плоскость. А теперь возьмите монетку и положите на верхний конец линейки. Монетка начнет скользить вниз по линейке, проследите, как будет двигаться монетка с одинаковой скоростью или нет.

Вы заметите, что скорость монетки будет постепенно возрастать. И изменение скорости будет напрямую зависеть от угла наклона линейки. Чем угол наклона круче, тем большую скорость будет набирать монетка к концу пути.

Изменение скорости монетки

Можно попытаться узнать, как меняется скорость монетки за каждый одинаковый промежуток времени. В случае с линейкой и монеткой в домашних условиях это трудно проделать, но в условиях лаборатории можно зафиксировать, что при постоянном угле наклона скользящая монетка за каждую секунду изменяет свою скорость на одинаковую величину.

Такое движение тела, когда его скорость за любые равные промежутки времени меняется одинаково, а тело при этом движется по прямой линии, называется в физике прямолинейным равноускоренным движением. Под скоростью в данном случае понимается скорость в каждый конкретный момент времени.

Такая скорость называется мгновенной скоростью. Мгновенная скорость тела может меняться по-разному: быстрее, медленнее, может возрастать, а может уменьшаться. Для того чтобы охарактеризовать это изменение скорости, вводят величину, называемую ускорением.

Понятие ускорения: формула

Ускорение это физическая величина, показывающая, насколько изменилась скорость тела за каждый равный промежуток времени. Если скорость меняется одинаковым образом, то ускорение будет величиной постоянной. Так происходит в случае прямолинейного равноускоренного движения. Формула для ускорения выглядит следующим образом:

a = (v – v_0 )/ t,

где a ускорение, v   конечная скорость, v_0 начальная скорость, t время. 

Измеряется ускорение в метрах на секунду в квадрате (1 м/с2). Немного странная на первый взгляд единица очень легко объясняется: ускорение= скорость/время=(м/с)/с , откуда и выводится такая единица.

Ускорение величина векторная. Оно может быть направлена либо в ту же сторону, что и скорость, если скорость возрастает, либо в противоположную сторону, если скорость уменьшается. Пример второго варианта это торможение. Если, например, автомобиль тормозит, то скорость его уменьшается. Тогда ускорение будет являться отрицательной величиной, и направлено оно будет не по ходу движения автомобиля, а в обратную сторону.

В случаях, когда скорость у нас меняется от нуля до какой-либо величины, например, при старте ракеты, либо в случае, когда скорость наоборот уменьшается до нуля, например, при торможении поезда до полной остановки, можно использовать в расчетах только одно значение скорости. Формула тогда примет вид: a =v /t  для первого случая либо же: a = v_0 /t для второго.

 

Проекцию скорости на ось Ох при прямолинейном равноускоренном движении можно найти по следующей формуле:

Выразим из этой формулы, формулу для проекции скорости которую имело лвижущееся тело к концу  некоторого промежутка времени t.

То есть, зная проекцию вектора начальной скорости V0x  и проекцию вектора ускорения ax в любой момент времени можно вычислить проекцию вектора мгновенной скорости Vx, которую будет иметь тело в данной точке.

  • Представим зависимость скорости от времени при равноускоренно движении в виде графика.

Графиком уравнения Vx=V0x+ax*t будет прямая линия. Расположение этой лини в системе координат будет определяться значениями ax b V0x.

График проекции скорости тела при нулевой начальной скорости

На следующем рисунке представлен график проекции вектора скорости движущегося тела, которое в начальный момент времени имел нулевую скорость, и двигалось равноускоренно и прямолинейно с ускорением ax=1,5 м/(с^2) в течение 40 секунд.2) в течение 4 секунд.

Для построения такого графика, также достаточно взять несколько значений переменной  t и посчитать в них значение проекции скорости Vx. А потом соединить их прямой линией. Как видите, график имеет начальную точку не в нуле, в значении, которое имеет начальная скорость.

График проекции скорости тела при торможении

Если бы ускорение было отрицательным, то есть тело постепенно тормозило, то график составлял бы с положительным направлением оси Ох тупой угол. 

Ниже представлен график такой ситуации.

Из графика видно, что тело начинало свое движение со скоростью 20 м/с, и постепенно замедляло её. За 10 секунд, оно полностью остановилось.

 

Попытаемся вывести формулу для нахождения проекции вектора перемещения тела, которое двигается прямолинейно и равноускоренно, за любой промежуток времени.

Для этого обратимся к графику зависимости проекции скорости прямолинейного равноускоренного движения от времени.

График зависимости проекции скорости прямолинейного равноускоренного движения от времени

Ниже на рисунке представлен график, для проекции скорости некоторого тела, которое движется с начальной скорость V0 и постоянным ускорением а.

Если бы у нас было равномерное прямолинейное движение, то для вычисления проекции вектора перемещения, необходимо было бы посчитать площадь фигуры под графиком проекции вектора скорости.

Теперь докажем, что и в случае равноускоренного прямолинейного движения проекция вектора перемещения Sx будет определяться таким же образом. То есть проекция вектора перемещения будет равняться площади фигуры под графиком проекции вектора скорости.

Найдем площадь фигуры ограниченную осью оt, отрезками АО и ВС, а также отрезком АС.

 

Выделим на оси ot малый промежуток времени db. Проведем через эти точки перпендикуляры к оси времени, до их пересечения с графикос проекции скорости. Отметим точки пересечения a и c. За этот промежуток времени скорость тела поменяется от Vax до Vbx.

Если взять этот промежуток достаточно малым, то можно считать что скорость остается практически неизменной, а следовательно мы будем иметь на этом промежутке дело с равномерным прямолинейным движением.2=4*S1.

За промежуток t3=3*t1, это тело совершит перемещение S3=9*S1 и т.д., для любого натурального n. Это конечно же будет выполняться, при условии, что время должно отсчитываться от одного и того же момента.

На следующем рисунке хорошо представлена эта зависимость.

  • OA:OB:OC:OD:OE = 1:4:9:16:25.

При увеличении промежутка времени, который отсчитывается от начал движения, в целое число раз по сравнению с t1, модули векторов  перемещений будут возрастать как ряд квадратов последовательных натуральных чисел.

Помимо этой закономерности, из представленного выше рисунка можно установить еще одну, следующую закономерность:

  • OA:AB:BC:CD:DE = 1:3:5:7:9.

За последовательные равные промежутки времени, модули векторов перемещений, совершаемых телом, будут относиться между собой как ряд последовательных нечетных чисел.

Стоит отметить, что такие закономерности будут верными только в равноускоренном движении. То есть они являются как бы неким своеобразным признаком равноускоренного движения. Если необходимо проверить, является ли движение равноускоренным, то можно проверить эти закономерности, и если они будут выполняться, то движение будет равноускоренным.

  •  

    Представьте себе электричку. Она едет тихонько по рельсам, развозя пассажиров по дачам. И вдруг сидящий в последнем вагоне хулиган и тунеядец Сидоров замечает, что на станции «Сады» в вагон входят контролеры. Билет, естественно, Сидоров не купил, а штраф платить ему хочется еще меньше.

    Относительность движения безбилетника в поезде

    И вот, чтобы его не поймали, он быстренько совершает перемещение при прямолинейном равномерном движении в другой вагон. Контролеры, проверив билеты у всех пассажиров, движутся в том же направлении. Сидоров опять переходит в следующий вагон и так далее.

    И вот, когда он достигает первого вагона и идти дальше уже некуда, оказывается, что поезд как раз доехал до нужной ему станции «Огороды», и счастливый Сидоров выходит, радуясь тому, что проехал зайцем и не попался.

    Что мы можем извлечь из этой остросюжетной истории? Мы можем, без сомнения, порадоваться за Сидорова, а можем, кроме того, обнаружить еще один небезынтересный факт.

    В то время, как поезд за пять минут проехал пять километров от станции «Сады» до станции «Огороды», заяц Сидоров за это же время преодолел такое же расстояние плюс расстояние, равное длине поезда, в котором он ехал, то есть около пяти тысяч двухсот метров за те же пять минут.

    Получается, что Сидоров двигался быстрее электрички. Впрочем, такую же скорость развили и следующие за ним по пятам контролеры. Учитывая, что скорость поезда была около 60 км/ч впору выдать им всем несколько олимпийских медалей.

    Однако, конечно же, никто такой глупостью заниматься не будет, потому что все понимают, что невероятная скорость Сидорова была развита им только лишь относительно неподвижных станций, рельсов и огородов, и обусловлена эта скорость была передвижением поезда, а вовсе не невероятными способностями Сидорова.

    Относительно же поезда Сидоров двигался вовсе и не быстро и не дотягивает не то что до олимпийской медали, но даже до ленточки от нее. Вот тут-то мы и сталкиваемся с таким понятием как относительность движения.

    Понятие относительности движения: примеры

    Относительность движения не имеет определения, так как не является физической величиной. Относительность механического движения проявляется в том, что некоторые характеристики движения, такие как скорость, путь, траектория и так далее, относительны, то есть зависят от наблюдателя. В различных системах отсчета эти характеристики будут различны.

    Кроме приведенного примера с гражданином Сидоровым в поезде, можно взять практически любое движение любого тела и показать, насколько оно относительно. Идя на работу, вы двигаетесь вперед относительно дома и в то же время передвигаетесь назад относительно автобуса, на который опоздали.

    Вы стоите на месте относительно плеера в кармане и несетесь с огромной скоростью относительно звезды по имени Солнце. Каждый ваш шаг будет гигантским расстоянием для молекулы асфальта и ничтожным для планеты Земля. Любое движение, как и все его характеристики всегда имеют смысл только относительно чего-либо еще.

    В этом и заключается понятие относительности движения.

  •  

    С древнейших времен движение материальных тел не переставало волновать умы ученых. Так, например, сам Аристотель считал, что если на тело не действуют никакие силы, то такое тело всегда будет находиться в покое.

    И лишь только спустя 2000 лет итальянский ученый Галилео Галилей смог исключить из формулировки Аристотеля слово «всегда». Галилей понял, что пребывание тела в состоянии покоя не является единственным следствием отсутствия внешних сил.

    Тогда Галилей заявил: тело, на которое не действуют никакие силы, будет либо находиться в покое, либо двигаться равномерно прямолинейно. То есть, движение с одинаковой скоростью по прямой траектории, с точки зрения физики, равнозначно состоянию покоя.

    Что есть состояние покоя?

    В жизни этот факт наблюдать очень сложно, поскольку всегда имеет место сила трения, которая не дает предметам и вещам покидать свои места. Но если представить себе бесконечно длинный, абсолютно скользкий и гладкий каток, на котором стоит тело, то станет очевидно, что если придать телу импульс, то тело будет двигаться бесконечно долго и по одной прямой.

    И в самом деле, на тело действую только две силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Но расположены они на одной прямой и направлены друг против друга. Таким образом, по принципу суперпозиции, мы имеем, что общая сила, действующая на такое тело равна нулю.

    Однако это идеальный случай. В жизни сила трения проявляет себя почти во всех случаях. Галилей сделал важное открытие, приравняв состояние покоя и движение с постоянной скоростью по прямой линии. Но этого было недостаточно. Оказалось, что условие это выполняется не во всех случаях.

    Ясность в этот вопрос внес Исаак Ньютон, обобщивший исследования Галилея и, таким образом, сформулировавший Первый Закон Ньютона.

    Первый закон Ньютона: формулируем сами

    Существуют две формулировки первого закона Ньютона современная и формулировка самого Исаака Ньютона. В исходном варианте первый закон Ньютона несколько неточен, а современный вариант в попытках исправить эту неточность оказался очень запутанным и потому неудачным. Ну а так как истина всегда где-то рядом, то попытаемся найти это «рядом» и разобраться, что же представляет собой данный закон.

    Современная формулировка звучит следующим образом: «Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго».

    Инерциальные системы отсчета

    Инерциальными называют системы отсчета, в которых выполняется закон инерции. Закон же инерции заключается в том, что тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела. Получается очень неудобоваримо, малопонятно и напоминает комичную ситуацию, когда на вопрос: “Где это «тут»?” отвечают: “Это здесь”, а на следующий логичный вопрос: “А где это «здесь»?” отвечают: “Это тут”. Масло масляное. Замкнутый круг.

    Формулировка самого Ньютона такова: «Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».

    Однако на практике этот закон выполняется не всегда. Убедиться в этом можно элементарно. Когда человек стоит, не держась за поручни, в движущемся автобусе, и автобус резко тормозит, то человек начинает двигаться вперед относительно автобуса, хотя его не понуждает к этому ни одна видимая сила.

    То есть, относительно автобуса первый закон Ньютона в изначальной формулировке не выполняется. Очевидно, что он нуждается в уточнении. Уточнением и является введение инерциальных систем отсчета. То есть, таких систем отсчета, в которых первый закон Ньютона выполняется. Это не совсем понятно, поэтому попробуем перевести все это на человеческий язык.

    Инерциальные и неинерциальные системы отсчета

    Свойство инерции любого тела таково, что до тех пор, пока тело остается изолированным от других тел, оно будет сохранять свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. «Изолированным» – это значит никак не связанным, бесконечно удаленным от других тел.

    На практике это означает, что если в нашем примере за систему отсчета принять не автобус, а какую-то звезду на окраине Галактики, то первый закон Ньютона будет абсолютно точно выполняться для беспечного пассажира, не держащегося за поручни. При торможении автобуса он будет продолжать свое равномерное движение, пока на него не подействуют другие тела.

    Вот такие системы отсчета, которые никак не связаны с рассматриваемым телом, и которые никак не влияют на инертность тела, называются инерциальными. Для таких систем отсчета первый закон Ньютона в его исходной формулировке абсолютно справедлив.

    То есть закон можно сформулировать так: в системах отсчета, абсолютно никак не связанных с телом, скорость тела при отсутствии стороннего воздействия остается неизменной. В таком виде первый закон Ньютона легко доступен для понимания.

    Проблема заключается в том, что на практике очень сложно рассматривать движение конкретного тела относительно таких систем отсчета. Мы не можем переместиться на бесконечно далекую звезду и оттуда осуществлять какие-либо опыты на Земле.

    Поэтому за такую систему отсчета условно часто принимают Землю, хотя она и связана с находящимися на ней телами и влияет на характеристики их движения. Но для многих расчетов такое приближение оказывается достаточным. Поэтому примерами инерциальных систем отсчета можно считать Землю для расположенных на ней тел, Солнечную систему для ее планет и так далее.

    Первый закон Ньютона не описывается какой-либо физической формулой, однако с помощью него выводятся другие понятия и определения. По сути, этот закон постулирует инертность тел. И таким образом выходит, что для инерциальных систем отсчета закон инерции и есть первый закон Ньютона.

    Еще примеры инерциальных систем и первого закона Ньютона

    Так, например, если тележка с шаром будет ехать сначала по ровной поверхности, с постоянной скоростью, а потом заедет на песчаную поверхность, то шар внутри тележки начнет ускоренное движение, хотя никакие силы на него не действуют (на самом деле, действуют, но их сумма равна нулю).

    Происходит это от того, что система отсчета (в данном случае, тележка) в момент попадания на песчаную поверхность, становится неинерциальной, то есть перестает двигаться с постоянной скоростью.      

    Первый Закон Ньютона вносит важное разграничение между инерциальными и неинерциальными системами отсчета. Также важным следствием этого закона является тот факт, что ускорение, в некотором смысле, важнее скорости тела.

    Поскольку движение с постоянной скоростью по прямой линии суть нахождение в состоянии покоя. Тогда как движение с ускорением явно свидетельствуют о том, что либо сумма сил, приложенных к телу, не равно нулю, либо сама система отсчета, в которой находится тело, является неинерциальной, то есть движется с ускорением.

    Причем ускорение может быть как положительным (тело ускоряется), так и отрицательным (тело замедляется).  

  •  

    Второй закон Ньютона связывает вместе три, на первый взгляд, совершенно не связанные друг с другом величины: ускорение, массу и силу. Хотите легко и быстро, на примерах понять, как это происходит? Запросто. Надо будет проделать пару элементарных опытов и немного порассуждать.

    Элементарный опыт по второму закону Ньютона

    Начнем с практической части. Нагрузите чем-нибудь две сумки или два пакета. Один чуть-чуть, а второй очень сильно. Только пакеты берите покрепче. А теперь примерно с одинаковой силой по очереди резко поднимите оба пакета вверх. Вы увидите, что легкий пакет практически взлетит, а вот тяжелый перемещаться будет намного медленнее.

    А теперь другой опыт положите на землю футбольный мячик и пните его пару раз. Один раз легонько, а второй раз со всей силы. Понаблюдайте, как изменится скорость мяча после пинка. В первом случае он потихоньку откатится на небольшое расстояние, во втором улетит далеко и на весьма приличной скорости. Ну вот и все, с практической частью закончили. Теперь немного порассуждаем.

    Действие равнодействующей силы

    Мы знаем, что скорость тела изменяется под действием приложенной к нему силы. Если на тело действуют несколько сил, то находят равнодействующую этих сил, то есть некую общую суммарную силу, обладающую определенным направлением и числовым значением.

    То есть, фактически, все случаи приложения различных сил в конкретный момент времени можно свести к действию одной равнодействующей силы. Таким образом, чтобы найти, как изменилась скорость тела, нам надо знать, какая сила действует на тело.

    Какое ускорение получает тело?

    В зависимости от величины и направления силы тело получит то или иное ускорение. Это четко видно в опыте с мячом. Когда мы подействовали на тело небольшой силой, мяч ускорился не очень сильно. Когда же сила воздействия увеличилась, то мяч приобрел гораздо большее ускорение. То есть, ускорение связано с приложенной силой прямо пропорционально. Чем больше сила воздействия, тем большее ускорение приобретает тело.

    От чего еще зависит ускорение, полученное телом в результате воздействия на него? Вспомним первую часть нашего опыта. Ускорение двух грузов у нас было ощутимо разным, хотя силу мы старались прикладывать одинаковую. А вот масса грузов у нас отличалась. И в случае с большей массой ускорение тела было небольшим, а в случае меньшей массы намного большим.

    То есть, второй вывод это то, что масса тела напрямую связана с ускорением, приобретаемым телом в результате воздействия силы. При этом, масса тела обратно пропорциональна полученному ускорению. Чем больше масса, тем меньше будет величина ускорения.

    Второй Закон Ньютона: формула и определение

    Исходя из всего вышесказанного, приходим к тому, что можно записать второй закон Ньютона в виде следующей формулы:

    a =F / m  ,

    где a   ускорение,  F   сила воздействия, m масса тела.

    Соответственно, второму закону Ньютона можно дать такое определение: ускорение, приобретаемое телом в результате воздействия на него, прямо пропорционально силе или равнодействующей сил этого воздействия и обратно пропорционально массе тела. Это и есть второй закон Ньютона.

  •  

    В первом законе Ньютона говорится о поведении тела, изолированного от воздействия других тел. Второй закон говорит о прямо противоположной ситуации. В нем рассматриваются случаи, когда тело или несколько тел воздействуют на данное.

    Оба эти закона описывают поведение одного конкретного тела. Но во взаимодействии всегда участвуют минимум два тела. Что будет происходить с обоими этими телами? Как описать их взаимодействие? Анализом этой ситуации и занялся Ньютон после формулировки своих первых двух законов. Займемся и мы такими же изысканиями.

    Взаимодействие двух тел

    Мы знаем, что при взаимодействии воздействуют друг на друга оба тела. Не бывает такого, чтобы одно тело толкнуло другое, а второе в ответ никак не отреагировало бы. Такое может происходить среди по-разному воспитанных людей, но никак не в природе.

    Мы знаем, что если мы пинаем мяч, то мяч в ответ пинает нас. Другое дело, что мяч имеет намного меньшую массу, чем тело человека, и потому его воздействие практически не ощутимо.

    Однако, если вы попробуете пнуть тяжелый железный мяч, то живо ощутите это ответное воздействие. Фактически, мы каждый день по многу раз пинаем очень и очень тяжелый мяч нашу планету. Мы толкаем ее каждым своим шагом, только при этом отлетает не она, а мы. А все потому, что планета в миллионы раз превосходит нас по массе.

    Соотношение сил во взаимодействии между телами

    Так что из этих рассуждений видно, что при взаимодействии двух тел, не только первое действует на второе с некоторой силой, но и второе в ответ действует на первое также с некоторой силой. Возникает вопрос: а как соотносятся эти силы? Какая из них больше, какая меньше?

    Для этого необходимо проделать некоторые измерения. Потребуются два динамометра, но в домашних условиях их вполне могу заменить два безмена. Они измеряют вес, а вес это тоже сила, только выраженная в единицах массы в случае безмена. Поэтому, если у вас есть два безмена, то проделайте следующее.

    Один из них оденьте колечком на что-то неподвижное, например, на гвоздь в стене, а второй соедините с первым крючками. И потяните за колечко второго безмена. Проследите за показаниями обоих приборов. Каждый из них покажет силу, с которой на него воздействует другой безмен.

    И хотя мы тянем только за один из них, окажется, что показания обоих, как на очной ставке, будут совпадать. Получается, что сила, с которой мы воздействуем вторым безменом на первый, равна силе, с которой первый безмен воздействует на второй.

    Третий закон Ньютона: определение и формула

    Сила действия равна силе противодействия. В этом и состоит суть третьего закона Ньютона. Определение его таково: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине и противоположны по направлению. Третий закон Ньютона можно записать в виде формулы:

    F_1  = – F_2,

    Где F_1 и F_2 силы действия друг на друга соответственно первого и второго тела.

    Справедливость третьего закона Ньютона была подтверждена многочисленными экспериментами. Этот закон справедлив как для случая, когда одно тело тянет другое, так и для случая, когда тела отталкиваются. Все тела во Вселенной взаимодействуют друг с другом, подчиняясь этому закону.

  •  

    Как вы думаете, одновременно ли долетят до земли, сброшенные с крыши перо, пластиковая бутылка и монета? Можно проделать такой опыт и убедиться, что монета приземлится первой, бутылка второй, а перо долго будет болтаться в воздухе и может вообще не долететь до земли, если его подхватит и унесет внезапный ветерок.

    Так ли свободно свободное падение тел?

    Соответственно, делаем вывод, что свободное падение тел не подчиняется какому-либо одному правилу, и все предметы падают на землю по-своему. Тут бы как говорится, и сказке конец, но некоторые физики на этом не успокоились и предположили, что на свободное падение тел может оказывать влияние сила сопротивления воздуха и, соответственно, такие результаты эксперимента нельзя считать окончательными.

    Они взяли длинную стеклянную трубку и поместили в нее перо, дробинку, деревянную пробку и монету. Потом они закупорили трубку, откачали из нее воздух и перевернули.2)/2   (если  v_0 = 0),   соответственно,

    где v конечная скорость, v_0 начальная скорость, s перемещение, t время, g ускорение свободного падения.

    Вывод, что свободное падение любых тел происходит одинаково, на первый взгляд кажется нелепым с точки зрения повседневного опыта. Но на самом деле все правильно и логично. Просто, незначительная на первый взгляд величина сопротивления воздуха для многих падающих тел оказывается довольно ощутимой, а потому очень сильно замедляет их падение.

  •  

    Как нам уже известно, сила тяжести действует на все тела, которые находятся на поверхности Земли и вблизи неё. При этом не важно, находятся ли они в состоянии покоя или совершают движение.

    Если некоторое тело будет свободно падать на Землю, то при этом оно будет совершать равноускоренное движение, причем скорость будет возрастать постоянно, так как вектор скорости и вектор ускорения свободного падения будут сонаправлены между собой.

    Суть движения вертикально вверх

    Если же подбросить некоторое тело вертикально вверх, и при этом считать что сопротивление воздуха отсутствует, то можно считать что оно тоже совершает равноускоренное движение, с ускорением свободного падения, которое вызвано силой тяжести. Только в этом случае, скорость, которую мы придали телу при броске, будет направлена вверх, а ускорение свободного падения направлено вниз, то есть они будут противоположно направлены друг к другу. Поэтому скорость будет постепенно уменьшаться.

    Через некоторое время наступит момент, когда скорость станет равняться нулю. В этот момент тело достигнет своей максимальной высоты и на какой-то момент остановится. Очевидно, что, чем большую начальную скорость мы придадим телу, тем на большую высоту оно поднимется к моменту остановки.

    • Далее, тело начнет равноускоренно падать вниз, под действием силы тяжести.

    Как решать задачи

    Когда вы столкнетесь с задачами на движение тела вверх, при котором не учитывается сопротивление воздуха и другие силы, а считается, что на тело действует только сила тяжести, то так как движение равноускоренное, то можно применять те же самые формулы, что и при прямолинейном равноускоренном движении с некоторой начальной скорость V0.2)/2.

  • Необходимо также учитывать, что при движении вверх вектор ускорения свободного падения направлен вниз, а вектор скорости вверх,  то есть они разнонаправлены, а следовательно, их проекции будут иметь разные знаки.

    Например, если Ось Ох направить вверх, то проекция вектора скорости при движении вверх, будет положительна, а проекция ускорения свободного падения отрицательна. Это надо учитывать, подставляя значения в формулы, иначе получится совершенно неверный результат.

  •  

    Все мы ходим по Земле потому, что она нас притягивает. Если бы Земля не притягивала все находящиеся на ее поверхности тела, то мы, оттолкнувшись от нее, улетели бы в космос. Но этого не происходит, и всем известно о существовании земного притяжения.

    Притягиваем ли мы Землю? Притягивает Луна!

    А притягиваем ли мы сами к себе Землю? Смешной вопрос, правда? Но давайте разберемся. Вы знаете, что такое приливы и отливы в морях и океанах? Каждый день вода уходит от берегов, неизвестно где шляется несколько часов, а потом, как ни в чем не бывало, возвращается обратно.

    Так вот вода в это время находится не неизвестно где, а примерно посредине океана. Там образуется что-то наподобие горы из воды. Невероятно, правда? Вода, которая имеет свойство растекаться, сама не просто стекается, а еще и образует горы. И в этих горах сосредоточена огромная масса воды.

    Просто прикиньте весь объем воды, который отходит от берегов во время отливов, и вы поймете, что речь идет о гигантских количествах. Но раз такое происходит, должна же быть какая-то причина. И причина есть. Причина кроется в том, что эту воду притягивает к себе Луна.

    Вращаясь вокруг Земли, Луна проходит над океанами и притягивает к себе океанические воды. Луна вращается вокруг Земли, потому что она притягивается Землей. Но, выходит, что она и сама при этом притягивает к себе Землю. Земля, правда, для нее великовата, но ее влияние оказывается достаточным для перемещения воды в океанах.

    Сила и закон всемирного тяготения: понятие и формула

    А теперь пойдем дальше и подумаем: если два громадных тела, находясь неподалеку, оба притягивают друг друга, не логично ли предположить, что и тела поменьше тоже будут притягивать друг друга? Просто они намного меньше и сила их притяжения будет маленькой?

    Оказывается, что такое предположение абсолютно верно.2 .

    Возвращаясь к нашему исходному вопросу: «притягиваем ли мы Землю?», мы можем с уверенностью ответить: «да». Согласно третьему закону Ньютона мы притягиваем Землю ровно с такой же силой, с какой Земля притягивает нас. Силу эту можно рассчитать из закона всемирного тяготения.

    А согласно второму закону Ньютона воздействие тел друг на друга какой-либо силой выражается в виде придаваемого ими друг другу  ускорения. Но придаваемое ускорение зависит от массы тела.

    Масса Земли велика, и она придает нам ускорение свободного падения. А наша масса ничтожно мала по сравнению с Землей, и поэтому ускорение, которое мы придаем Земле, практически равно нулю. Именно поэтому мы притягиваемся к Земле и ходим по ней, а не наоборот.

  •  

    Одним из частных случаев всемирного тяготения является тот факт, что все тела притягиваются к Земле. Для нас, жителей планеты Земля, сила тяжести имеет огромное значение.

    Сила, с которой тело некоторой массы m будет притягиваться к Земле, согласно закону всемирного тяготения будет вычисляться по следующей формуле:

    Где Мз – масса земли,
    Rз – радиус земли,
    G – гравитационная постоянная = 6,67234(14),
    m – масса тела

    Но значение этой силы будет отличаться от значения силы тяжести которую мы вычисляем по формуле Fт =m*g.2).

  • Отсюда можно выразить значение g.

    Как видите масса тела сократилась, а следовательно масса тела никак не влияет на ускорение свободного падения тел, которые находятся на Земле или вблизи её поверхности. А будет зависеть только от радиуса Земли, а точнее от расстояния от центра Земли, до центра данного тела массы m.

    Если мы например поднимем тело на некоторую высоту h, то расстояние между центрами Земли и тела увеличится, а следовательно должно измениться ускорение свободного падения тела.

    Так как расстояние в таком случае будет (Rз+h), то ускорение свободного падения на высоте h от поверхности Земли можно вычислить по формуле:

    Чем больше мы поднимем тело над Землей, тем будет меньше ускорение свободного падения. Следовательно, будет уменьшатся и сила тяжести которая действует на это тело. Чаще всего этим увеличением пренебрегают, так как расстояние, на которое поднимается тело от поверхности Земли, по сравнению с радиусом Земли пренебрежимо мало.

    Например, если человек массой 80 кг поднялся на гору высотой 3 км, то действующая на него сила тяжести уменишилась всего на 0.7 Н. Это очень мало, поэтому в таких случаях при расчетах берут вблизи поверхности земли значение ускорения свободного падения g=9,81.

    Применение формулы для других небесных тел

    Формула, которую мы записали выше, подходит также для вычисления ускорения свободного падения на любых небесных объектах. То есть вместо радиуса и массы Земли необходимо подставить радиус и массу данного небесного объекта.

  •  

    Мы знаем, что все тела притягиваются друг к другу. В частности, Луна, например, притягивается к Земле. Но возникает вопрос: если Луна притягивается к Земле, почему она вращается вокруг нее, а не падает на Землю?

    Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть виды движения тел. Мы уже знаем, что движение может быть равномерным и неравномерным, но существуют и другие характеристики движения. В частности, в зависимости от направления различают прямолинейное и криволинейное движение.

    Прямолинейное движение

    Известно, что тело двигается под действием приложенной к нему силы. Можно проделать несложный эксперимент, показывающий, как направление движения тела будет зависеть от направления приложенной к нему силы. Для этого потребуется произвольный предмет небольшого размера, резиновый шнур и горизонтальная или вертикальная опора.

    Привязывает шнур одним концом к опоре. На другом конце шнура закрепляем наш предмет. Теперь, если мы оттянем наш предмет на некоторое расстояние, а потом отпустим, то увидим, как он начнет двигаться в направлении опоры. Его движение обусловлено силой упругости шнура. Именно так Земля притягивает все тела на ее поверхности, а также летящие из космоса метеориты.

    Только вместо силы упругости выступает сила притяжения. А теперь возьмем наш предмет на резинке и толкнем его не в направлении к/от опоры, а вдоль нее. Если бы предмет не был закреплен, он бы просто улетел в сторону. Но так как его держит шнур, то шарик, двигаясь в сторону, слегка растягивает шнур, тот тянет его обратно, и шарик чуть меняет свое направление в сторону опоры.

    Криволинейное движение по окружности

    Так происходит в каждый момент времени, в итоге шарик движется не по первоначальной траектории, но и не прямолинейно к опоре. Шарик будет двигаться вокруг опоры по окружности. Траектория его движения будет криволинейной. Именно так вокруг Земли двигается Луна, не падая на нее.

    Именно так притяжение Земли захватывает метеориты, которые летят близко от Земли, но не прямо на нее. Эти метеориты становятся спутниками Земли. При этом от того, каким был их первоначальный угол движения по отношению к Земле, зависит, как долго они пробудут на орбите. Если их движение было перпендикулярно Земле, то они могут находиться на орбите бесконечно долго. Если же угол был меньше 90˚, то они будут двигаться по снижающейся спирали, и постепенно все-таки упадут на землю.

    Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью

    Еще один момент, который следует отметить, это то, что скорость криволинейного движения по окружности меняется по направлению, но одинакова по значению. А это означает, что движение по окружности с постоянной по модулю скоростью происходит равноускорено.

    Так как направление движения меняется, значит, движение происходит с ускорением. А так как оно меняется одинаково в каждый момент времени, следовательно, движение будет равноускоренным. А сила притяжения является силой, которая обусловливает постоянное ускорение.

    Луна двигается вокруг Земли именно благодаря этому, но если вдруг когда-либо движение Луны изменится, например, в нее врежется очень крупный метеорит, то она вполне может сойти со своей орбиты и упасть на Землю. Нам остается лишь надеяться, что этот момент не наступит никогда.

  •  

    Вы когда-нибудь соревновались, кто дальше кинет камень или снежок? Все мальчишки наверняка проходили через это. И все знают, что чтобы камень пролетел как можно дальше, надо кинуть его как можно сильнее. То есть нужно придать ему как можно большую скорость.

    Сила человеческой руки ограничена, и камень мы можем кинуть относительно недалеко. Намного большую скорость телам могут придать различные артиллерийские орудия. Снаряды могут преодолевать несколько километров и даже десятков километров. Однако всегда траекторией всех этих летящих тел является дуга, концом упирающаяся в землю.

    Бексонечно долгое вращение вокруг Земли

    Если же пойти дальше и предположить, что мы можем придать телу намного большую скорость? Такую, что дуга, которую тело опишет, будет уже не упираться в землю, а проходить на некотором расстоянии вокруг всей Земли? Тогда получится, что мы получим тело, способное бесконечно долго вращаться вокруг Земли.

    Единственное, что будет мешать нам это сопротивление воздуха. Значит надо избавиться от него. Избавиться от сопротивления воздуха мы можем на большой высоте. На высоте свыше трехсот километров воздуха уже практически нет. Именно начиная с такой высоты, и запускают искусственные спутники Земли. Спутники вращаются вокруг Земли по различным орбитам, но все они не падают на Землю.

    Движение спутника – пример свободного падения

    Это происходит потому, что запущены они были со скоростью, достаточной для того, чтобы преодолеть земное притяжение. Как ни странно звучит, движение спутника вокруг Земли это пример свободного падения тела.

    Происходит оно с ускорением, как и положено свободно падающему телу, только ускорение это не увеличивает скорость тела по модулю, а изменяет по направлению. Поэтому спутники и движутся по орбите.

    Первая и вторая космическая скорость

    Скорость, необходимая для того, чтобы тело начало вращаться по орбите вокруг Земли не падая, называется первой космической скоростью. Она составляет от 7,9 км/с. Чем больше высота тела над землей, тем величина этой скорости меньше.

    На высоте, например, 500 км эта скорость составляет уже 7,6 км/с. Это объясняется тем, что гравитационные силы уменьшаются с увеличением расстояния между телами. Первой космической скоростью обусловлено движение искусственных спутников земли.

    А есть ли такая скорость, которая позволит совсем вырваться из оков земного притяжения? Такая скорость есть и называется она второй космической скоростью. Она составляет 11,2 км/с. При такой скорости тела описывают вокруг Земли не дугу, а эллипс, и тело удаляется на расстояние, достаточное для полного освобождения от земного притяжения. Такую скорость развивают ракеты, которые уходят в космическое пространство прочь от Земли.

  •  

    Проделаем несколько несложных преобразований с формулами. По второму закону Ньютона силу можно найти: F=m*a. Ускорение находится следующим образом: a=v⁄t . Таким образом получаем: F=m*v/t.

    Определение импульса тела: формула

    Выходит, что сила характеризуется изменением произведения массы на скорость во времени. Если обозначить это произведение некой величиной, то мы получим изменение этой величины во времени как характеристику силы. Эту величину назвали импульсом тела. Импульс тела выражается формулой:

    p=m*v ,

    где p импульс тела, m масса, v скорость.

    Импульс это векторная величина, при этом его направление всегда совпадает с направлением скорости. Единицей импульса является килограмм на метр в секунду (1 кг*м/с).

    Что же такое импульс тела: как понять?

    Попробуем по-простому, «на пальцах» разобраться, что такое импульс тела. Если тело покоится, то его импульс равен нулю. Логично. Если скорость тела изменяется, то у тела появляется некий импульс, который характеризует величину приложенной к нему силы.

    Если воздействие на тело отсутствует, но оно движется с некоторой скоростью, то есть имеет некий импульс, то его импульс означает, какое воздействие способно оказать данное тело при взаимодействии с другим телом.

    В формулу импульса входит масса тела и его скорость. То есть чем большей массой и/или скоростью обладает тело, тем большее воздействие оно может оказать. Это понятно и из жизненного опыта.

    Чтобы сдвинуть тело небольшой массы, нужна небольшая сила. Чем больше масса тела, тем большее придется приложить усилие. То же самое касается и скорости, которую сообщают телу. В случае же воздействия самого тела на другое, импульс также показывает величину, с которой тело способно действовать на другие тела. Эта величина напрямую зависит от скорости и массы исходного тела.

    Импульс при взаимодействии тел

    Возникает еще один вопрос: что произойдет с импульсом тела при его взаимодействии с другим телом? Масса тела измениться не может, если оно остается целым, а вот скорость может измениться запросто. При этом скорость тела изменится в зависимости от его массы.

    В самом деле, понятно, что при столкновении тел с очень разными массами, скорость их изменится по-разному. Если летящий на большой скорости футбольный мяч врежется в неготового к этому человека, например зрителя, то зритель может упасть, то есть приобретет некоторую небольшую скорость, но точно не полетит как мячик.

    А все потому, что масса зрителя намного больше массы мяча. Но при этом сохранится неизменным общий импульс этих двух тел. 

    Закон сохранения импульса: формула

    В этом и заключается закон сохранения импульса: при взаимодействии двух тел их общий импульс остается неизменным. Закон сохранения импульса действует только в замкнутой системе, то есть в такой системе, в которой нет воздействия внешних сил или их суммарное действие равно нулю.

    В реальности практически всегда на систему тел оказывается стороннее воздействие, но общий импульс, как и энергия, не пропадает в никуда и не возникает из ниоткуда, он распределяется между всеми участниками взаимодействия. 

    Закон сохранения импульса для двух тел в виде формулы будет выглядеть следующим образом:

    (p_1′ ) +(p_2′ ) = (p_1 ) + (p_2 ),

    где левая часть уравнения это сумма импульсов тел после взаимодействия, а правая часть после взаимодействия. Уравнение говорит нам, что общий импульс (сумма импульсов) остается неизменнным.

  •  

    Реактивное движение – это все же движение. А мы знаем, что чтобы происходило движение, необходимо воздействие некоторой силы. Тело либо само должно оттолкнуться от чего-нибудь, либо стороннее тело должно толкнуть данное. Это хорошо известно и понятно нам из жизненного опыта.

    От чего оттолкнуться в космосе?

    У поверхности Земли можно оттолкнуться от поверхности либо от находящихся на ней предметов. Для передвижения по поверхности используют ноги, колеса, гусеницы и так далее. В воде и воздухе можно отталкиваться от самих воды и воздуха, имеющих определенную плотность, и потому позволяющих взаимодействовать с ними. Природа для этого приспособила плавники и крылья.

    Человек создал двигатели на основе пропеллеров, которые во много раз увеличивают площадь контакта со средой за счет вращения и позволяют отталкиваться от воды и воздуха. А как быть в случае безвоздушного пространства? От чего отталкиваться в космосе? Там нет воздуха, там ничего нет. Как осуществлять полеты в космосе? Вот тут-то и приходит на помощь закон сохранения импульса и принцип реактивного движения. Разберем подробнее.

    Импульс и принцип реактивного движения

    Импульс это произведение массы тела на его скорость. Когда тело неподвижно, его скорость равна нулю. Однако тело обладает некоторой массой. При отсутствии сторонних воздействий, если часть массы отделится от тела с некоторой скоростью, то по закону сохранения импульса, остальная часть тела тоже должна приобрести некоторую скорость, чтобы суммарный импульс остался по-прежнему равным нулю.

    Причем скорость оставшейся основной части тела будет зависеть от того, с какой скоростью отделится меньшая часть. Чем эта скорость будет выше, тем выше будет и скорость основного тела. Это понятно, если вспомнить поведение тел на льду или в воде.

    Если два человека будут находиться рядом, а потом один из них толкнет другого, то он не только придаст тому ускорение, но и сам отлетит назад. И чем сильнее он толкнет кого-либо, тем с большей скоростью отлетит сам.

    Наверняка, вам приходилось бывать в подобной ситуации, и вы можете представить себе, как это происходит. Так вот, именно на этом и основано реактивное движение.

    Ракеты, в которых реализован этот принцип, выбрасывают некоторую часть своей массы на большой скорости, вследствие чего сами приобретают некоторое ускорение в противоположном направлении.

    Потоки раскаленных газов, возникающие в результате сгорания топлива, выбрасываются через узкие сопла для придания им максимально большой скорости. При этом, на величину массы этих газов уменьшается масса ракеты, и она приобретает некую скорость. Таким образом реализован принцип реактивного движения в физике.

    Принцип полета ракеты

    В ракетах применяют многоступенчатую систему. Во время полета нижняя ступень, израсходовав весь свой запас топлива, отделяется от ракеты, чтобы уменьшить ее общую массу и облегчить полет.

    Количество ступеней уменьшается, пока не остается рабочая часть в виде спутника или иного космического аппарата. Топливо рассчитывают таким образом, чтобы его хватило как раз для выхода на орбиту.

    При посадках на космические тела рассчитывают количество топлива для посадки и на обратный путь, если он запланирован.

  • «Новичок» и все-все-все

    Дело об отравлении Сергея Скрипаля и его дочери вылилось в широкомасштабный конфликт — пол-Европы высылает российских дипломатов, Россия высылает иностранных в ответ. Британские эксперты заявляют, что при покушении использовалось нервно-паралитическое отравляющее вещество под названием «новичок». Оно относится к классу фосфорорганических — об этом говорит помимо прочего то, что в памятках, которые распространяют британские власти, в качестве антидота к яду предлагается использовать атропин, а в качестве признаков отравления приводится симптоматика поражения именно фосфорорганическими ядами. Формула вещества, от которого пострадали Скрипали, не опубликована, при этом «новичками» называют около десятка разных соединений, состав которых был раскрыт 10 лет назад в книге химика Виля Мирзаянова. Редакция N + 1 попыталась выяснить, что мы знаем о фосфорорганике и «новичках», а также попросила экспертов рассказать об их свойствах и возможностях синтеза.


    Нервная химия


    Чтобы понять принципы работы фосфорорганики, совершим краткий экскурс в биохимию нервной системы. Для передачи нервного возбуждения через «контакт» между двумя нейронами (или окончаниями нейрона и рецепторной клеткой) необходимы вещества-нейромедиаторы. Один из таких медиаторов — ацетилхолин, который образуется в нервных клетках и накапливается в окончаниях их отростков в пузырьках диаметром около 50 нанометров.

    Под действием нервного возбуждения молекулы ацетилхолина переходят в синаптическую щель — пространство шириною 20–50 нанометров между окончанием нервного волокна и иннервируемой клеткой. На другой стороне щели расположены холинорецепторы, способные взаимодействовать с ацетилхолином. Воздействие медиатора на холинорецептор приводит к временному изменению проницаемости мембраны для ионов натрия, которые проникают внутрь клетки и запускают выполнение «приказа».

    Структура ацетилхолинэстеразы

    Alexandre Katos

    Молекулы ацетилхолина, выполнившие свою задачу, должны быть немедленно выключены, иначе холинорецепторы «застрянут» в одном состоянии. Это делает фермент ацетилхолинэстераза, которая гидролизует ацетилхолин. Каталитическая активность холинэстеразы выше, чем практически у всех остальных ферментов. Она способна расщепить более 20 тысяч молекул ацетилхолина примерно за секунду. Такой мощный каталитический эффект обеспечивают определенные участки в молекуле фермента — активные центры.

    Схема работы активного центра ацетилхолинэстеразы

    Hay Dvir et al. / Chem Biol Interact

    Для выключения одной молекулы ацетилхолина нужна совместная работа двух элементов активного центра — эстеразного, где инструментом является гидроксильная группа, и отрицательно заряженного анионного центра. Анионная часть притягивает к себе часть молекулы ацетилхолина с атомом азота, которая имеет положительный заряд, и «держит» ее, а эстеразная в это время «отрезает» ее эфирный хвост с помощью взаимодействия с гидроксильной группой. Возникает ацетилированная холинэстераза, однако этот комплекс очень непрочный и быстро разрушается в результате самопроизвольного гидролиза. В результате образуются молекулы холина и уксусной кислоты, которые служат сырьем для производства ацетилхолина, а холинэстераза с этого момента возвращается в исходное состояние и готова повторить цикл.

    Блокируем центр

    Фосфорорганические яды «выключают» ацетилхолинэстеразу, блокируя таким образом передачу нервных импульсов. В основном они представляют собой сложные эфиры фосфорной кислоты, и именно фосфор образует прочную химическую связь с кислородом в эстеразном центре и делает нормальную работу ацетилхолинэстеразы невозможной. Нарушение работы нервной системы вызывает целую серию симптомов — от сужения зрачков, конвульсий, слезотечения и нервного возбуждения до нарушения сердечного ритма, обморока, комы, паралича дыхательной мускулатуры. В год по всему миру регистрируются до 3 миллионов случаев отравления фосфорорганикой, около 250 тысяч человек погибает. В 80 процентах случаев отравления происходят из-за неосторожного обращения с фосфорорганическими пестицидами.

    Первое фосфорорганическое вещество, способное блокировать ацетилхолинэстеразу, — тетраэтилпирофосфат — синтезировал в 1854 году Филипп Клермон. Это вещество использовалось в качестве инсектицида. И сегодня главная роль фосфорорганики — борьба с насекомыми, причем особенно популярна в этом качестве она стала после того, как в 1970-е годы в большинстве развитых стран были запрещены хлорорганические пестициды, в том числе печально знаменитый ДДТ. Сейчас только в США зарегистрировано около 25 тысяч торговых марок инсектицидов на базе фосфорорганических соединений. Всем известные дихлофос и карбофос — тоже из этого ряда. Предпринимались попытки применять фосфорорганические вещества в качестве лекарств, для лечения симптомов деменции, болезни Паркинсона, но сейчас ни одно из таких средств не используется.

    Бум фосфорорганики начался в 1930-е годы. Группа под руководством Герхарда Шрадера, работавшая в концерне I. G. Farbenindustrie, в 1934 году получила задание разработать новый пестицид. Выполняя эту задачу, Шрадер и его коллеги в последующие десятилетия синтезировали сотни соединений, включая пестицид тиофос, а также несколько фосфорорганических веществ, которые оказались слишком токсичными для пестицидов, в том числе табун (экспериментируя с ним, Шрадер сам получил тяжелое отравление).

    Табун привлек внимание германских военных, и уже в их интересах группа Шрадера во время войны синтезировала зарин и зоман. Они стали первыми боевыми нервно-паралитическими веществами, получив обозначение «G-газы», где G означало «German». С 1942 по 1945 год в Германии было произведено 12 тысяч тонн только одного табуна. Но в бою он и его собратья были применены на сорок лет позже, во время ирано-иракской войны, а в середине 1990-х годов приверженцы «Аум Синрике» использовали их при террористической атаке в Токийском метро — тогда погибло около десяти человек, не менее пяти тысяч человек получили сильное отравление.

    Табун

    ChemSpider

    Зарин

    ChemSpider

    Зоман

    ChemSpider

    После войны все запасы боевых газов и документация лаборатории Шрадера попала в руки союзников, в результате чего, например, американские компании смогли разработать множество новых пестицидов. Сам «отец нервно-паралитических газов» после войны был на некоторое время интернирован американцами, но затем получил свободу и устроился работать в германской компании «Байер», где в 1952 году синтезировал коммерчески успешный пестицид Systox, и получил за работу в этой области почетную медаль Бауэра — от Общества немецких химиков.

    Послевоенными работами Шрадера интересовались в Советском Союзе

    Карточка из каталога библиотеки Томского госуниверситета

    Примерно тогда же, в середине 1950-х годов, британские химики совершили настоящую революцию в сфере разработки фосфорорганических отравляющих веществ — они синтезировали класс качественно новых веществ, которые в американской номенклатуре получили обозначение «V-агенты» или «V-газы» («V» означает «venomous» или, по другой версии, «victory»). Самый известный из них — VX — был создан в 1952 году.

    Формула газа VX

    ChemSpider

    V-газы были примерно в 10 раз токсичнее, чем зарин, поскольку значительно «прочнее» блокировали работу ацетилхолинэстеразы. Фосфорорганические отравляющие вещества «поколения G» никак не затрагивали работу анионной части активного центра холинэстеразы. Создатели V-газов добавили к фосфорной группе часть, идентичную «голове» ацетилхолина, построенной вокруг атома азота. Эта часть имеет положительный заряд и притягивается к анионной части центра так же, как это происходит в случае ацетилхолина. В результате одна молекула ОВ способна заблокировать сразу обе части активного центра фермента, образуя значительно более прочную связь с ним.

    Явление «новичка»

    Следующий этап этой истории начинается в сентябре 1992 года, когда в газете «Московские новости» появилась статья «Отравленная политика», в которой два доктора химических наук, Виль Мирзаянов и Лев Федоров, заявили, что в советском НИИ органической химии и технологии разработано новое отравляющее вещество (ОВ), значительно превосходящее VX по токсичности.

    «В Государственном союзном НИИ органической химии и технологии (ГСНИИОХТ) было создано новое ОВ. По своему коварству («боевым характеристикам») оно значительно превзошло известный VX, поражение от него практически неизлечимо. Во всяком случае люди, которые в свое время подверглись воздействию этого ОВ, так и остались нетрудоспособными инвалидами. Ну а на основе нового ОВ было разработано и собственное бинарное оружие».
    Цитата из статьи «Отравленная политика». Еженедельная газета «Московские новости», 20 сентября 1992 г., № 38(633).

    Мирзаянов и Федоров утверждали, что полевые испытания нового ОВ были проведены в первом квартале 1992 года — уже после того, как президент Ельцин заявил о приверженности России соглашению с США о непроизводстве и уничтожении химического оружия, подписанному в 1990 году Горбачевым и Бушем-старшим.

    После выхода этой статьи Мирзаянов был арестован, обвинен в разглашении государственной тайны, а затем оправдан за отсутствием состава преступления. Пока шло следствие и суд, некоторые из его коллег рассказали о подробностях программы. В частности, Владимир Углев, проработавший 15 лет в филиале ГСНИИОХТ в Саратовской области, в феврале 1993 года рассказал в интервью журналу «Новое время», что за этот срок там были синтезированы более сотни веществ, относящихся к классу «новичков». Однако лишь пять из них прошли полное обследование, в том числе полевые испытания на полигоне в Шиханах. По их итогам стало ясно, что новые ОВ в 5-8 раз токсичнее VX, утверждал Углев. Примерно в то же время, в июле 1993 года, скончалась первая жертва «новичка» — инженер ГСНИИОХТа Андрей Железняков, который получил тяжелое отравление из-за повреждения трубки спектрометра и утечки ОВ в лаборатории.

    Никто из участников тех событий тогда не рассказал, что же это за новое фосфорорганическое отравляющее вещество, пока уехавший в США Мирзаянов не выпустил в 2008 году книгу, в которой описал историю своей работы в ГСНИИОХТе и привел формулы около десятка разработанных там веществ.

    Практически все, что мы знаем сегодня о «новичках», известно из этой книги, хотя коллеги Мирзаянова вспоминают, что сам он непосредственно разработкой новых соединений не занимался — его задачей было контролировать состав воздуха, который попадает в атмосферу из вентиляции.

    А-208, оно же вещество-33, советский аналог газа VX – формула из книги Мирзаянова

    Vil Mirtzayanov

    Первый «новичок» – А-230, он же вещество-84. Формула из книги Мирзаянова

    Vil Mirtzayanov

    А-234 – формула из книги Мирзаянова

    Vil Mirtzayanov

    А-242, производное от А-230 – формула из книги Мирзаянова

    Vil Mirtzayanov

    A-262, производное от А-232 – формула из книги Мирзаянова

    Vil Mirtzayanov

    Итак, Мирзаянов утверждает, что с 1971 по 1973 год старший научный сотрудник Петр Кирпичев и его ассистенты из филиала ГСНИИОХТ в Шиханах разработали новый класс отравляющих веществ, который позже получил название «Новичок», и все задачи, связанные с ним, получили это же кодовое обозначение. Первоначально было синтезировано вещество А-230, оно же вещество-84 или ((N-2-диэтиламино)-метилацетамидидо)-метилфторфосфат. Затем было создано А-232 ((N-2-диэтиламино)-метилацетамидидо)-метоксифторфосфат, которое имело ту же токсичность, что и советский аналог VX — вещество-33, однако было значительно более летучим и, кроме того, способно выдерживать низкие температуры. Именно на базе А-232 была запущена программа создания бинарного оружия, получившая обозначение «Новичок-5».

    Химик отмечает, что важным преимуществом этого класса веществ было то, что он не попал в список соединений, подпадающих под контроль Организации по запрещению химического оружия (ОЗХО). В список не включались вещества и прекурсоры из класса фосфатов, в которых к атому фосфора присоединена метоксигруппа CH3-O-, поскольку большинство сельскохозяйственных фосфорорганических химикатов имели этот радикал, а известные фосфорорганические отравляющие вещества имели метильную группу CH3-. Поскольку А-232 и А-234 были фосфатами, они были идеальными веществами, чтобы скрыть их от внимания инспекторов ОЗХО, пишет Мирзаянов.


    Как они работают?

    Главным преимуществом «новичков» по сравнению с V-газами является их способность воздействовать на другие ферменты помимо ацетилхолинэстеразы, считает химик из университета Калифорнии в Сан-Диего Зоран Радич, который моделировал свойства вещества с индексом A-232, основываясь на формуле из книги Мирзаянова. В интервью журналу Science Радич сказал, что это вещество похоже по структуре на табун и зоман. Компьютерное моделирование действия A-232 показало, что, как и другие фосфорорганические отравляющие вещества, оно связывается с активным центром ацетилхолинэстеразы.

    A-232, основа для программы «Новичок-5» – формула из книги Мирзаянова.

    Vil Mirtzayanov

    Но, отметил ученый, у А-232 есть структурные особенности, которые отсутствуют у традиционных нервно-паралитических газов: наличие группы -NH3+. Это плохая новость в двух отношениях. Во-первых, это затрудняет подбор правильного антидота. Всем жертвам нервно-паралитических ядов дают атропин, который блокирует ацетилхолиновые рецепторы. Им также дают оксимы, соединения, которые могут отцепить молекулу отравляющего вещества от активного центра ацетилхолинэстеразы прежде, чем оно «состарится», то есть атом фосфора в молекуле яда необратимо свяжется с ферментом.

    Эффективность оксима зависит от структуры нервно-паралитического яда и того, как именно оно садится на активный центр. Особая конфигурация связи между A-232 и ацетилхолинэстеразой может сделать бесполезными оксимы, которые сегодня одобрены для использования в Европе и США, говорит Радич. Хотя экспериментальные оксимы, замечает он, могут быть более эффективными.

    Вторая проблема, по словам Радича, состоит в том, что алкиламиновая группа -N(С2H5)2 в составе A-232 может поражать и другие ферменты в добавление к ацетилхолинэстеразе — и это может спровоцировать целый спектр тяжелых симптомов, которые возникнут спустя месяцы или годы после воздействия. Даже зарин и некоторые фосфорорганические пестициды, которые лишены структурных странностей A-232, могут вызывать нейротоксический синдром, с такими симптомами, как ночные кошмары, забывчивость, мышечная слабость, депрессия.

    Еще две смерти, которые приписывают «новичку» — убийство главы «Росбизнесбанка» Ивана Кивелиди и его секретаря Зары Исмаиловой в 1995 году. Они были отравлены неким веществом, нанесенным на телефонную трубку. Это вещество, по данным следствия, было передано злоумышленникам одним из сотрудников закрытой лаборатории в Саратовской области, и его формула вместе с другими материалами уголовного дела была опубликована «Новой газетой».

    Формулы отравляющего вещества из уголовного дела об убийстве Кивелиди

    Новая газета

    Зоран Радич по просьбе N + 1 прокомментировал свойства вещества из дела Кивелиди, опираясь на приведенную формулу. По его мнению, оно значительно «слабее» «новичков». По его словам, формула в «Новой» больше похожа по структуре на нервно-паралитический газ табун, чем на вещества из книги Мирзаянова. Единственное отличие состоит в том, что вместо замещающей группы -CN, как у табуна, прикреплена группа -O-CH2-CH2-N(CH3)2.

    «Из-за этого различия вещество ингибирует фермент ацетилхолинэстеразу медленнее и имеет меньшую токсичность, чем табун или VX. Кроме того, оно, вероятно, имеет более низкое парциальное давление паров, чем табун, и поэтому может быть приготовлено в твердой форме, как и вещества из книги Мирзаянова. Но эта формула, видимо, значительно медленнее приводит к острому токсическому эффекту, чем вещества Мирзаянова. Оно не похоже на эффективное боевое отравляющее вещество», — сказал Радич.

    По его словам, структуры ацетилхолинэстеразы, которые ингибирует это вещество, идентичны тем, что ингибирует табун, поэтому отравленные этим веществом должны пользоваться тем же антидотом, который эффективен при отравлении табуном.

    В целом, главное различие между веществами Мирзаянова и формулой из «Новой» состоит в том, что соединения Мирзаянова значительно быстрее провоцируют острое отравление и действуют в меньших количествах, а также более стабильны и дольше сохраняются. Классические антидоты против фосфорорганических веществ будут более эффективны против вещества из уголовного дела Кивелиди, чем против веществ Мирзаянова, объяснил Радич.


    Авторы?

    Расследование случаев отравлений, подобных случаю в Солсбери, непростая задача — действующего вещества требуются миллиграммы, оно может быстро улетучиться, разложиться на составляющие. Британские химики пока заявляют, что это точно «новичок», но о каком конкретно веществе из этого семейства идет речь, неясно — его формула до сих пор не опубликована. Кроме того, официально не сообщалось, удалось ли ученым установить происхождение вещества. По данным Times, которую цитирует РБК, речь идет об исследовательской базе в городе Шиханы в Саратовской области, но этот вывод можно сделать и из книги Мирзаянова — именно там находился филиал ГСНИИОХТ, где разрабатывались «новички».

    «Определить вещество можно с помощью высокоэффективной газожидкостной хроматографии (ВЭГЖХ). Сначала нужно определить продукты распада, они очень характерны, анализ крови показывает если не метаболиты яда, то как себя повел организм — так можно понять тип яда. Потом нужно сделать смывы с поверхностей рядом с местом, дальше по отработанным методикам подбираются элюенты (растворители) для ВЭГЖХ, устанавливается тип яда. По массе молекул, ИК-спектрам и прочим методам исследования вещества можно сказать с уверенностью 95 процентов, какой был яд», — объясняет N + 1 Максим Андреев, сотрудник одной из лабораторий Института элементоорганических соединений имени Несмеянова.

    По его словам, чтобы определить происхождение вещества, необходимо обнаружить примеси, позволяющие определить метод его синтеза и исходные компоненты, и уже на основании этих данных делать выводы, где именно его могли произвести. «Но поскольку яда нужно очень мало, то и примесей от синтеза будет, пропорционально, еще меньше, поэтому шансы их найти сильно уменьшаются», — говорит ученый.

    Синтез веществ из книги Мирзаянова — достаточно сложная процедура, отмечает Андреев, и синтезировать их незаметно в городской квартире не получится — в процессе возникает множество токсичных отходов. Кроме того, для контроля реакций нужна установка ядерно-магнитного резонанса, аргоново-вакуумная установка, автоклав и многое другое.

    Мы не знаем, каким именно веществом были отравлены Сергей и Юлия Скрипаль, не знаем, соответствует или нет его формула какому-то из соединений, приведенных Мирзаяновым, но теперь мы живем в мире, где боевые отравляющие вещества могут применяться прямо на улице посреди города. Возможно, стоит носить с собой атропин.

    Сергей Кузнецов, Александр Дубов

    Литература
    M. Balali-Mood, M. Abdollahi (eds.), Basic and Clinical Toxicology of Organophosphorus Compounds, DOI: 10.1007/978-1-4471-5625-3_2

    J. Sussman, I. Silman, Acetylcholinesterase: structure and use as a model for specific cation-protein interactions. Curr. Opin. Struct. Biol. 1992 2:721-729.

    H. Dvir, I. Silman et al, ‘Acetylcholinesterase: From 3D structure to function’ Chemico-Biological Interactions, vol 187, no. 1-3, pp. 10-22. DOI: 10.1016/j.cbi.2010.01.042.

    Vil S. Mirzayanov, State Secrets: An Insider’s Chronicle of the Russian Chemical Weapons Program, Outskirts Press, Incorporated, 2009.

    Г.И. Оксенгендлер, Яды и противоядия. – Л.: Наука, 1982.


    Движение снаряда

    ДВИЖЕНИЕ ПРОЕКТА

    В предыдущих разделах мы видели одномерное движение. Теперь мы попытаемся объяснить движение в двух измерениях, которое в точности называется «движением снаряда». В этом типе движения гравитация – единственный фактор, действующий на наши объекты. У нас могут быть разные типы снарядов. Например, вы бросаете мяч прямо вверх, или вы пинаете мяч ногой и придаете ему скорость под углом к ​​горизонтали, или вы просто роняете предметы и заставляете их свободно падать; все это примеры движения снаряда.

    При движении снаряда гравитация – единственная сила, действующая на объект. Я объясню это предложение картинкой и примерами. Во-первых, посмотрите на данную картинку, которая показывает траекторию движения, скорости в разных точках и силы, действующие на объект, совершающий метательное движение.


    Как вы видите на приведенном выше рисунке, у нас есть компоненты движения и скорости снаряда в разных положениях.Вначале мяч бросается под углом к ​​горизонту. V – его скорость, а направление – северо-восток. Vx и Vy – компоненты X и Y нашей скорости. Если мы посмотрим на силы, действующие на наш мяч, мы увидим только гравитацию как силу. Мы рассматриваем наше движение в двух частях: первая – это горизонтальное движение, а вторая – вертикальное. Когда мы смотрим на горизонтальное движение объекта, мы видим, что это похоже на пример, решенный в разделе о свободном падении. По вертикали, как вы можете видеть на картинке, наша скорость уменьшается на величину ускорения свободного падения.Вверху, где он достигает максимальной высоты, вертикальная составляющая нашей скорости становится равной нулю, как в случае примеров свободного падения. После того, как Vy становится равным нулю, наш мяч меняет свое направление и начинает свободное падение. На одних и тех же уровнях величины Vy одинаковы, но их знаки противоположны. На правой стороне нашего изображения перед Vy стоит знак «-», потому что он направлен вниз. Наконец, когда мяч ударяется о землю, Vy достигает своей начальной величины, но противоположного направления. Мы видим влияние гравитации на вертикальное движение.Теперь давайте посмотрим на горизонтальную часть движения нашего снаряда. Эта часть настолько проста, что вы можете понять из рисунка, наша горизонтальная составляющая скорости постоянна во время движения. Почему постоянно? Что меняет скорость? В предыдущем разделе мы узнали концепцию силы, которая вызывает изменение состояния движения. Внимательно посмотрите на наше горизонтальное движение. Есть ли сила, действующая на наш объект в горизонтальном направлении + X или –X? Ответ на самом деле отрицательный. Однако в направлении –Y на наш объект действует гравитация, которая заставляет Vy уменьшаться и становится равным нулю наверху.Все эти объяснения говорят, что у нас есть два движения в движении снаряда. Один из них – постоянное движение по горизонтали, а другой – свободное падение под действием силы тяжести по вертикали. Мы пытались объяснить движение снаряда словами. Теперь пора дать уравнения движения под двумя названиями.

    1. Вертикальное перемещение:

    По вертикали мы сказали, что сила тяжести действует на наши объекты и придает им отрицательное ускорение «-9,8 м / с²». Это означает, что наша скорость уменьшается -9,8 м / с² каждую секунду.Мы находим скорость свободно падающего объекта по уравнению V = g.t . Если у нас есть начальная скорость, тогда наше уравнение принимает следующий вид:

    В = Vit + gt, где ускорение составляет -9,8 м / с²

    Расстояние в свободном падении рассчитывается по формуле;

    Как и в случае скорости, наше расстояние рассчитывается с учетом начальной скорости объекта по формуле;

    Мы ставим знак «-», потому что направление g – вниз.

    2. Горизонтальное перемещение:

    У нас есть постоянное движение по горизонтали, потому что на наш объект нет силы в горизонтальном направлении. Таким образом, компонент X скорости постоянен, а ускорение в направлении X равно нулю. Уравнение, которое используется для расчета расстояния и скорости, приведено ниже.

    Вы можете найти пройденное расстояние и время из этого уравнения.

    Теперь я решу несколько примеров, связанных с каждым типом движения снаряда.

    Пример На приведенном ниже рисунке Алиса бросает мяч в направлении + X с начальной скоростью 10 м / с. Время, прошедшее во время движения, составляет 5 секунд, рассчитайте высоту, на которую бросается объект, и компонент скорости Vy после того, как он упадет на землю.

    Пример: Джон бьет по мячу ногой, и мяч летит под углом 53º к горизонтали.Его начальная скорость составляет 10 м / с, найдите максимальную высоту, которую он может достичь, горизонтальное смещение и общее время, необходимое для этого движения. (sin53º = 0, 8 и cos53º = 0, 6)

    Пример На данной картинке вы видите траекторию движения пушечного ядра. Найдите максимальную высоту, которую он может достичь, расстояние по горизонтали, которое он преодолевает, и общее время на основе данной информации. (Угол между ядром и горизонталью составляет 53º, а sin53º = 0, 8 и cos53º = 0, 6)

    Экзамены по кинематике

    Проблемы с речным судном <Назад Далее> Физические формулы Движение снаряда / Шпаргалка

    Калькулятор движения снаряда

    Наш калькулятор движения снаряда – это инструмент, который помогает вам анализировать параболическое движение снаряда.Он может узнать время полета, а также компоненты скорости, дальность полета снаряда и максимальную высоту полета. Продолжайте читать, если хотите понять, что такое движение снаряда, познакомиться с определением движения снаряда и определить вышеупомянутые значения, используя уравнения движения снаряда.

    Что такое движение снаряда? Определение движения снаряда

    Представьте себе лучника, посылающего в воздух стрелу. Он начинает двигаться вверх и вперед при некотором наклоне к земле.Чем дальше он летит, тем медленнее он поднимается – и, наконец, он начинает спускаться, двигаясь теперь вниз и вперед и, наконец, снова ударяясь о землю. Если бы вы могли проследить его путь, это была бы кривая, называемая траекторией в форме параболы. Любой объект, движущийся таким образом, движется как снаряд.

    На снаряд действует только одна сила – сила тяжести. Сопротивление воздуха всегда не учитывается. Если бы вы нарисовали диаграмму свободного тела такого объекта, вам нужно было бы нарисовать только один направленный вниз вектор и обозначить его «гравитация».Если бы на тело действовали какие-либо другие силы, то – по определению движения снаряда – это не был бы снаряд.

    Анализ движения снаряда

    Движение снаряда довольно логично. Предположим, вам известны начальная скорость объекта V , угол запуска α и начальная высота h . Наш калькулятор движения снаряда выполняет следующие действия, чтобы найти все оставшиеся параметры:

    1. Рассчитайте компоненты скорости.
    • Составляющая горизонтальной скорости Vx равна V * cos (α) .
    • Вертикальная составляющая скорости Vy равна V * sin (α) .
    • Три вектора – V , Vx и Vy – образуют прямоугольный треугольник.

    Если вертикальная составляющая скорости равна 0, то это случай горизонтального движения снаряда. Если дополнительно α = 90 °, то это случай свободного падения.

    1. Запишите уравнения движения.

    Расстояние

    • Пройденное расстояние по горизонтали можно выразить как x = Vx * t , где t – время.
    • Вертикальное расстояние от земли описывается формулой y = h + Vy * t - g * t² / 2 , где g – ускорение свободного падения.

    Скорость

    • Горизонтальная скорость равна Vx .
    • Вертикальная скорость может быть выражена как Vy - g * t .

    Разгон

    • Горизонтальное ускорение равно 0.
    • Вертикальное ускорение равно -g (потому что на снаряд действует только сила тяжести).
    1. Рассчитайте время полета.
    • Полет заканчивается, когда снаряд попадает в землю. Можно сказать, что это происходит, когда вертикальное расстояние от земли равно 0.В случае, если начальная высота равна 0, формулу можно записать как: Vy * t - g * t² / 2 = 0 . Затем из этого уравнения мы находим, что время полета составляет

      .

      t = 2 * Vy / g = 2 * V * sin (α) / g .

    • Однако, если мы бросаем объект с некоторой возвышенности, то формула сокращается не так хорошо, как раньше, и мы получаем квадратное уравнение, которое нужно решить: h + Vy * t - g * t² / 2 = 0 . Решив это уравнение, получаем:

      t = [V * sin (α) + √ ((V * sin (α)) ² + 2 * g * h)] / г

    1. Рассчитайте дальность полета снаряда.
    • Дальность полета снаряда – это полное горизонтальное расстояние, пройденное за время полета. Опять же, если мы запускаем объект с земли (начальная высота = 0), то мы можем записать формулу как R = Vx * t = Vx * 2 * Vy / g . Его также можно преобразовать в форму: R = V² * sin (2α) / g

    • Ситуация усложняется для начальной отметки, отличной от 0. Затем нам нужно заменить длинную формулу из предыдущего шага на t :

      R = Vx * t = V * cos (α) * [V * sin (α) + √ (V * sin (α)) ² + 2 * g * h)] / g

    1. Рассчитайте максимальную высоту.
    • Когда снаряд достигает максимальной высоты, он перестает двигаться вверх и начинает падать. Это означает, что его вертикальная составляющая скорости меняется с положительной на отрицательную, другими словами, она равна 0 на короткий момент времени t (Vy = 0) .
    • Если Vy - g * t (Vy = 0) = 0 , то мы можем переформулировать это уравнение к t (Vy = 0) = Vy / g .
    • Теперь мы просто находим расстояние по вертикали от земли в это время: hmax = Vy * t (vy = 0) - g * (t (Vy = 0)) ² / 2 = Vy² / (2 * g) = V² * sin (α) ² / (2 * g)
    • К счастью, в случае запуска снаряда с некоторой начальной высоты h нам нужно просто добавить это значение в окончательную формулу: hmax = h + V² * sin (α) ² / (2 * g)

    Уравнения движения снаряда

    Уфф, много расчетов было! Подведем итог, чтобы сформировать наиболее важные уравнения движения снаряда:

    1. Запуск объекта с земли (начальная высота h = 0)
    • Составляющая горизонтальной скорости: Vx = V * cos (α)
    • Вертикальная составляющая скорости: Vy = V * sin (α)
    • Время полета: t = 2 * Вых / г
    • Дальность полёта снаряда: R = 2 * Vx * Vy / г
    • Максимальная высота: hmax = Vy² / (2 * g)

    1. Запуск объекта с некоторой отметки (начальная высота h> 0)
    • Составляющая горизонтальной скорости: Vx = V * cos (α)
    • Вертикальная составляющая скорости: Vy = V * sin (α)
    • Время полета: t = [Vy + √ (Vy² + 2 * g * h)] / g
    • Дальность полета снаряда: R = Vx * [Vy + √ (Vy² + 2 * g * h)] / g
    • Максимальная высота: hmax = h + Vy² / (2 * g)

    Использование нашего калькулятора движения снаряда наверняка сэкономит вам много времени.Он также может работать «в обратном направлении». Например, введите время полета, расстояние и начальную высоту и смотрите, как он выполняет все вычисления за вас!

    FAQ

    Должен ли снаряд перемещаться по горизонтали?

    , движение снаряда и его уравнения охватывают все движущиеся объекты, где единственной силой, действующей на них, является гравитация. Сюда входят объектов, которые отбрасываются вверх , те , которые выбрасываются горизонтально , те, которые имеют горизонтальный и вертикальный компонент , а те, которые имеют , просто отбрасываются .

    Какой пример движения снаряда?

    К объектам с метательным движением относятся: брошенные ключи, снаряд массой 300 кг, брошенный на 90 м требушетом , футбольный мяч, который бьют ногами так, что он больше не касается земли, водолаз, прыгающий с трамплина, артиллерийский снаряд и т. Д. момент, когда он покидает бочку, и автомобиль пытается перепрыгнуть через мост .

    Как может снаряд упасть вокруг Земли?

    На снаряд действует только одна сила – сила тяжести .Это означает, что объект в конечном итоге упадет на Землю. Но что делать, если объект движется по горизонтали так быстро, что к тому времени, как он достигает земли, земли уже нет? Это принцип, по которому работают спутники.

    Как найти ускорение при движении снаряда?

    Есть только одна сила, действующая на объект в метательном движении – сила тяжести . Это означает, что любое изменение вертикальной скорости происходит из-за ускорения свободного падения, которое равно 9.81 м / с 2 (32,2 фут / с 2 ) на Земле. В горизонтальном направлении скорость не меняется, так как сопротивление воздуха предполагается незначительным , поэтому ускорение равно 0.

    Какие факторы влияют на движение снаряда, выпущенного горизонтально?

    Начальная скорость , начальная высота , с которой запускается снаряд, и сила тяжести – все это влияет на снаряд, выпущенный горизонтально. Сопротивление воздуха также будет иметь влияние в реальной жизни, но для большинства теоретических расчетов им можно пренебречь и поэтому игнорируется.Если у снаряда есть крылья , это также повлияет на его движение, так как он будет скользить.

    Что такое снаряд?

    Снаряд – это объект, который движется, находится в воздухе и не имеет силы, действующей на него, кроме ускорения силы тяжести (это означает, что он не может быть самоходным). Вы, вероятно, можете вспомнить множество примеров: брошенный мяч или камень, брошенный из требушета. Даже Луна это снаряд , относительно Земли!

    Каковы характеристики движения снаряда?

    Свойства движения снаряда заключаются в том, что горизонтальная скорость объекта не изменяется , что его вертикальная скорость постоянно изменяется из-за силы тяжести, что форма его траектории будет параболой , и что объект не затронут сопротивлением воздуха.

    Кто первым точно описал движение снаряда и когда?

    Галилей был первым человеком, который точно описал движение снаряда , разбив движение на горизонтальную и вертикальную составляющие и осознав, что график движения любого объекта всегда будет параболой. Он описал это в своей книге «О движении», опубликованной около 1590-х годов .

    Почему снаряд летит по кривой траектории?

    Объект следует параболе из-за того, как гравитация влияет на две его составляющие движения – горизонтальную и вертикальную. Горизонтальная составляющая не подвержена гравитации , поэтому изменяется линейно и линейно. Вертикальная часть, однако, постоянно находится под действием силы тяжести , поэтому она будет увеличиваться в высоте, а затем уменьшаться, ускоряясь под действием силы тяжести.

    Почему 45 градусов – оптимальный угол для снарядов?

    Уравнение для расстояния, пройденного снарядом под действием силы тяжести: sin (2θ) v 2 / g , где θ – угол, v – начальная скорость, а g – ускорение свободного падения.Предполагая, что v 2 / g является постоянной величиной, наибольшее расстояние будет, когда sin (2θ) будет иметь максимальное значение , то есть когда 2θ = 90 градусов. Это означает θ = 45 градусов .

    Что такое Vx в руководстве по физике

    Что нужно знать о том, что такое Vx в физике

    Наличие наставника, с которым можно поговорить о физике или задать вопросы, играет важную роль в вашем профессиональном совершенствовании. Информация в следующих разделах может позволить вам полностью осознать преимущества, которые включают изучение физики, и побудить вас задуматься о многих карьерных возможностях, которые могут появиться в вашем будущем.Если вы хотите получить положительную разницу в работе и в жизни на планете, изучите информатику.

    Появление Vx в физике

    Если при правильном написании эссе вы обожаете компьютеры и решение проблем, продолжайте читать, чтобы узнать, подходит ли вам одна из этих программ. Структуры данных и алгоритмы, которые изучались десятилетиями, оптимизированы, и нас научили, как мы достигли этой точки. Вместо того, чтобы узнавать, как работают технологии, студенты IS также учатся задавать вопросы, какие технологии следует использовать для решения бизнес-проблем.

    Обычный план обучения физике предназначен для подготовки наших студентов к дополнительному обучению в аспирантуре. Учителя физики в Аризоне находятся на грани исчезновения. Если у вас есть выбор, начните искать хороших учителей гуманитарных наук, которые смогут помочь вам развить ваши мыслительные способности.

    Сертификационные программы позволяют студентам закончить концентрированную область обучения, а также получить специальность. Давайте сначала сравним виды работы и стажировки, которые вы можете пройти по каждой программе.Некоторые из них могут быть автономными, а некоторые находятся в том же отделе, что и программы бакалавриата.

    Может быть, вы просто подумали, что бухгалтерский учет – это то, что нужно делать, если вы хотите производить адекватные деньги. Несмотря на то, что вам не нужно создавать что-то надежное с поддерживаемым кодом, вам нужно хотя бы доказать, что вы можете создать что-то эффективное. Не очень крутое решение может быть правильным ответом.

    Возможность предоставить соответствующие примеры опыта работы значительно повысит вашу вероятность успеха.Используйте свои таланты, чтобы помогать разным людям, что также может помочь вам осознать гордость и личные достижения. В более поздние годы у вас будет возможность сосредоточить свои математические и вычислительные навыки в выбранной вами области.

    Полноценный физик по-прежнему дает вам преимущество. В конце концов Дирк https://lsa.umich.edu/physics провел прямые линии и разработал подходящую реакцию. Например, если вы хотите сделать карьеру в науке, вам может быть полезно подработать в лаборатории лаборанта или помощника лаборанта.

    Понимание физики является обязательным условием для многих видов профессиональной деятельности. Это также наука о свете. Это действительно изучение того, как устроен мир, и его можно считать наиболее фундаментальной из всех наук.

    Стартапы в целом более склонны рисковать и нанимать кого-то, у кого практически нет практического опыта. В некоторых случаях, кроме того, это означает, что они закончили дополнительный год обучения с отличием. Единственное отличие в том, что несовершеннолетний не нужен, потому что много классов.

    Другие люди сосредотачиваются на экологических проблемах, таких как загрязнение воздуха. Майор дает вам возможность изучить все степени реализации энергии и способы их взаимодействия. Артериальное давление – это лишь один из простейших показателей хорошего самочувствия, и когда оно становится высоким, оно служит предупреждением о некоторых довольно серьезных медицинских проблемах.

    Дипломы доступны почти по каждому предмету. Кандидаты, изучающие международный бакалавриат, не должны беспокоиться о том, что у них нет избыточной математической квалификации.Каждый студент должен внимательно изучить следующие пять пунктов при выборе курса обучения в бакалавриате.

    Раздел в списке ожидания не может служить одновременно предварительным условием для другого учебного курса. Обычно это происходит потому, что для дополнительной степени по математике требуется всего несколько дополнительных классов, помимо тех, которые необходимы для получения степени по физике. Для каждого объявленного одиночного уровня необходимо объявить майор.

    Страница не найдена – Vernier

    Chatra сторонняя 1 неделя Используется для виджета чата
    CloudFlare (__cfduid) постоянный Используется службой CloudFlare на 1 месяц
    Согласие на использование файлов cookie: необходимо сеанс 12 часов Используется для сохранения ответа о согласии на файлы cookie для необходимых файлов cookie
    Согласие на использование файлов cookie: не требуется постоянный 1 год Используется для сохранения ответа о согласии на файлы cookie для ненужных файлов cookie
    Согласие на использование файлов cookie: просмотр политики в отношении файлов cookie постоянный 1 год Используется для запоминания, просматривал ли пользователь политику использования файлов cookie
    Facebook Pixel третья сторона 3 месяца Используется для отслеживания кликов и материалов, поступающих через рекламу в Facebook и Facebook.
    Google Analytics (_ga) постоянный 2 года Используется для различения пользователей в Google Analytics
    Google Analytics (_gat) постоянный 1 минута Используется для ограничения скорости запросов Google Аналитика
    Google Analytics (_gid) постоянный 24 часа Используется для различения пользователей в Google Analytics
    HubSpot Analytics сторонняя Различная Используется для отслеживания настроек согласия и конфиденциальности HubSpot.
    Сеанс PHP сеанс сеанс Используется для хранения результатов API для повышения производительности
    WooCommerce: Cart временный сеанс Помогает WooCommerce определять, когда содержимое / данные в корзине изменяется.
    WooCommerce: товары в корзине сеанс сеанс Помогает WooCommerce определять, когда содержимое / данные корзины изменяются.
    WooCommerce: сеанс постоянный 2 дня Помогает WooCommerce, создавая уникальный код для каждого клиента, чтобы он знал, где найти данные корзины в базе данных для каждого клиента.
    WordPress: сеанс входа в систему постоянный, сеанс сеанс или 2 недели (если пользователь нажимает «запомнить меня») Используется WordPress, чтобы указать, что пользователь вошел на веб-сайт
    WordPress: данные защищенной учетной записи постоянный, сеанс Сессия или 2 недели, если пользователь выбрал запоминание логина Используется WordPress для безопасного хранения данных учетной записи
    WordPress: тестовый файл cookie сеанс сеанс Используется WordPress для проверки наличия браузер принимает файлы cookie

    Gen-Vx-Mask | dtcenter.org

    Инструмент Gen-Vx-Mask: Общие

    Gen-Vx-Mask Функциональность

    Инструмент Gen-Vx-Mask – это дополнительная утилита, которую можно запускать один или несколько раз для определения области маскирования проверки для домена. Инструменты MET предоставляют различные способы определения областей маскирования пространственной проверки, по которым будет накапливаться статистика. Один из таких способов – определить полилинию, состоящую из точек широты и долготы, определяющих область. Файлы полилинии широты / долготы могут использоваться непосредственно в других инструментах MET, однако это неэффективно для относительно сложной полилинии с несколькими сотнями точек.Вместо этого можно использовать инструмент Gen-Vx-Mask для однократного применения ломаной линии к домену и определения растрового изображения для маски. Использование выходных данных Gen-Vx-Mask для определения областей маскирования проверки в других инструментах MET намного эффективнее.

    Инструмент Gen-Vx-Mask заменяет инструменты Gen-Poly-Mask и Gen-Circle-Mask из более ранних версий и добавляет поддержку нескольких способов определения областей маскирования, описанных ниже. Этот инструмент можно запускать итеративно для объединения нескольких масок.

    Использование Gen-Vx-Mask

    Просмотрите инструкцию об использовании Gen-Vx-Mask, просто набрав следующее:

    gen_vx_mask

    Как минимум, input_file , mask_file и NetCDF out_file должны быть переданы в командной строке. input_file – это файл данных с координатной сеткой, который определяет домен, для которого должна быть определена маска. NetCDF out_file – это выходной файл маски NetCDF для записи. mask_file определяет маскирующую информацию:

    • Для маскирования «поли», «прямоугольник», «круг» и «дорожка» укажите файл ASCII Lat / Lon.
    • Для маскирования «сетки» и «данных» укажите файл данных с привязкой к сетке.
    • Для маскирования «solar_alt» и «solar_azi» укажите файл данных с координатной сеткой или временную строку в формате ГГГГММДД [_HH [MMSS]].
    • Для маскирования «широта» и «долгота» не требуется «файл_маски», просто повторите путь для «входного_файла».

    Инструмент Gen-Vx-Mask поддерживает следующие настройки для параметра командной строки -type :

    • Для поли типа (по умолчанию) файл_маски представляет собой файл полилинии широты / долготы, который определяет область, которая будет включена в маску.
    • Для блока типа файл mask_file представляет собой файл полилинии широты / долготы, который определяет отдельные интересующие местоположения.Параметры -высота и -ширина определяют количество точек сетки, окружающих это местоположение, которые будут включены в маску.
    • Для окружности типа файл mask_file представляет собой файл полилинии широты / долготы, который определяет отдельные интересующие местоположения. Для каждой точки сетки вычисляется минимальное расстояние в километрах до набора точек маскирования. Если предоставляется опция -thresh , эти расстояния будут ограничены порогом для определения маски. В противном случае будут записаны фактические значения расстояния.
    • Вариант гусеницы типа очень похож на круг . Однако точки широты и долготы определяют соединенный путь, а не отдельные местоположения. Для каждой точки сетки вычисляется минимальное расстояние в километрах до этого пути. Если предоставляется опция -thresh , эти расстояния будут ограничены порогом для определения маски. В противном случае будут записаны фактические значения расстояния.
    • Для сетки типа файл mask_file представляет собой файл данных с координатной сеткой, сетка которого определяет желаемую область маскирования.Любые точки сетки, попадающие внутрь маскирующей сетки, включаются в маску.
    • Для данных типа файл mask_file представляет собой файл данных с координатной сеткой, который должен находиться в той же сетке, что и in_file . Параметр -mask_field определяет поле данных, которое должно быть извлечено из файла mask_file . Если предоставляется опция -thresh , эти значения данных будут иметь пороговое значение для определения маски. В противном случае будут записаны фактические значения данных.
    • Тип solar_alt определяет положение солнечной высоты.
    • Тип solar_azi определяет азимут солнца.
    • Lat типа вычисляет значение широты в каждой точке сетки. Эта логика требует только определения сетки, указанной в input_file . Технически mask_file не требуется, но для правильного синтаксического анализа командной строки необходимо указать значение. Пользователям рекомендуется просто дважды повторить настройку input_file .
    • lon типа вычисляет значение долготы в каждой точке сетки. Эта логика требует только определения сетки, указанной в input_file . Технически mask_file не требуется, но для правильного синтаксического анализа командной строки необходимо указать значение. Пользователям рекомендуется просто дважды повторить настройку input_file .
    • Параметр и значение типа shape задают маскирование шейп-файла с использованием замкнутого многоугольника, взятого из шейп-файла ESRI, для определения области маскирования.Gen-Vx-Mask считывает шейп-файл с суффиксом “.shp” и извлекает широту и долготу вершин. Другие типы шейп-файлов (индексный файл, суффикс «.shx» и файл dBASE, суффикс «.dbf») в настоящее время не используются. Шейп-файл должен состоять из замкнутых многоугольников, а не из полилиний, точек или любых других типов данных, поддерживаемых шейп-файлами. Шейп-файлы обычно содержат более одного многоугольника, а параметр командной строки -shapeno n позволяет пользователю выбрать один многоугольник из шейп-файла.Целое число n указывает, какой номер формы из шейп-файла использовать. Обратите внимание, что это значение отсчитывается от нуля, поэтому первый многоугольник в шейп-файле имеет номер многоугольника 0, второй – 1 и т. Д. Для удобства пользователя предусмотрены некоторые утилиты, которые выполняют дамп содержимого шейп-файла в удобочитаемом виде. Инструменты gis_dump_shp , gis_dump_shx и gis_dump_dbf позволяют пользователю просматривать содержимое шейп-файлов.

    Инструмент Gen-Vx-Mask поддерживает несколько других полезных параметров:

    • input_file определяет интересующую область, и по умолчанию каждой точке сетки назначается начальное значение 0.Параметр -input_field может использоваться для указания поля данных, значения которого имеют приоритет над значением по умолчанию. Входное значение в каждой точке сетки будет записано в выход, если его значение не обновляется во время текущего процесса маскирования.
    • Параметр -mask_field предназначен для маскирования «данных», определите поле из «mask_file», которое будет использоваться.
    • Параметр – дополнение может использоваться для применения противоположного (т. Е. Обратного видео) текущей маски. Например, для маскирования поли типа будут выбраны все точки сетки за пределами полилинии, а не все точки внутри.
    • Опции -union , -intersection и -symdiff определяют логику объединения значений из поля -input_field с текущими значениями маски.
    • По умолчанию, 1 – это значение, записываемое на выходе для точки сетки внутри маски. Параметр -value отменяет это значение по умолчанию.
    • Параметр -name отменяет имя переменной по умолчанию, записанное в выходной файл NetCDF.
    • Параметры -высота и -ширина предназначены для маскирования «прямоугольника», укажите эти размеры в единицах сетки.
    • -thresh определяет применяемый порог:
      • Для маскировки «круг» и «путь», пороговое расстояние (км).
      • Для маскирования “данных” пороговое значение имеет значение “mask_field”.
      • Для маскировки «solar_alt» и «solar_azi» установите пороговое значение для вычисленных солнечных значений.
      • Для маскировки «широта» и «долгота» установите пороговые значения широты и долготы.

    Разнообразие опций инструмента Gen-Vx-Mask и возможность его итеративного запуска дают пользователю большую гибкость в определении пространственных областей для вычисления статистики.

    Ссылки для просмотра книги для Gen-Vx-Mask

    Причина, по которой Vx и Vy различны, действительно проста, и вот почему …

    Некоторое время назад мы провели голосование по Vx и Vy: какой из них поможет вам подняться на высоту за наименьшее количество времени. Большинство из вас ответили Vy, и это правильно. Но почему? И почему Vy и Vx не одно и то же?

    Все сводится к силе и мощи – и в том, чем они отличаются.

    1. Итак, POP QUIZ – В чем разница между силой и мощью?

      Отлично!

      Мощность – это сила за раз

    Как поживаете? Мощность – это объем работы, который вы можете выполнить за единицу времени.Вы знакомы с обоими из них: «тяга» – это сила, а «лошадиные силы» – это мощность.

    При чем здесь Vx и Vy? Самолет набирает высоту из-за превышения тяги или избыточной мощности . Vx – ваш лучший угол скорости набора высоты, а Vy – ваша лучшая скорость набора высоты.

    1. POP QUIZ номер два – Vx – это скорость, на которой у вас больше всего:

      Отлично!

      Превышение силы

    Вы правильно поняли? В Vx у вас есть наибольшая избыточная сила, которая равна наибольшей избыточной силе.

    Кривая сопротивления (требуется усилие)

    У самолета есть два типа лобового сопротивления, верно? Индуцированное сопротивление , которое создается подъемной силой, и паразитное сопротивление , которое вызывается трением воздуха и некоторыми другими факторами. (Мы напишем об этом позже.)

    Посмотрите на эту диаграмму ниже – она ​​показывает индуцированное сопротивление, сопротивление паразитов и полное сопротивление (сумма двух):

    Итак, на малых скоростях индуцированное сопротивление больше. (Вы летите с большим углом атаки, верно?) На высоких скоростях у вас больше паразитического сопротивления.(У вас меньший угол атаки.) Если вы сложите две величины сопротивления вместе, вы получите общее сопротивление .

    Полное сопротивление также известно как требуемая тяга – величина тяги, которая необходима, чтобы оставаться на одном уровне при определенной скорости полета. В самом низу этой чашеобразной линии самолет наиболее эффективен – вы получаете наименьшее сопротивление. Но это не Vx. Почему?

    Доступное усилие

    Ваш винт может создавать наибольшую тягу на небольшой скорости. Почему? Потому что это под большим углом атаки.По мере увеличения вашей воздушной скорости угол атаки винта уменьшается, и он может создавать меньшую тягу.

    Посмотрите на диаграмму ниже – на ней показано ваше полное сопротивление (тяга, необходимая для горизонтального полета), а также максимальная доступная тяга.

    Количество энергии, доступное для набора высоты, – это разница между линией тяги (синяя) и кривой сопротивления (черная). Но если вы его измерите, этого не произойдет в самой нижней точке кривой!

    Наибольшее расстояние между доступной и необходимой тягой находится немного левее этой точки.Почему? Из-за наклона линии тяги имеется. Это ваша скорость Vx. Посмотрите анимированный GIF ниже:

    Vy – Все о власти

    Vx – это избыточная сила (тяга), но Vy – это избыточная мощность (лошадиные силы) .

    Чтобы определить, где находится Vy, необходимо построить кривую требуемой мощности.

    Что это? Мощность – это работа, выполненная за единицу времени. Таким образом, вы можете вычислить требуемую мощность, умножив общее сопротивление (требуемую силу) на вашу воздушную скорость (расстояние во времени).Требуемая мощность = Требуемая тяга X воздушная скорость.

    В Америке мы используем несколько шатких единиц и для силы, и для мощности. Как пилоты, мы обычно думаем о тяге в фунтах. На самолете с поршневым двигателем мы измеряем мощность в «лошадиных силах».

    Если вы умножите требуемую силу (в фунтах) на вашу истинную воздушную скорость в узлах, вы получите точное, но неузнаваемое число требуемой мощности. Чтобы преобразовать его в лошадиные силы, вам нужно умножить его примерно на 0,003. (Не беспокойтесь – мы сделаем это за вас.)

    Взгляните на диаграмму ниже – на ней показана мощность, необходимая для горизонтального полета на разных скоростях:

    Видите, как кривая перекошена? По мере подъема вправо он становится крутым.

    Теперь добавим доступную мощность. Чтобы провести эту линию, проделайте то же самое – умножьте имеющуюся тягу на воздушную скорость на (около) 0,003. Взгляните:

    Vy – это скорость, при которой наибольшая разница между требуемой и доступной мощностью.

    Но, опять же, это не самая низкая точка кривой требуемой мощности – это немного правее.Почему? Из-за формы кривой доступной мощности.

    Не так уж и сложно, а?!?

    Теперь вы знаете! Vx – это скорость, при которой у вас больше всего избыточной силы (тяги), а Vy – это скорость, при которой у вас больше всего избыточной мощности (лошадиных сил).

    Знаете ли вы, что Vx и Vy меняются с высотой? И они такие же на вашем максимальном потолке? Мы сохраним это для другого поста, потому что слишком много графиков одновременно – это плохо.

    Станьте лучшим пилотом.
    Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.


    Нервно-нервный агент VX и наука о камне

    13 февраля 2017 года Ким Чен Нам, сводный брат северокорейского лидера Ким Чен Ына, был убит в аэропорту Куала-Лумпура с помощью нервно-паралитического агента VX, особенно ужасного химического оружия. В заговоре об убийстве, более странном, чем вымысел, смертоносный химический агент был представлен как бинарное соединение.Две женщины, предположительно полагая, что они были участниками розыгрыша реалити-шоу, размазали два химиката, один за другим, на лице Ким. Эти два химических вещества вступили в реакцию, создав смертельную дозу, убившую Ким.

    VX появляется в нескольких телешоу и фильмах из сериалов Spooks, The Eleventh Hour, и It’s a Disaster , но самым известным примером является фильм 1996 года The Rock . В центре сюжета фильма – спланированная террористическая атака с острова Алькатрас у побережья Сан-Франциско.Чтобы остановить генерала-изгоя Фрэнка Хаммеля (Эд Харрис), ФБР заручается поддержкой химического супер-ботаника Стэнли Гудспида (Николас Кейдж) и федерального заключенного и бывшего оперативника SAS Джона Мэйсона (ШонКоннери).

    Хотя фильм требует некоторой художественной лицензии с этим смертоносным соединением, он в значительной степени оправдывает науку. Итак, насколько хорошо фильм показал науку? И действительно ли соединение, использованное для убийства Ким Чен Нама, столь же смертельно опасно, как это показано в сериале?

    Что такое нервно-паралитический агент VX?

    Сэм объясняет, насколько ужасен VX на самом деле в фильме «Скала» (Изображение предоставлено: Buena Vista Pictures)

    VX – это не газ, как показано в шоу, а густое тяжелое масло без вкуса и запаха, имеющее консистенцию меда.Как сказал Сэм Гудспид в фильме: «Это одна из тех вещей, которые мы хотели бы устранить», и он не так уж далек от правды. Как описывает Гудспид, VX оказался неудавшимся пестицидом, и именно здесь история становится интересной.

    Химическое вещество было открыто в 1952 году, когда два ученых – Ранаджит Гош Ла-а и Дж. Ф. Ньюман – занимались исследованием пестицидов. Два химика поняли, что химикат настолько токсичен, что компания Imperial Chemical Industries, в которой они работали, прекратила исследования в 1955 году; не было возможности безопасно обращаться с пестицидом для использования в сельском хозяйстве.

    Кодовое название Химическое название
    VX O-этил-S- [2- (диизопропиламино) этил] метилфосфонотиоат
    VE 2- (диэтиламино) этил] этилфосфонотиолат
    VG O, O-диэтил-S- [2- (диэтиламино) этил] фосфоротиоат
    VM O-этил-S- [2- ) этил] метилфосфонотиоат

    То, что обнаружили Гош и Ньюман, было первым в V-серии нервно-паралитических агентов, токсином, который в конечном итоге получил название VG.VG примерно на одну десятую токсичнее VX, который похож на зарин (еще одно химическое вещество, показанное в фильме). Образцы нервно-паралитического агента Гоша и Ньюмана в конечном итоге были отправлены в британский военный научный парк «Портон Даун», где они разработали серию нервно-паралитических агентов, названную V-серией. Буква V является сокращением слов: ядовитый агент.

    VX так же плох, как фильм?

    Стать наемником было не лучшим выбором для карьеры в фильме Скала (Источник: Buena Vista Pictures)

    В фильме есть некоторые художественные вольности, но краткий ответ – да .Хотя он не растопит ваше лицо и не вызовет извержения фурункула по всему телу, происходит нечто гораздо худшее – жертва задыхается. Нервная система – это электрохимическая сеть. Электрические сигналы распространяются по нейронной проводке, но не все они связаны друг с другом. Вместо этого они разделены промежутками или синапсами.

    Синапс – это промежуток между двумя нейронами.

    Поскольку электрические сигналы не могут распространяться через этот промежуток, необходимы специальные химические вещества, называемые нейротрансмиттерами.Они проходят через промежутки или синапсы, которые существуют между двумя нейронами или нейроном и эффекторной клеткой. Эффекторные клетки реагируют на раздражитель и вызывают некоторые изменения. Один нейромедиатор, ацетилхолин, связывается с рецепторами за пределами мышечных волокон и вызывает сокращение.

    После того, как ацетилхолин выполнит свою работу, фермент под названием ацетилхолинэстераза расщепляет молекулу на холин и ацетат. Этот фермент в большом количестве доступен для удаления свободного ацетилхолина. Когда химический сигнал удален, мышечные клетки расслабляются.VX и другие нейротоксины действуют путем химического связывания с ацетилхолинэстеразой, ингибируя фермент. Таким образом, жертвы задыхаются, не в состоянии дышать, поскольку их мышцы постоянно сокращаются.

    И становится еще хуже. Это химическое вещество невероятно токсично. Небольшое количество не только имеет большое значение, но и сохраняется в организме в течение длительного времени. По данным Национальной академии наук, смертельная доза может составлять всего 0,04 миллиграмма на килограмм веса тела. Понадобится минимум 2.7 миллиграммов – просто пятнышко – наносят на открытую кожу, чтобы убить человека весом 68 килограммов (150 фунтов). Одна капля, около 10 миллиграммов, считается смертельной дозой для большинства людей.

    Удар в сердце

    Как ни ужасна перспектива контакта с VX или каким-либо нервно-паралитическим агентом в этом отношении, еще не все потеряно. В фильме Гудспид и команда SEAL получают атропин, который вводят им в сердце, если они подвергаются воздействию VX. Этот препарат содержится в растениях семейства пасленовых: паслен смертоносный, сорняк Джимсон и мандрагора.

    Сцена в The Rock , нанеси себе удар в сердце или умрешь, агент Ишервуд. (Кредит: Buena Vista Pictures)

    Атропин технически не является противоядием от отравления нервно-паралитическим газом. Препарат часто используется для лечения брадикардии (замедления сердечного ритма) и для уменьшения выработки слюны во время операции. Это химическое вещество блокирует связывание ацетилхолина с рецепторами, что означает, что его также можно использовать для лечения воздействия нервно-паралитического газа.

    Военнослужащим выдаются автоматические инъекторы, наполненные наркотиком, что позволяет быстро ввести наркотик в бедро, если они могут быть атакованы химическим оружием.Итак, нет необходимости вбивать в сердце то, что выглядит как кол. Если бы только кто-то из ФБР сказал это Марвину Ишервуду (Тодд Луизо).

    Убийство Ким Чен Нама

    Это возвращает нас к Ким. VX опасен как при хранении, так и при обращении с ним; одна небольшая авария может убить всех, кто находится поблизости, об этом знают по крайней мере два члена команды USMC Force Recon генерала Хаммела. В фильме VX хранится в, как описывает Гудспид, «действительно элегантной конфигурации жемчужной нити.«Как будто все было не так уж плохо, Гудспид говорит, что эта конфигурация невероятно нестабильна, что привело к нескольким авариям.

    В фильме The Rock Сэм Гудспид обезвреживает химическое оружие VX (Изображение предоставлено Buena Vista Pictures).

    Учитывая опасность, это означает, что убийцы Кима, скорее всего, не занимались VX напрямую, как заявил в интервью Vox Раймонд Зилинскас, директор Программы нераспространения химического и биологического оружия. Он предполагает, что пары убили бы их, даже если бы они были в перчатках.Более вероятный сценарий – использование бинарного химического вещества.

    Похожая идея была замечена в десятом и одиннадцатом эпизодах шестого сезона Dexter’s Ricochet Rabbit и Talk to the Hand . Трэвис Маршалл (Колин Хэнкс), он же «Убийца Судного дня», готовит бинарное оружие, заполняя два контейнера: один метилфосфонилдифторидом (DF), а другой изопропиловым спиртом. Эти химические вещества реагируют с образованием зарина.

    Трэвис Маршалл, также известный как Убийца Судного дня, использует химическое оружие в телешоу «Декстер».

    Военные экспериментировали с бинарным химическим оружием, пытаясь упростить хранение и обращение с устройствами. Воздушная химическая бомба Bigeye имеет цилиндр из нержавеющей стали, наполненный элементарной серой. Непосредственно перед взрывом электродвигатель вырезает отверстие в цилиндре, чтобы сера смешивалась и вступала в реакцию с химическим агентом QL с образованием нервно-паралитического агента VX.

    VX также может быть получен путем смешивания агента QL с жидким соединением серы, таким как диметилполисульфид (агент NM).Это было использовано в отмененной программе создания бинарных снарядов XM-768. Возможно, эти две женщины использовали эти два химиката для убийства Кима.

    Наука

    Скала

    Многое изменилось с момента выхода фильма в 1996 году. Во-первых, у Соединенных Штатов больше нет химического оружия VX. Конвенция о химическом оружии, подписанная в 1993 году, запрещает производство, накопление и использование химического оружия и его прекурсоров. Соединенные Штаты начали ликвидацию запасов в 2005 году, которая была завершена в марте 2012 года.

    Однако это не означает, что мир избавился от химического оружия. Во многих странах до сих пор хранятся химические вещества-прекурсоры, такие как Agent QL, которые можно использовать для производства VX. Целью таких организаций, как Организация по запрещению химического оружия, является не только уничтожение оставшихся в мире запасов химического оружия, но и всех его прекурсоров.

    Наука в фильме на удивление точна, хотя для драматизации эффектов VX требуется некоторая художественная лицензия.

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *