Главная
Задачи на первый закон ньютона: Решение задач по теме “Законы Ньютона”

Задачи на первый закон ньютона: Решение задач по теме “Законы Ньютона”

Содержание

Решение задач по теме “Законы Ньютона”

План-конспект урока по теме «Решение задач по теме «Законы Ньютона»

Дата:

Тема: Решение задач по теме «Законы Ньютона»

Цели:

Образовательная: формирование практических умений по решению задач на тему «Законы Ньютона»;

Развивающая: совершенствовать интеллектуальные умения (наблюдать, сравнивать, размышлять, применять знания, делать выводы), развивать познавательный интерес;

Воспитательная: прививать культуру умственного труда, аккуратность, учить видеть практическую пользу знаний, продолжить формирование коммуникативных умений, воспитывать внимательность, наблюдательность.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний

Оборудование и источники информации:

  1. Исаченкова, Л. А. Физика : учеб. для 9 кл. учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, А. А. Сокольский ; под ред. А. А. Сокольского. Минск : Народная асвета, 2015

  2. Карточки с заданиями

Структура урока:

  1. Организационный момент (5 мин)

  2. Актуализация опорных знаний (5 мин)

  3. Закрепление знаний(30 мин)

  4. Итоги урока (5 мин)

Содержание урока

  1. Организационный момент

Здравствуйте, садитесь! (Проверка присутствующих). Сегодня на уроке мы должны научиться применять на практике всю теорию о трех законах Ньютона. А это значит, что Тема урока: Решение задач по теме «Законы Ньютона»

  1. Актуализация опорных знаний

  1. Разорвется ли жгут, выдерживающий силу натяжения, модуль которой F = 150 Н, если его тянут в противоположных направлениях два человека с силами, модули которых F1 = F2 = 100 Н.

    Ответ аргументируйте. (Ответ: Жгут не разорвется. Так как силы по 100 Н, с которыми тянут мальчики жгут, вызывают натяжение жгута в 100 Н, а не в 200 Н)

  2. На каком явлении основан процесс выбивания пыли? (Ответ: на явлении инерции – ковер приобрел скорость, а пыль не)

  3. Сформулируйте Первый закон Ньютона.

  1. Сформулируйте Второй закон Ньютона.

  1. Сформулируйте Третий закон Ньютона.

силы,

  1. Закрепление знаний

Приступим к решению задач на карточках по теме «Решение задач по теме «Законы Ньютона»:

  1. Итоги урока

Итак, подведем итоги.

Что вы сегодня узнали на уроке?

Организация домашнего задания

§21, № 367, 379 (сборник)

Рефлексия.

Продолжите фразы:

  • Сегодня на уроке я узнал…

  • Было интересно…

  • Знания, которые я получил на уроке, пригодятся…

Приложение 1

Карточка по теме «Решение задач по теме «Законы Ньютона»

Задачи на тему Законы механики Ньютона

20.1 В чем состоит основное утверждение механики. Подтвердите его примерами, не упомянутыми в тексте
РЕШЕНИЕ

20.2 При каких условиях тело движется с постоянной скоростью
РЕШЕНИЕ

21.1 Что называется материальной точкой
РЕШЕНИЕ

21.2 Материальных точек в природе нет. Зачем же мы используем это понятие
РЕШЕНИЕ

21. 3 Можно ли считать материальной точкой камень, брошенный вверх
РЕШЕНИЕ

22.1 Какое утверждение содержится в первом законе Ньютона
РЕШЕНИЕ

22.2 Какая система отсчета называется инерциальной
РЕШЕНИЕ

22.3 Каким образом можно установить, что данная система отсчета является инерциальной
РЕШЕНИЕ

23.1 Дайте определение силы
РЕШЕНИЕ

23.2 Какие две силы считаются в механике равными
РЕШЕНИЕ

23.3 Как складываются силы, действующие на тело
РЕШЕНИЕ

24.1 Как связано ускорение тела с силой
РЕШЕНИЕ

24.2 Что такое инерция? Приведите примеры, демонстрирующие инерцию тел, не указанные в тексте
РЕШЕНИЕ

24.3 В каких случаях направление скорости совпадает с направлением силы
РЕШЕНИЕ

25.1 Что такое инертность тела? Дайте определение массы
РЕШЕНИЕ

25.2 Можно ли утверждать, что первый закон Ньютона является следствием второго
РЕШЕНИЕ

25.3 Справедлив ли второй закон Ньютона для произвольного тела или только для материальной точки
РЕШЕНИЕ

25. 4 При каких условиях материальная точка движется равномерно и прямолинейно
РЕШЕНИЕ

25.5 Какие условия необходимы для того, чтобы тело двигалось с постоянным ускорением
РЕШЕНИЕ

26.1 Правильна ли следующая запись третьего закона Ньютона a) F1,2=F2,1; 6) |F1,2| = |F2,1|
РЕШЕНИЕ

26.2 Лошадь тянет телегу, а телега действует на лошадь с такой же по модулю силой, направленной в противоположную сторону. Почему же лошадь везет телегу, а не наоборот
РЕШЕНИЕ

27.1 Чем отличаются основные единицы измерения физических величин от производных единиц
РЕШЕНИЕ

27.2 Единица какой величины-силы или массы-является в СИ основной
РЕШЕНИЕ

1 К центру однородного шарика массой m=0,2 кг приложена сила F=1,5 Н. Определите модуль и направление силы F1, которую необходимо приложить к центру шарика, помимо силы F, чтобы шарик двигался с ускорением a = 5 м/с2, направленным так же, как и сила F
РЕШЕНИЕ

2 В результате полученного толчка брусок начал скользить вверх по наклонной плоскости из точки O с начальной скоростью v0=4,4 м/с. Определите положение бруска относительно точки O через промежуток времени t1 = 2 с после начала его движения, если угол наклона плоскости к горизонту α=30. Трение не учитывать.
РЕШЕНИЕ

3 Два тела массами m1=10 г и m2=15 г связаны нерастяжимой и невесомой нитью, перекинутой через невесомый блок, установленный на наклонной плоскости. Плоскость образует с горизонтом угол α= 30. Определите ускорение, с которым будут двигаться эти тела. Трением пренебречь.
РЕШЕНИЕ

4 Автомобиль массой m=1000 кг движется со скоростью v=36 км/ч по выпуклому мосту, имеющему радиус кривизны R=50 м. С какой силой F давит автомобиль на мост в его середине? С какой минимальной скоростью vmin должен двигаться автомобиль для того, чтобы в верхней точке он перестал оказывать давление на мост
РЕШЕНИЕ

6.1 К центру шара приложена сила F (рис. 3.23). Куда направлено ускорение шара? В каком направлении движется шар
РЕШЕНИЕ

6.2 На динамометре опускают по вертикали груз массой 5 кг так, что его скорость за 2 с изменяется от 2 до 8 м/с. Определите показание динамометра.
РЕШЕНИЕ

6.3 На полу лифта находится тело массой 50 кг. Лифт поднимается так, что за 3 с его скорость изменяется от 8 до 2 м/с. Определите силу давления тела на пол лифта.
РЕШЕНИЕ

6.4 Тепловоз на горизонтальном участке пути длиной 600 м развивает постоянную силу тяги 147 кН. Скорость поезда возрастает при этом от 36 до 54 км/ч. Определите силу сопротивления движению, считая ее постоянной. Масса поезда 1000 т.
РЕШЕНИЕ

6.5 Жесткий стержень длиной 1 м с прикрепленным к нему шариком массой 100 г вращается равномерно в вертикальной плоскости. Определите модуль и направление силы, с которой стержень действует на шарик в верхней точке, при скоростях шарика 2 м/с и 4 м/с.
РЕШЕНИЕ

6.6 Два груза массами 2 кг и 4 кг, связанные нерастяжимой нитью, поднимают по вертикали силой 84 Н, приложенной к первому грузу. Определите ускорение, с которым движутся грузы, и силу натяжения нити.
РЕШЕНИЕ

Теория для 2 задания ЕГЭ по физике

2 задание в ЕГЭ по физике связано с основными силами в природе: трением, тяжестью и упругостью, законами Ньютона и законом всемирного тяготения. Теории по этим темам несложные, а вот решение задач часто вызывает у школьников затруднения. Дело в том, что нужно не просто знать формулы, но и уметь правильно их применять, понимать особенности разных физических процессов. Всему этому учат на курсах подготовки к ЕГЭ. Там вам расскажут, как решать 2 задание из ЕГЭ по физике. А если вы хотите понять основы этой темы, читайте нашу статью.

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона существует только в инерциальных системах отсчета. Это такие системы, в которых материальная точка без воздействия внешних сил не двигается, либо двигается равномерно и прямолинейно. На самом деле, настоящие инерциальные системы невозможны. Для существования системы нужна связь с каким-то объектом, например, полом. Но любые объекты во Вселенной движутся с определенным ускорением, поэтому деление систем на инерциальные и неинерциальные носит условный характер.

Эта информация не нужна для 2 задания по физике, но ее нужно понимать.  

Сам первый закон Ньютона (закон инерции) звучит так: «До тех пор, пока к телу не приложится сила извне, оно находится в покое или движется равномерно и прямолинейно». Это один из трех основных законов механики. Он не определяется формулами, поэтому не используется в задачах 2 задания физики. Но, он дает понимание того, что в механике изучаются только инерциальные системы отсчета. 

Принцип относительности Галилея

Галилей занимался изучением разных инерциальных систем. В частности, он создал так называемые преобразования Галилея, которые показывают, как меняются координаты при переходе из одной системы отсчета в другую. При этом основные уравнения, объясняющие законы механики, не изменяются. Принцип относительности выглядит так: «Законы механики одинаковы для всех инерциальных систем отсчета». Сами преобразования довольно сложны, они не нужны для решения 2 задания из ЕГЭ по физике, поэтому здесь мы их приводить не будем. Галилей доказал, что невозможно изучать движение одной системы координат относительно другой.

Мы не можем понять, как двигается поезд, находясь внутри него. Для нас он неподвижен, а для людей, стоящих на перроне, быстро проезжает мимо. Нужно понимать и то, что тождественно не само движение, а лишь его законы. Если мы встанем у окна движущегося поезда и подкинем камень, относительно поезда его траектория будет вертикальной. Люди, заглянувшие к нам в окно, увидят параболу. 

Взаимодействие

Тела и частицы постоянно сталкиваются и действуют друг на друга. Это приводит к изменению траектории движения. Это явление физики называют взаимодействием. Оно осуществляется через

поля (электромагнитное, гравитационное), действующие на все объекты во Вселенной. Существуют фундаментальные взаимодействия. Они являются основой всех процессов, их нельзя свести к еще более простым явлениям. Некоторые ученые предполагают, что фундаментальные взаимодействия — лишь частный случай одного объединенного. Для решения 2 задания по физике нужно знать, что из себя представляют эти взаимодействия: 

  • гравитационное. Распространяется на все объекты во Вселенной, от мельчайших частиц до огромных планет. Радиус действия бесконечен, а относительную интенсивность принимают за единицу. Но, для небольших объектов эти взаимодействия столь незначительны, что ими принято пренебрегать. Они приобретает значение при изучении небесных объектов;
  • слабое. Присуще всем частицам кроме фотона. Благодаря этому взаимодействию проходят почти все ядерные реакции. Радиус равен 10-17 (поэтому не ощущается человеком и влияет лишь на мельчайшие частицы), а относительная интенсивность — 1032; 
  • электромагнитное. Связывает электроны с ядром, объединяет атомы в молекулы, а молекулы в вещества. Это взаимодействие объясняет многие механические процессы. У него бесконечный радиус действия, но оно почти не оказывает влияния на макрообъекты, так как они нейтральны. Относительная интенсивность — 10
    36    ;
  • сильное. Действует только на адроны, обеспечивает нахождение нуклонов в ядре. Радиус действия — 10-15, а относительная интенсивность равна 1038. 

Сила

Следующая часть теории ко 2 заданию по физике связана с понятием силы. Это величина, которая показывает, как тела влияют друг на друга. Силы в механике обусловлены только теми взаимодействиями, у которых есть неограниченный радиус действия. Сильные и слабые существуют при таких малых масштабах, что законы Ньютона к ним неприменимы. В рамках механики считается, что возникновение силы приводит к изменению скорости. Она может действовать напрямую или посредством образования полей. Кроме того, она придает объекту ускорение. Величина обозначается как F и измеряется в Ньютонах (Н). При решении задач нужно указывать

точку приложения.

Принцип суперпозиции

В реальном мире тела подвержены воздействию нескольких сил одновременно. В таком случае гораздо удобнее пользоваться суммарной силой. Она равна векторной сумме всех сил, действующих на предмет или частицу. В этом и заключается принцип суперпозиции тел. Не забывайте, что при расчете нужно пользоваться правилами векторного сложения. Запомните это правило, оно пригодится при решении 2 задания по физике.

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона называют также законом ускорения. Он позволяет связать силу, ускорение и массу тела. Закон также представляет собой важнейшую формулу для 2 задания ЕГЭ по физике: a = F / m. Получается, что ускорение растет с увеличением приложенной к телу силы. Увеличение массы, наоборот, уменьшает ускорение. 

Третий закон Ньютона

Объектом исследования первых двух законов Ньютона является одно тело, на которое действует бесконечное количество других. В третьем анализируется система, состоящая из двух тел, действующих друг на друга. Ньютон доказал, что сила этих взаимодействий равна, потому что иначе система потеряла бы устойчивость. Закон сформулирован так: «У каждой силы есть противодействующая, они равны и противоположны по направлению». Но нужно понимать, что силы при этом не могут уравновесить друг друга, так как относятся к разным телам. В математическом виде это записывается так: F1 = -F2. Для решения 2 задания по физике может пригодиться и другая форма записи: a1 / a2 = m1 / m2. 

Упругость

Упругость — свойство, которое позволяет телам деформироваться (менять форму и размер), а потом возвращаться в первоначальное состояние. Деформации при этом могут быть любыми, упругость есть и у твердых тел, и у жидкостей, и у газов. Деформированное тело стремится вернуть свою привычную форму и размер, при этом возникает сила упругости. Она часто встречается во 2 задании. 

Закон Гука

Закон Гука тоже связан с упругостью. Для решения задач нужно знать его математическое отражение, оно является еще одной формулой для 2 задания ЕГЭ по физике: Fупр = -kx. x означает удлинение тела (в случае с пружиной), а минус показывает, что удлинение направлено против силы упругости. k — это коэффициент пропорциональности или жесткость. Она своя для каждого тела. Чем выше ее значение, тем сложнее деформировать объект. Еще один важный момент: закон Гука можно использовать, только если деформации незначительные. Если они большие, зависимость перестает быть линейной, а при дальнейшем воздействии тело разрушается. 

Трение

Еще одна часть теории для 2 задания ЕГЭ по физике — сила трения. Трение возникает при соприкосновении тел, оно препятствует их движению. При этом возникает сила трения. Она имеет электромагнитную природу и бывает трех типов: 

  • трение покоя возникает, если тела не двигаются. Оно не дает шнуркам развязываться, а гвоздям — выпадать из стены. Иными словами, оно мешает одному телу двигаться относительно другого. Она направлена против силы предполагаемого движения, но имеет максимальное значение. В какой-то момент трение покоя не сможет уравновешивать внешнюю силу, и тела начнут перемещаться. Максимальное значение зависит от свойств предметов и определяется формулой Fтр. пок. макс. = μпN, где N — сила реакции опоры, а μп — коэффициент трения покоя;
  • трение скольжения возникает при переходе через Fтр. пок. макс.. При этом объект начинает перемещаться, а трение направлено против этого движения. Сама сила определяется формулой F тр. скольж. = μN, где μ — коэффициент трения скольжения. Величина силы трения скольжения определяется также скоростями тел, но если их значения невелики, то этим фактором можно пренебречь;
  • трение качения возникает, когда предмет катится по поверхности, как колесо или цилиндр. При этом оно как бы вдавливается в землю, поэтому при каждом обороте телу нужно пересечь небольшое возвышение. Получается, сила трения растет с уменьшением твердости опоры. Она определяется формулой F тр.кач. = μкач.N, где μкач — коэффициент трения качения. μкач << μ — сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения, поэтому катить что-то всегда проще, чем просто тащить по земле. 

Сопротивление твердого тела, движущегося в жидкости и газе

Разбираем последнюю тему для 2 задания по физике. Когда тело перемещается внутри жидкости или газа, оно сталкивается с сопротивлением среды. Оно похоже на силу трения, но появляется только когда объект начинает движение. Аналога силы трения покоя нет, поэтому перемещать предметы в воде проще, чем на суше. При малых скоростях Fc = k1v, а при больших Fc = k2v2. k1 и k2 — коэффициенты, отличные друг от друга. k1 — коэффициент, зависящий от размеров, формы, состояния поверхности тела и вязкости среды; k2 — коэффициент сопротивления.

Примеры задач

А теперь проведем разбор 2 задания ЕГЭ по физике. 

Задание 1. Брусок массой 5 кг перемещается по горизонтальной поверхности. На него действует сила трения скольжения, равная 10 Н. Рассчитайте силу трения скольжения при уменьшении массы бруска в 2 раза, если учитывать, что коэффициент трения не изменился. 

Решение. Сила трения скольжения определяется формулой F = μN. Брусок находится на горизонтальной поверхности, поэтому силу реакции опоры можно определить через второй закон Ньютона: N = mg. Таким образом, F = mgμ. Первые две величины не меняются, значит, на силу будет влиять только уменьшение массы. Необходимо 10 Н разделить на 2. 

Ответ: 5 Н.

Задание 2. Мальчик взял камень массой 200 г и бросил его вверх под углом 60° к горизонту. Рассчитайте, чему равна сила тяжести в момент броска. Ускорение свободного падения равно 10 м/с2.

Решение. Сила тяжести постоянна. Она не зависит от угла наклона и скорости. Сила тяжести в момент броска равна силе в любой другой момент времени и определяется формулой F = mg. Следовательно, F = 0,2 кг • 10 м/с2 = 2 Н.

Ответ: 2 Н. 

Мы провели разбор 2 задания по физике, причем как по теории, так и по практике. Этот материал представляет собой лишь основы предмета, но он обязательно поможет подготовиться к ЕГЭ. А если вы хотите знать больше, записывайтесь на курсы. Лучше всего выбрать комплексный вариант, например, русский + математика + физика. Так у вас будет больше шансов получить хорошие баллы. А мы желаем вам удачи на экзамене. 

Практика применения первого закона Ньютона — видео и стенограмма урока

Примеры задач

Давайте попробуем решить пример задачи.

  • Объект массой 10 кг скользит по гладкому льду с постоянной скоростью 10 м/с. Какой из законов силы Ньютона мы используем? Какую силу нужно приложить к этому объекту, чтобы заставить его двигаться?

В этом уравнении объект движется, поэтому мы сразу знаем, что будем использовать Первый закон Ньютона.Объект движется с постоянной скоростью, поэтому мы знаем, что он не ускоряется. Из второго закона Ньютона мы знаем, что сила = масса * ускорение , поэтому без ускорения мы можем определить, что на объект не действует результирующая сила. Наконец, используя первый закон Ньютона, мы знаем, что объекты, находящиеся в покое или в движении, имеют тенденцию оставаться в движении, если на них не действует внешняя сила. Этот объект находится в движении, и на него не действует никакая внешняя сила, поэтому нам не нужно прикладывать никакую силу, чтобы поддерживать объект в движении.

Теперь попробуем другую задачу.

  • Какова сила натяжения нити, удерживающей покоящийся вертикально объект массой 5 ​​кг? Какой из законов силы Ньютона мы используем?

Из Первого закона Ньютона мы знаем, что если неуравновешенная сила действует на объект в покое или в движении, это вызывает его ускорение. Мы также знаем из Первого закона Ньютона, что если объект находится в покое или движется с постоянной скоростью, он, скорее всего, останется в покое или в движении и что все силы, действующие на объект, уравновешены.

Во-первых, давайте определим, какие силы действуют в этой задаче: сила тяжести притягивает пятикилограммовый объект, а натяжение нити удерживает объект в покое и не позволяет ему двигаться с ускорением к земле. Поскольку Первый закон Ньютона говорит нам, что силы уравновешены, мы знаем, что сила натяжения = сила тяжести . Поэтому, чтобы вычислить силу натяжения струны, мы должны сначала вычислить силу тяжести, действующую на объект. Мы знаем, что сила тяжести = 9.8 Н/кг , поэтому, умножив 5 кг на 9,8, мы получим силу тяжести 49 ньютонов. Зная, что силы уравновешены, сила натяжения струны составляет 49 ньютонов.

Краткий обзор урока

Первый закон Ньютона , также известный как закон инерции, гласит, что объект в состоянии покоя или движения останется в состоянии покоя или движения, если на него не действует внешняя сила.

Многочисленные ситуации в реальном мире служат примерами первого закона Ньютона в действии, от использования ремня безопасности при внезапной остановке в автомобиле до космического корабля “Вояджер-1”, который постоянно дрейфует все дальше от нашей Солнечной системы. Первый закон Ньютона можно использовать для расчета неизвестных сил в различных задачах физики.

Первый закон движения Ньютона – проблемы и решения

1. Человек находится в лифте, который движется вверх с постоянной скоростью. Вес человека 800 Н. Сразу обрывается трос лифта, поэтому лифт падает. Определите нормальную силу, действующую на человека со стороны пола лифта непосредственно перед и после обрыва каната лифта.

А. 800 Н и 0

Б. 800 Н и 800 Н

С. 1600 Н и 0

Г. 1600 Н и 800 Н

Известный :

Вес (Вт) = 800 Ньютон

Разыскивается: Нормальная сила (Н)

Решение:

До того, как веревка лифта оборвалась

Когда человек стоит на полу лифта, на него действует вес, направленный вниз. На человека, находящегося в состоянии покоя, должна действовать нормальная сила, направление которой направлено вверх, а величина нормальной силы равна величине веса.

Поскольку человек покоится в лифте, а лифт движется с постоянной скоростью (без ускорения), то на человека не действует результирующая сила.

∑F = 0

Н – ш = 0

Н = ш

Н = 800 Ньютон

После обрыва каната лифта

После того, как трос лифта оборвался, лифт и человек свободно падают вместе, причем величина и направление их ускорения такие же, как и ускорение под действием силы тяжести.Нормальной силы на человека нет.

Правильный ответ А.

2. Брусок массой 20 грамм движется с постоянной скоростью по шероховатому горизонтальному полу с постоянной скоростью, если на брусок действует внешняя сила 2 Н. Определить величину силы трения, которую испытывает брусок.

А. 0,3 Н

Б. 1,4 Н

С. 2.0 Н

Д. 3,6 Н

Известный :

Масса (м) = 20 грамм

Сила (Ф) = 2 Ньютона

Требуется: Величина силы трения, испытываемой блоком.

Решение:

Согласно первому закону движения Ньютона, если блок движется с постоянной скоростью, то блок не имеет ускорения. Блок движется с постоянной скоростью, и ускорение отсутствует, если:

– Величина силы трения (F fric ) такая же, как и величина внешней силы (F)

– Сила трения (F fric ) имеет противоположное направление с внешней силой (F)

Применить первый закон движения Ньютона:

∑F = 0

Ф – Ф фрик = 0

F = F фрик

F fric = 2 Ньютона

Правильный ответ С.

3. Гладкая наклонная плоскость длиной 0,6 м и высотой 0,4 м. Брусок массой 1350 Н будет двигаться вверх по наклонной плоскости. Определить величину силы, необходимой для перемещения блока.

А. 100 Н

Б. 300 Н

С. 600 Н

Д. 900 Н

Известный :

Вес блока (w) = 1350 ньютонов

гип = 0,6 м

опп = 0,4 м

Разыскивается: Минимальная сила

Решение:

гип = ас = 0.6 м

опп = bc = 0,4 м

Sin θ = bc / ac = 0,4 / 0,6 = 4/6 = 2/3

Согласно первому закону движения Ньютона, блок начинает двигаться вверх, тогда внешняя сила (F) становится минимальной, равной горизонтальной составляющей веса (w x ).

∑F = 0

Ф – ш х = 0

F = ш х

Если F = w x , то объект начинает двигаться вверх с постоянной скоростью.

w x = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 Ньютон

Правильный ответ Д.

4. На брусок действуют три силы: F 1 = 22 Н, F 2 = 18 Н и F 3 = 40 Н. Какая фигура описывает первый закон Ньютона.

Решение:

Первый закон Ньютона: результирующая сила (ΣF) = 0,

A. F 1 + F 2 – F 3 = 22 Н + 18 Н – 40 Н = 40 Н – 40 Н = 0

B. F 2 + F 3 – F 1 = 18 Н + 40 Н – 22 Н = 58 Н – 22 Н = 36 Н (вправо)

С.F 2 + F 3 – F 1 = 18 Н + 40 Н – 22 Н = 58 Н – 22 Н = 36 Н (вправо)

D. F 1 + F 3 – F 2 = 22 Н + 40 Н – 18 Н = 62 Н – 18 Н = 44 Н (влево)

6.2: Решение задач с помощью законов Ньютона (часть 1)

Успех в решении задач необходим для понимания и применения физических принципов. Мы разработали схему анализа и решения задач, связанных с законами Ньютона, в законах движения Ньютона; в этой главе мы продолжаем обсуждать эти стратегии и применяем пошаговый процесс.

Стратегии решения проблем

Здесь мы следуем основам решения задач, представленным ранее в этом тексте, но подчеркиваем конкретные стратегии, которые полезны при применении законов движения Ньютона. Как только вы определите физические принципы, лежащие в основе проблемы, и определите, что они включают в себя законы движения Ньютона, вы можете применить эти шаги для поиска решения. Эти методы также укрепляют концепции, полезные во многих других областях физики. Многие стратегии решения проблем прямо изложены в рабочих примерах, поэтому следующие методы должны укрепить навыки, которые вы уже начали развивать.

Стратегия решения проблем: применение законов движения Ньютона

  1. Определите физические принципы, связанные с перечислением данных и величин, которые необходимо рассчитать.
  2. Обрисуйте ситуацию, используя стрелки для обозначения всех сил.
  3. Определить интересующую систему. Результатом является диаграмма свободного тела, необходимая для решения проблемы.
  4. Примените второй закон Ньютона, чтобы решить задачу. При необходимости применить соответствующие кинематические уравнения из главы о прямолинейном движении.
  5. Проверьте правильность решения.

Давайте применим эту стратегию решения задач к проблеме переноса рояля в квартиру на втором этаже. Как только мы определили, что здесь задействованы законы движения Ньютона (если в задаче задействованы силы), особенно важно сделать тщательный набросок ситуации. Такой эскиз показан на рисунке \(\PageIndex{1a}\). Затем, как показано на рисунке \(\PageIndex{1b}\), мы можем обозначить все силы стрелками. Всякий раз, когда имеется достаточно информации, лучше всего тщательно пометить эти стрелки и сделать так, чтобы длина и направление каждой соответствовали представленной силе.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): (a) Рояль поднимают в квартиру на втором этаже. (b) Стрелки используются для обозначения всех сил: \(\vec{T}\) — натяжение веревки над роялем, \(\vec{F}_{T}\) — сила, действующая на рояль. на веревке, а \(\vec{w}\) – вес пианино.Все другие силы, такие как толчок бриза, считаются пренебрежимо малыми. (c) Предположим, что нам дана масса фортепиано и нас попросили найти натяжение веревки. Затем мы определяем интересующую систему, как показано, и рисуем диаграмму свободного тела. Теперь \(\vec{F}_{T}\) больше не отображается, потому что это не сила, действующая на интересующую систему; скорее, \(\vec{F}_{T}\) действует на внешний мир. (d) Показаны только стрелки, используется метод сложения «голова к хвосту». Очевидно, что если рояль неподвижен, \(\vec{T}\) = \(- \vec{w}\).

Как и в случае с большинством проблем, затем нам нужно определить, что необходимо определить и что известно или может быть выведено из сформулированной проблемы, то есть составить список известных и неизвестных. Особенно важно определить интересующую систему, поскольку второй закон Ньютона касается только внешних сил. Затем мы можем определить, какие силы являются внешними, а какие внутренними, что является необходимым шагом для применения второго закона Ньютона. (См. рис. \(\PageIndex{1c}\).) Третий закон Ньютона можно использовать для определения того, действуют ли силы между компонентами системы (внутренние) или между системой и чем-то снаружи (внешние).Как показано в законах движения Ньютона, интересующая нас система зависит от вопроса, на который нам нужно ответить. На диаграммах свободного тела показаны только силы, а не ускорение или скорость. Мы нарисовали несколько диаграмм свободного тела в предыдущих примерах. На рисунке \(\PageIndex{1c}\) показана диаграмма свободного тела для интересующей нас системы. Обратите внимание, что на диаграмме свободного тела не показаны внутренние силы.

Когда диаграмма свободного тела построена, мы применяем второй закон Ньютона. Это сделано на рисунке \(\PageIndex{1d}\) для конкретной ситуации.В общем, как только внешние силы четко определены на диаграммах свободного тела, должно быть простой задачей представить их в виде уравнения и найти неизвестное, как это делалось во всех предыдущих примерах. Если задача одномерная, то есть если все силы параллельны, то с силами можно обращаться алгебраически. Если задача двумерная, то ее необходимо разбить на пару одномерных задач. Мы делаем это, проецируя векторы силы на набор осей, выбранных для удобства.Как видно из предыдущих примеров, выбор осей может упростить задачу. Например, когда речь идет о наклоне, наиболее удобен набор осей с одной осью, параллельной наклону, и другой, перпендикулярной ему. Почти всегда удобно сделать одну ось параллельно направлению движения, если это известно. В общем, просто запишите второй закон Ньютона в компонентах по разным направлениям. Тогда у вас есть следующие уравнения:

\[\sum F_{x} = m a_{x}, \quad \sum F_{y} = m a_{y}\ldotp\]

(Если, например, система разгоняется по горизонтали, то тогда можно поставить ау = 0.) Эта информация нужна нам для определения неизвестных сил, действующих на систему.

Как всегда, надо проверить решение. В некоторых случаях легко сказать, является ли решение разумным. Например, разумно обнаружить, что трение заставляет объект скользить вниз по склону медленнее, чем когда трения нет. На практике интуиция развивается постепенно в процессе решения проблем; с опытом становится все легче судить, является ли ответ разумным. Другой способ проверить решение — проверить единицы измерения.Если мы ищем силу и в итоге получаем миллиметры в секунду, то мы ошиблись.

Есть много интересных приложений законов движения Ньютона, еще несколько из которых представлены в этом разделе. Они также служат для иллюстрации некоторых дополнительных тонкостей физики и помогают развить навыки решения задач. Сначала мы рассмотрим проблемы, связанные с равновесием частиц, в которых используется первый закон Ньютона, а затем рассмотрим ускорение частиц, в котором используется второй закон Ньютона.

Равновесие частиц

Напомним, что частица, находящаяся в равновесии, — это частица, для которой внешние силы уравновешены. Статическое равновесие включает объекты в состоянии покоя, а динамическое равновесие включает объекты в движении без ускорения, но важно помнить, что эти условия относительны. Например, объект может находиться в состоянии покоя, если смотреть на него из нашей системы отсчета, но тот же самый объект может казаться движущимся, если смотреть на него с постоянной скоростью.Теперь мы используем знания, полученные в законах движения Ньютона, относительно различных типов сил и использования диаграмм свободного тела, чтобы решить дополнительные проблемы в равновесии частиц.

Пример 6.1: Разное натяжение под разными углами

Рассмотрим светофор (масса 15,0 кг), подвешенный на двух проводах, как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\). Найти натяжение каждого провода, пренебрегая массами проводов.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Светофор подвешен на двух проводах.(b) Некоторые из задействованных сил. (c) Здесь показаны только силы, действующие на систему. Также показана диаграмма свободного тела для светофора. (d) Силы, проецируемые на вертикальную (y) и горизонтальную (x) оси. Горизонтальные составляющие натяжения должны сокращаться, а сумма вертикальных составляющих натяжений должна равняться весу светофора. (e) На диаграмме свободного тела показаны вертикальные и горизонтальные силы, действующие на светофор.

Стратегия

Интересующей нас системой является светофор, а его диаграмма свободного тела показана на рисунке \(\PageIndex{2c}\).Три задействованные силы не параллельны, поэтому их необходимо спроецировать на систему координат. Наиболее удобная система координат имеет одну ось вертикальную и одну горизонтальную, а проекции вектора на нее показаны на рисунке \(\PageIndex{2d}\). {o} = w \ldotp\]

В этом уравнении два неизвестных, но подстановка выражения для T 2 через T 1 сводит его к одному уравнению с одним неизвестным:

\[T_{1} (0.{2}) \ldotp\]

Решение этого последнего уравнения дает величину T 1 равной

\[T_{1} = 108\; N \ldotp\]

Наконец, мы находим величину T 2 , используя соотношение между ними, T 2 = 1,225 T 1 , найденное выше. Таким образом, мы получаем

\[T_{2} = 132\; N \ldotp\]

Значение

Оба напряжения были бы больше, если бы оба провода были более горизонтальными, и они будут равны тогда и только тогда, когда углы с обеих сторон одинаковы (как это было в более раннем примере канатоходца в законах движения Ньютона).

Пример 6.2: сила сопротивления на барже

Два буксира толкают баржу под разными углами (рис. \(\PageIndex{3}\)). Первый буксир оказывает усилие 2,7 x 10 5 Н в направлении x, а второй буксир оказывает усилие 3,6 x 10 5 Н в направлении y. Масса баржи составляет 5,0 × 106 кг, а ее наблюдаемое ускорение составляет 7,5 × 10 −2 м/с 2 в указанном направлении. Чему равна сила сопротивления воды барже, сопротивляющейся движению? ( Примечание : Сила сопротивления — это сила трения, создаваемая жидкостями, такими как воздух или вода.Сила сопротивления противодействует движению объекта. Поскольку баржа имеет плоское дно, можно предположить, что сила сопротивления направлена ​​в сторону, противоположную движению баржи.)

Рисунок \(\PageIndex{3}\): (a) Вид сверху на два буксира, толкающих баржу. (b) Диаграмма свободного тела корабля содержит только силы, действующие в плоскости воды. В нем опущены две вертикальные силы – вес баржи и выталкивающая сила воды, поддерживающей ее, сокращаются и не показаны.Обратите внимание, что \(\vec{F}_{app}\) — это общая приложенная сила буксиров.

Стратегия

Направления и величины ускорения и приложенных сил приведены на рисунке \(\PageIndex{3a}\). Определим суммарную силу буксиров на барже как \(\vec{F}_{app}\), так что

\[\vec{F}_{приложение} = \vec{F}_{1} + \vec{F}_{2} \ldotp\]

Сопротивление воды \(\vec{F}_{D}\) направлено против направления движения лодки; таким образом, эта сила работает против \(\vec{F}_{app}\), как показано на диаграмме свободного тела на рисунке \(\PageIndex{3b}\).Интересующей здесь системой является баржа, так как силы на ней даны так же, как и ее ускорение. Поскольку приложенные силы перпендикулярны, оси x и y находятся в том же направлении, что и \(\vec{F}_{1}\) и \(\vec{F}_{2}\). Проблема быстро становится одномерной в направлении \(\vec{F}_{app}\), поскольку трение происходит в направлении, противоположном \(\vec{F}_{app}\). Наша стратегия состоит в том, чтобы найти величину и направление чистой приложенной силы \(\vec{F}_{app}\), а затем применить второй закон Ньютона для определения силы сопротивления \(\vec{F}_{D} \).{о} \ldotp\]

Из первого закона Ньютона мы знаем, что это то же направление, что и ускорение. Мы также знаем, что направление \(\vec{F}_{D}\) противоположно направлению \(\vec{F}_{app}\), так как оно замедляет ускорение. Следовательно, чистая внешняя сила имеет то же направление, что и \(\vec{F}_{app}\), но ее величина немного меньше, чем \(\vec{F}_{app}\). Теперь проблема одномерная. Из диаграммы свободного тела видно, что

\[F_{net} = F_{приложение} – F_{D} \ldotp\]

Однако второй закон Ньютона гласит, что

\[F_{net} = ма \ldotp\]

Таким образом,

\[F_{приложение} – F_{D} = ma \ldotp\]

Это можно решить для величины силы сопротивления воды F D через известные величины:

\[F_{D} = F_{приложение} – ma \ldotp\]

Замена известных значений дает

\[F_{D} = (4.{4}\; N \ldotp\]

Направление \(\vec{F}_{D}\) уже определено как противоположное \(\vec{F}_{app}\) или под углом 53° к югу запада.

Значение

Цифры, использованные в этом примере, разумны для баржи среднего размера. Конечно, на буксирах трудно получить большие ускорения, и желательны небольшие скорости, чтобы баржа не столкнулась с доками. Сопротивление относительно мало для хорошо спроектированного корпуса на малых скоростях, что соответствует ответу на этот пример, где F D составляет менее 1/600 веса корабля.

В «Законах движения Ньютона» мы обсуждали нормальную силу, которая представляет собой контактную силу, действующую нормально к поверхности, так что объект не имеет ускорения, перпендикулярного поверхности. Весы в ванной — отличный пример нормальной силы, действующей на тело. Он дает количественное представление о том, насколько он должен подняться вверх, чтобы выдержать вес объекта. Но можете ли вы предсказать, что вы увидите на циферблате напольных весов, если встанете на них во время поездки на лифте?

Увидите ли вы значение, превышающее ваш вес, когда лифт запустится? А если лифт движется вверх с постоянной скоростью? Сделайте предположение, прежде чем читать следующий пример.

Пример 6.3: Что показывают напольные весы в лифте?

На рисунке \(\PageIndex{4}\) показан мужчина весом 75,0 кг (вес около 165 фунтов), стоящий на напольных весах в лифте. Рассчитайте показания весов: (а) если лифт движется вверх со скоростью 1,20 м/с 2 и (б) если лифт движется вверх с постоянной скоростью 1 м/с.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): (a) Различные силы, действующие, когда человек стоит на напольных весах в лифте.Стрелки примерно соответствуют моменту, когда лифт ускоряется вверх — пунктирные стрелки представляют силы, слишком большие для масштабирования. \(\vec{T}\) – натяжение несущего троса, \(\vec{w}\) – вес человека, \(\vec{w}_{s}\) – вес весы, \(\vec{w}_{e}\) – вес лифта, \(\vec{F}_{s}\) – сила весов на человеке, \(\vec {F}_{p}\) — сила человека на весах, \(\vec{F}_{t}\) — сила весов на полу лифта, а \(\vec {N}\) — сила пола вверх по шкале.(b) Диаграмма свободного тела показывает только внешние силы, действующие на обозначенную интересующую систему — человека — и это диаграмма, которую мы используем для решения проблемы.

Стратегия

Если весы в состоянии покоя точны, их показания равны \(\vec{F}_{p}\), величине силы, которую человек прилагает к ним вниз. На рисунке \(\PageIndex{4a}\) показаны многочисленные силы, действующие на лифт, весы и человека. Это делает эту одномерную проблему гораздо более сложной, чем если бы человек был выбран в качестве интересующей системы и нарисована диаграмма свободного тела, как на рисунке \(\PageIndex{4b}\).Анализ диаграммы свободного тела с использованием законов Ньютона может дать ответы на оба рисунка \(\PageIndex{4a}\) и (b) этого примера, а также на некоторые другие вопросы, которые могут возникнуть. Единственными силами, действующими на человека, являются его вес \(\vec{w}\) и направленная вверх сила весов \(\vec{F}_{s}\). Согласно третьему закону Ньютона \(\vec{F}_{p}\) и \(\vec{F}_{s}\) равны по величине и противоположны по направлению, поэтому нам нужно найти F s , чтобы узнать показания весов. Мы можем сделать это, как обычно, применив второй закон Ньютона,

\[\vec{F}_{net} = m \vec{a} \ldotp\]

На диаграмме свободного тела видно, что \(\vec{F}_{net} = \vec{F}_{s} – \vec{w}\), поэтому мы имеем

\[F_{s} – w = ma \ldotp\]

Решение для F s дает нам уравнение только с одним неизвестным:

\[F_{s} = ма + ш,\]

или, поскольку w = мг, просто

\[F_{s} = ма + мг \ldotp\]

Никаких предположений об ускорении не делалось, поэтому это решение должно быть верным для различных ускорений, помимо тех, которые используются в этой ситуации. {2}) = 735\; N \ldotp\]

Таким образом, показания весов в лифте превышают его вес 735-Н (165 фунтов). Это означает, что весы давит на человека с силой, превышающей его вес, как и должно быть, чтобы ускорить его движение вверх.

Очевидно, что чем больше ускорение лифта, тем выше показания шкалы, что согласуется с тем, что вы чувствуете при быстром ускорении по сравнению с медленным ускорением лифта. На рисунке \(\PageIndex{4b}\) показания весов составляют 735 Н, что соответствует весу человека.Это тот случай, когда лифт имеет постоянную скорость — движется вверх, движется вниз или стоит на месте.

Упражнение 6.1

Теперь рассчитайте показания весов, когда лифт ускоряется вниз со скоростью 1,20 м/с 2 .

Как уже упоминалось, решение предыдущего примера также применимо к лифту, ускоряющемуся вниз. Когда лифт движется вниз с ускорением, a отрицательно, а показания весов на 90 271 меньше, чем на 90 273, чем вес человека.Если достигается постоянная нисходящая скорость, показания весов снова становятся равными весу человека. Если лифт находится в свободном падении и движется вниз с ускорением g, то показания весов равны нулю, и человек кажется невесомым.

Пример 6.4: два прикрепленных блока

На рисунке \(\PageIndex{5}\) показан брусок массой m 1 на горизонтальной поверхности без трения. Его тянет легкая струна, протянутая по не имеющему трения и невесомому шкиву. Другой конец нити соединен с бруском массой m 2 .Найдите ускорение блоков и натяжение нити через m 1 , m 2 и g.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): (a) Блок 1 соединен световой нитью с блоком 2. (b) Диаграммы свободных тел блоков.

Стратегия

Мы рисуем диаграмму свободного тела для каждой массы отдельно, как показано на рисунке \(\PageIndex{5}\). Затем мы анализируем каждую, чтобы найти необходимые неизвестные.Силы на блоке 1 — это сила тяжести, контактная сила поверхности и натяжение струны. На блок 2 действует сила тяжести и натяжение струны. К каждому применим второй закон Ньютона, поэтому запишем два векторных уравнения:

Для блока 1: \(\vec{T} + \vec{w}_{1} + \vec{N} = m_{1} \vec{a}_{1}\)

Для блока 2: \(\vec{T} + \vec{w}_{2} = m_{2} \vec{a}_{2}\).

Обратите внимание, что \(\vec{T}\) одинаково для обоих блоков. Поскольку масса струны и шкива пренебрежимо мала, а трение в шкиве отсутствует, натяжение струны одинаково по всей струне.Теперь мы можем написать уравнения компонентов для каждого блока. Все силы либо горизонтальные, либо вертикальные, поэтому мы можем использовать одну и ту же систему горизонтальных/вертикальных координат для обоих объектов.

Раствор

Уравнения компонентов следуют из приведенных выше векторных уравнений. Мы видим, что блок 1 уравновешивает вертикальные силы, поэтому мы игнорируем их и пишем уравнение, связывающее x-компоненты. На блоке 2 нет горизонтальных сил, поэтому записывается только y-уравнение. Получаем такие результаты:

Блок 1

\[\сумма F_{x} = m a_{x}\]

\[T_{x} = m_{1} a_{1x}\]

Блок 2

\[\сумма F_{у} = м а_{у}\]

\[T_{y} – m_{2}g = m_{2} a_{2y}\]

Когда блок 1 перемещается вправо, блок 2 перемещается на такое же расстояние вниз; таким образом, a 1x = −a 2y .Записав общее ускорение блоков как a = a 1x = −a 2y , теперь мы имеем

\[Т = м_{1}а\]

и

\[T – m_{2}g = -m_{2}a \ldotp\]

Из этих двух уравнений мы можем выразить a и T через массы m 1 и m 2 и g:

\[a = \frac{m_{2}}{m_{1} + m_{2}}g\]

и

\[T = \frac{m_{1} m_{2}}{m_{1} + m_{2}} g \ldotp\]

Значение

Обратите внимание, что натяжение нити меньше, чем вес блока, висящего на ее конце. Распространенной ошибкой в ​​подобных задачах является установка T = m 2 g. Из диаграммы свободного тела блока 2 видно, что это не может быть правильным, если блок ускоряется.

Проверьте свое понимание 6.2

Рассчитайте ускорение системы и натяжение струны, когда массы m 1 = 5,00 кг и m 2 = 3,00 кг.

Пример 6.5: Машина Этвуда

Классическая физическая задача, похожая на ту, которую мы только что решили, — это задача машины Этвуда, состоящая из веревки, натянутой на шкив, к которой прикреплены два объекта разной массы.Это особенно полезно для понимания связи между силой и движением. На рисунке \(\PageIndex{6}\) m 1 = 2,00 кг и m 2 = 4,00 кг. Считайте, что шкив не имеет трения. а) Если m 2 отпустить, каково будет его ускорение? б) Чему равно натяжение нити?

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Машина Этвуда и диаграммы свободного тела для каждого из двух блоков.

Стратегия

Рисуем диаграмму свободного тела для каждой массы отдельно, как показано на рисунке. Затем мы анализируем каждую диаграмму, чтобы найти необходимые неизвестные. Это может включать решение одновременных уравнений. Также важно отметить сходство с предыдущим примером. Поскольку блок 2 ускоряется с ускорением a 2 в направлении вниз, блок 1 ускоряется вверх с ускорением a 1 . Таким образом, а = а 1 = -а 2 .

Раствор

  1. У нас есть $$For\; m_{1}, \sum F_{y} = T − m_{1}g = m_{1}a \ldotp \quad For\; m_{2}, \sum F_{y} = T − m_{2}g = −m_{2}a \ldotp$$(Знак минус перед m 2 a означает, что m 2 ускоряется вниз ; оба блока ускоряются с одинаковой скоростью, но в противоположных направлениях.) Решите два уравнения одновременно (вычтите их), и в результате получится $$(m_{2} – m_{1})g = (m_{1} + m_ {2})a \ldotp$$Решение для a: $$a = \frac{m_{2} – m_{1}}{m_{1} + m_{2}}g = \frac{4\; кг – 2\; кг}{4\; кг + 2\; кг} (9. {2}) = 26,1\; N\ldotp$$

Значение

Результат ускорения, приведенный в решении, можно интерпретировать как отношение неуравновешенной силы, действующей на систему (m 2 − m 1 )g, к полной массе системы, m 1 + м 2 . Мы также можем использовать машину Этвуда для измерения местной напряженности гравитационного поля.

Упражнение 6.3

Определите общую формулу для m 1 , m 2 и g для расчета натяжения струны для машины Этвуда, показанной выше.

Первый закон движения Ньютона

Ньютон Первый закон движения: В своем первом законе движения Ньютон заявил, что все объекты сохраняют свое состояние движения. Другими словами, если объект находится в состоянии покоя, он продолжает находиться в состоянии покоя, а если он движется, он продолжает двигаться, если к нему не приложена ненулевая сила. Что мы подразумеваем под словом «ненулевая сила»? Посмотрите на данную картинку, чтобы понять, что мы имеем в виду.

Мы также назвали ненулевую силу «чистой силой».Как видно из рисунка, если силы, действующие на объект, направлены в одну сторону, то они суммируются. Если же они противоположны, одну из них берем в отрицательное направление, проводим расчеты с учетом их знаков и находим вектор равнодействующей силы. В первой ситуации приложенные силы имеют противоположное направление, и, поскольку их величины одинаковы, результирующая сила становится равной нулю. Во втором случае силы имеют одинаковое направление и одинаковы по величине, поэтому результирующий вектор представляет собой их сумму.И в конечной ситуации силы имеют противоположное направление, однако их величины различны, поэтому результирующий вектор или результирующая сила имеет направление силы, имеющей большую величину.

После этих объяснений я думаю, что концепция чистой силы у вас ясна. Теперь обратимся к нашей основной теме «Первый закон движения Ньютона», другими словами «закон инерции». Мы сказали, что объекты хотят продолжать свое состояние движения независимо от того, находятся они в покое или в движении. Если на покоящийся объект нет результирующей силы, то он продолжает оставаться в покое, если нет результирующей силы на движущийся объект, он продолжает двигаться с постоянной скоростью.Посмотрите на приведенную ниже картинку. Как видите, пассажиры двигаются вперед, когда водитель тормозит автобус. Пассажиры перед торможением имеют одинаковую скорость с автобусом. Таким образом, по первому закону Ньютона они стремятся к

двигаться с той же скоростью. Однако внезапный тормоз, являющийся результатом суммарной силы, заставляет пассажиров двигаться вперед. Это хороший пример закона инерции из повседневной жизни. Мы можем увеличить количество примеров. Например, вы все испытываете изменения в своем теле, когда едете в ускоряющемся лифте или качаетесь.

 

Экзамены по динамике

 

Сила < Предыдущая Далее >Второй закон Ньютона

Силы и законы движения Ньютона

Глава 4

Разделы с 4–1 по 4–6

Цели:

  • Опишите понятие силы и приведите примеры.
  • Задайте инерциальную систему отсчета.
  • Государство Первый закон движения Ньютона.
  • Определите массу как меру инерции.
  • Контрастная масса и вес.
  • Состояние Второй закон движения Ньютона.
  • Определить результирующую силу в физической ситуации.
  • Состояние Третий закон движения Ньютона.
  • Определите пары действие-реакция в данной физической ситуации.
  • Дайте определение терминам вес, гравитационная сила, контактная сила и нормальная сила.
  • Решите стандартные физические задачи, связанные с весом, например. проблемы с лифтом.

Необходимые действия

Чтение

Глава 4, разделы 1–6

Примечания

Посмотрите следующую презентацию перед следующим занятием и распечатайте копию для своей тетради. Попробуйте предсказать, какие слова будут!

Разделы с 4-1 по 4-6 примечания  

Разделы с 4–1 по 4–6, примечания

Видео

Посмотрите следующие видео перед следующим занятием.

Введение в инерцию и инерционную массу

Знакомство с Force

Введение в силу гравитации и гравитационную массу

Вес и масса не совпадают

Введение в первый закон движения Ньютона

Введение во второй закон Ньютона с примером задачи

Введение в третий закон движения Ньютона

Вопросы и проблемы

Вот вопросы и задачи, над которыми вы будете работать в классе.Вы можете загрузить этот раздел или весь раздел в формате PDF на свой смартфон для использования в классе.

Проблемы с 4–1 по 4–6

Дополнительные виды деятельности

Чтение

Законы Ньютона (Класс физики)  ☚ Несколько разделов для чтения о силах и законах Ньютона.

Видео

Механическая Вселенная – Инерция

Механическая Вселенная – Законы Ньютона

Инерционная масса (наука Боузмана)

Гравитационная масса (наука Боузмана)

Силы (Наука Бозмана)

Три закона движения Ньютона (наука Боузмана)

Второй закон Ньютона (наука Боузмана)

Силы взаимодействия (наука Бозмана)

Третий закон Ньютона (наука Боузмана)

 

Первый закон Ньютона (инерция) 5-E Inquiry Lab от The Trendy Science Teacher

Нужен интересный и увлекательный способ познакомить учащихся с концепцией ИНЕРЦИИ? Используйте это упражнение на 5-E, чтобы связаться со своими учениками, когда вы рассказываете им о концепции ИНЕРЦИИ и 1-м законе движения Ньютона! Эта лабораторная работа является ОТЛИЧНЫМ способом представить законы Ньютона или ее можно использовать в качестве подкрепления для ранее изученного материала.

Это задание следует модели 5-E и начинается с захватывающего «крючка», за которым следует задание по исследованию , в котором учащиеся ОБНАРУЖИВАЮТ инерционные эффекты. Затем учащиеся объяснят свои наблюдения с помощью иллюстраций, прежде чем выполнить задание расширение , которое будет связано с ситуацией «реального мира». Чтобы оценить понимание учащимися движения, я включил раздел оценки , в котором учащиеся объясняют свои открытия на уроке.

Включено в этот ресурс:

5-страничная инструкция для учащихся/лабораторная работа с вопросами (по модели 5-E) ⭐Полный ключ для ответов

⭐Изображения (для упрощения настройки)

⭐Учебник для учителя, страница

Концепции покрыты:

★ Motion

★ Inertia

★ 1-й закон Ньютона

★ 1-й закон Ньютона

★ Сбалансированные против несбалансированные силы

★ Ускорение

★ Gravity

★ Стенная сила

Вы также могут быть заинтересованы в этих ресурсах Force & Motion. ..

► Силы Закрыть Пакет для чтения (Print & Digital для дистанционного обучения)

► Force & Motion Swavenger Hunt Activity

► Force и Project Project Project (американские горки)

►

► Рабочий лист лабиринта «Обзор сил» [печатный и цифровой формат для дистанционного обучения]

► Карты задач по силам и действия на станции

► Карты задач по законам физики Ньютона) (

► Рабочий лист «Законы движения Ньютона»

► ЛУЧШАЯ ЦЕННОСТЬ (20% ЭКОНОМИЯ) — НАБОР «СИЛА И ДВИЖЕНИЕ» (полный блок)

Присоединяйтесь к нашим ресурсам Physical Science Tribe2 для вдохновения, Facebook, Facebook, для получения вдохновения для учителей273099 и больше! Нажмите ЗДЕСЬ , чтобы присоединиться!

Связь со мной:

❤️newsletter ❤️blog ❤️facebook ❤️instagram ❤️pinterest

TPT Советы клиентов:

Как получить кредит TPT для использования в будущих покупках: * Пожалуйста, перейдите на свой мой Страница Покупки (может потребоваться авторизация). Рядом с каждой покупкой вы увидите кнопку Оставить отзыв . Просто нажмите на нее, и вы попадете на страницу, где вы можете дать быструю оценку и оставить краткий комментарий к продукту. Каждый раз, когда вы оставляете отзыв, TPT начисляет вам баллы за отзыв, которые вы используете для снижения стоимости ваших будущих покупок. Обратная связь и рейтинги очень ценятся. Узнавайте первыми о моих распродажах, скидках, бесплатных подарках и новых продуктах: * Найдите зеленую звезду рядом с логотипом моего магазина ( МОДНЫЙ УЧИТЕЛЬ НАУКИ ) и нажмите на нее, чтобы стать подписчиком.Вот и все! Теперь вы будете получать новости об этом магазине по электронной почте.

Вопросы по первому закону Ньютона

Список результатов Вопросы по первому закону Ньютона

Первый закон Ньютона Викторина по законам движения

3 часа назад Ньютон 1st Закон также называется в движении имеет тенденцию оставаться в движении, если на него не действует ___ сила. Q. Тенденция объекта сопротивляться изменению движения Q. Объекты с большей _________ также имеют большую …