Закон ньютона первый рисунок: Что такое первый закон Ньютона? (статья)

Недалеко упало В Сети выложили оригинал истории про Ньютона и яблоко: Наука и техника: Lenta.ru

Все мы с детства помним рассказ про Исаака Ньютона и упавшее ему на голову яблоко. Якобы именно этот случай помог великому ученому сформулировать закон всемирного тяготения. Существует еще немало историй, описывающих совершение того или иного открытия. Такие истории принято называть научными мифами (хотя под этим же термином объединяют устоявшиеся псевдонаучные поверья).

Научные мифы отличаются поразительной живучестью. Объяснить эту их особенность можно, во-первых, занимательностью мифов, а во-вторых, тем, что подобные истории приоткрывают завесу над жизнью этих странных и непонятных существ – ученых.

“Биографию” научных мифов удается проследить не всегда. В случае с Ньютоном и его яблоком человечеству повезло – существует документ, в котором знаменитый инцидент описан в первый раз. Автором текста является друг и биограф великого ученого врач Уильям Стакли (William Stukeley).

Сам момент падения яблока Стакли описывает следующим образом: “После обеда установилась теплая погода, мы вышли в сад и пили чай в тени яблонь. Он [Ньютон] сказал мне, что мысль о гравитации пришла ему в голову, когда он точно так же сидел под деревом. Он находился в созерцательном настроении, когда неожиданно с ветки упало яблоко. “Почему яблоки всегда падают перпендикулярно земле?” – подумал он”.

Итак, яблоко упало вовсе не на голову ученому. Впрочем, сути рассказа этот факт не меняет. Кстати, существует еще и третий вариант истории, согласно которому Ньютон наблюдал падение пресловутого фрукта ночью, когда на небе ярко светила луна.

В виде формулы закон всемирного тяготения выглядит так:
F=GMm/D²,
где F – сила взаимного гравитационного притяжения между двумя телами с массами M и m, D – расстояние между ними, а G – гравитационная константа, значение которой было установлено экспериментально.

Историки считают, что распространению мифа о яблоке активно способствовал сам ученый. Утверждается, что сэр Ньютон поведал эту историю племяннице Вольтера, которая пересказала ее дядюшке. Последний описал случай с яблоком в своей книге “Опыт об эпической поэзии” (Essai sur la poesie epique). Зачем Ньютон культивировал миф – доподлинно неизвестно. Не исключено, что просто ради забавы. Но независимо от того, реальна история про яблоко или нет, она свидетельствует об огромной умственной работе, которую совершил ученый, и о том, насколько грандиозен был тот интеллектуальный прыжок, который Ньютон совершил в попытках объяснить реальность. Действительно, как связано яблоко и закон всемирного тяготения?

Сейчас мы знаем, что яблоки падают под воздействием силы притяжения, которая неумолимо влечет их к земле.

Портрет Исаака Ньютона кисти Годфри Кнеллера

Lenta.ru

Большинство других научных мифов также иллюстрируют, как великие люди делают нестандартные выводы из стандартных ситуаций. И именно эта способность является лучшим доказательством их гениальности. Классический пример такого мифа – история открытия закона Архимеда. Как повествует легенда, греческий царь Гиерон заказал Архимеду проверить, сделана новая корона из чистого золота или в ней есть примеси. Самый простой способ определить, состоит ли некий предмет из золота, заключается в сравнении его веса с весом золотого слитка того же объема. Но замысловатая форма царской короны не позволяла провести этот эксперимент напрямую. Вариант расплавить корону, по понятным причинам, отпадал.

Решение пришло в голову Архимеду, когда он принимал ванну в общественных банях. Наблюдая за водой, переливающейся через край ванны, ученый сообразил, что ее объем равен объему его собственного тела. А значит, для выполнения приказа царя достаточно определить, какой объем воды вытеснит погруженная в воду корона. Архимед был так воодушевлен своим открытием, что выбежал на улицу голый и с криками “Эврика!” (что в переводе с древнегреческого означает “нашел”) бросился домой.

Еще одна категория научных мифов описывает, как ученые совершали те или иные открытия во сне. Здесь можно вспомнить Дмитрия Менделеева, которому Морфей помог создать периодическую таблицу элементов, а также Фридриха Кекуле и пригрезившуюся ему структуру бензола.

Так что в качестве завершения рассказа о научных мифах можно привести формулу, выведенную когда-то Томасом Эдисоном: “Гениальность – это 1 процент везения и 99 процентов труда”.

Инерция. 1 закон Ньютона. Инерциальные системы отсчёта

На всякое тело могут оказывать воздействия другие тела, его окружающие, в результате чего может измениться состояние движения (покоя) наблюдаемого тела. Вместе с тем такие воздействия могут быть скомпенсированы (уравновешены) и не вызывать таковых изменений. Когда говорят, что действия двух или нескольких тел компенсируют друг друга, то это значит, что результат их совместного действия такой же, как если бы этих тел вовсе не было.

Таким образом, мы приходим к одному из основных законов механики, который называется первым законом Ньютона.

Применительно к сказанному, изменение скорости тела (т.е. ускорение) всегда вызывается воздействием на это тело каких-либо других тел.

1-й закон Ньютона выполняется только в инерциальных система отсчёта.

Установить, является ли данная система отсчёта инерциальной, можно лишь опытным путём. В большинстве случаев можно считать инерциальными системы отсчёта, связанные с Землёй или с телами отсчёта, которые по отношению к земной поверхности движутся равномерно и прямолинейно.

Рисунок 1. Инерциальные системы отсчёта

В настоящее время экспериментально подтверждено, что практически инерциальна гелиоцентрическая система отсчета, связанная с центром Солнца и тремя “неподвижными” звездами.

Любая другая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной равномерно и прямолинейно, сама является инерциальной.

Галилей установил, что никакими механическими опытами, поставленными внутри инерциальной системы отсчета, невозможно установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно. Это утверждение носит название принципа относительности Галилея, или механического принципа относительности.

Этот принцип был впоследствии развит А. Эйнштейном и является одним из постулатов специальной теории относительности. ИСО играют в физике исключительно важную роль, так как, согласно принципу относительности Эйнштейна, математическое выражение любого закона физики имеет одинаковый вид в каждой ИСО.

Если тело отсчёта движется с ускорением, то связанная с ним система отсчёта является неинерциальной, и в ней 1-й закон Ньютона несправедлив.

Свойство тел сохранять во времени своё состояние (скорость движения, направление движения, состояние покоя и т.

Рисунок 2. Проявления инерции в автобусе при начале движения и торможении

С проявлением инертности тел мы часто встречаемся в повседневности. При резком ускорении автобуса пассажиры, находящиеся в нём, наклоняются назад (рис.2,а), а при резком торможении автобуса наклоняются вперёд (рис.2,б), а при повороте автобуса вправо – к левой его стенке. При большом ускорении взлетающего самолёта тело пилота, стремясь сохранить первоначальное состояние покоя, прижимается к сидению.

Инертность тел наглядно проявляется при резкой смене ускорений тел системы, когда инерциальная система отсчёта сменяется неинерциальной, и наоборот.

Рисунок 3. Инерциальная и неинерциальная система отсчёта

Инертность тела принято характеризовать его массой (инертной массой).

Сила, действующая на тело со стороны неинерциальной системы отсчета, называется силой инерции

Если на тело в неинерциальной системе отсчета одновременно действуют несколько сил, одни из которых являются “обычными” силами, а другие – инерциальными, то тело будет испытывать одну результирующую силу, являющуюся векторной суммой всех действующих на него сил. Эта результирующая сила не является силой инерции. Сила инерции – это только составляющая результирующей силы.

Тест по физике 9класс. “Первый закон Ньютона”

Т-8. Первый закон Ньютона

Вариант 1

1. Какая из названных ниже величин векторная?

1) Масса. 2) Сила.

А. Только первая. Б. Только вторая.

В. Первая и вторая. Г. Ни первая, ни вторая.

2. Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. движется это тело или находится в состоянии покоя?

А. Тело обязательно находится в состоянии покоя.

Б. Тело движется равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя.

В. Тело обязательно движется равномерно прямолинейно.

Г. Тело движется равноускоренно.

3. На рисунке А представлены направления векторов скорости и ускорения мяча. Какое из представленных на рисунке Б направлений имеет вектор равнодействующей всех сил, приложенных к мячу?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. F = 0.

4. На рисунке представлен график зависимости модуля равнодействующей силы F, действующей на тело, от времени. Чему равно изменение скорости тела массой 2 кг за 3 с?

А. 9 м/с. Б. 12 м/с. В. 18 м/с. Г. 36 м/с.

5. На экспериментальной установке, изображенной на рисунке, установлены два шара массами m_x и m_э (m_э = 0,1 кг), скрепленные сжатой легкой пружиной. Чему равна масса m_э, если после пережигания нити l₁= 0,5м, l₂ = 1 м?

А. 0,025 кг. Б. 0,05 кг. В. 0,2 кг. Г. 0,4 кг.

6. Две силы F₁ = 30 Н и F₂= 40 Н приложены к одной точке тела. Угол между векторами F₁ и F₂ равен 90°. Чему равен модуль равнодействующей этих сил?

А. 10 Н. Б. 50 Н. В. 70 Н. Г. 35 Н.

Т-8. Первый закон Ньютона

Вариант 2

1. Какая из названных ниже величин скалярная?

1) Масса. 2) Сила.

А. Только первая. Б. Только вторая.

В. Первая и вторая. Г. Ни первая, ни вторая.

2.Векторная сумма всех сил, действующая на движущийся мяч относительно инерциальной системы отсчета, равна нулю. Какова траектория движения мяча?

А. Точка. Б. Прямая. В. Парабола.

Г. Траектория может быть любой.

3. На рисунке А представлены направления векторов скорости и — равнодействующей всех сил, приложенных к мячу. Какое из представленных на рисунке Б направлений имеет вектор ускорения ?

А. 1. Б. 2. В.3. Г. = 0.

4. На рисунке представлен график зависимости модуля равнодействующей силы F, действующей на прямолинейно движущееся тело, от времени. Чему равно изменение скорости тела массой 2 кг за 4 с?

А. 4 м/с. Б. 8 м/с. В. 16 м/с. Г. 32 м/с.

5. На экспериментальной установке, изображенной на рисунке, установлены два шара массами m_x и m_э (m_э = 0,1 кг ), скрепленные сжатой легкой пружиной. Чему равна масса m_x, если после пережигания нити l₁= 1 м, l₂ = 0,5 м?

А. 0,025 кг. Б. 0,05 кг. В. 0,2 кг. Г. 0,4 кг

6. Две силы F₁ = 2 Н и F₂ = 3 Н приложены к одной точке тела. Угол между векторами F₁ и F₂ равен 90°. Чему равен модуль равнодействующей этих сил?

А. 1 Н. Б. . В. 5 Н. Г. 13 Н.

первый закон ньютона | План-конспект урока по физике (10 класс) на тему:

первый закон ньютона

Цели и задачи:

• Повторение ранее изученного материала, необходимого для контроля знаний учащихся и лучшего усвоения новой темы «Законы Ньютона».
• Познакомить учащихся с первым законом Ньютона. Научить использовать его для объяснения физических процессов.
• Учить школьников пользоваться физическими приборами, выполнять физический эксперимент, делать выводы о наблюдениях.
• Вызвать интерес к изучению физики и биографиям великих людей науки.

Оборудование: Мультимедийная установка, опорные конспекты, бруски, грузы, клубок ниток, динамометры, карточки с описанием эксперимента.

Учитель: Мы сейчас с вами на уроках физике изучаем раздел « Механика». Механика объясняет закономерности механического движения и причины, вызывающие это движение. Классическую механику называют «Механикой Ньютона». Она включает в себя кинематику, динамику и статику. Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, вызывающих эти движения. Мы изучали законы кинематики, которые помогают нам рассчитать, где находиться изучаемое тело, с какой скоростью и по какой траектории оно движется.

А что является причиной движения тел? Приведите примеры движения тел и назовите причины, вызывающие это движение.

Ученики:

• Снег падает на Землю под действием силы тяжести.
• На машину при торможении действует сила трение.
• Мяч отскакивает от земли под действием силы упругости.
• Женщина везёт на санках ребёнка, преодолевая силу трения санок о снег и силу тяжести, действующие на ребёнка и санки.
• При полете самолета на самолёт действуют сила тяги двигателей, сила притяжения Земли, сила воздушных масс.

Учитель: Объясняя причины движения тел, учащиеся использовали слово «сила». Дайте определение этому физическому понятию.

Ученик: Сила является мерой взаимодействия тел. Это – векторная величина. Она имеет точку приложения, направление и величину (модуль). Обозначается буквой F, измеряется в ньютонах.

Учитель: Тело может придти в движение, если на него подействует другое тело или несколько тел. Как нам поступать в этом случае?

Ученик: Необходимо найти R-равнодействующую этих сил.

Учитель: Рассмотрим условия покоя и равномерного прямолинейного движения . Если тело находиться в покое, означает ли это, что на него не действуют другие тела? Приведите примеры.

Ученик: Книга лежит на парте, Она в покое относительно парты, потому что на неё действуют две силы: сила тяжести, и сила упругости стола. Равнодействующая этих сил равна нулю.

Учитель: Машина движется по дороге с постоянной скоростью 60 км/ч. Равнодействующая всех сил равна нулю?

Ученик: На машину действует сила тяги мотора и сила трения колёс о дорогу. Но так как машина не стоит на месте, а движется, то сила тяги – больше.

Учитель: Если машина движется равномерно, не меняя скорости и направления, этот ответ является ошибочным. Позже мы к этому вернёмся и всё разберём. Прошу прокатить металлический шарик по стеклу и ответить на мои вопросы. У него нет мотора, а почему он так долго движется?

Ученик: Шарик по гладкому стеклу движется по инерции.

Учитель: Дайте определение физическому понятию – инерция.

Ученик: Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют инерцией.

Учитель: Мы будем изучать законы Ньютона. Они относятся к разделу механики – «Динамика»

Ньютон объяснял движение тел в зависимости от действия на тело различных сил. Его труд имел название «Математические начала натуральной философии». Ньютон один из первых использовал формулы для объяснения движения тел.

Первый закон Ньютона называют «Законом инерции».

(Запись на доске или использование мультипроектора – Рисунок 1)

I закон Ньютона.

F=0, R=0  —> V=0 или V=const, (a=0)

Существуют такие системы отсчета (инерциальные системы отсчёта), относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или равнодействующая всех сил равна нулю.

Инерциальная система отсчёта – система отсчёта, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная действию других тел, движется равномерно и прямолинейно (по инерции).

Предлагаю прочитать текст в начале §10 .В нём рассказывается о теории Галилео Галилея и Аристотеля на характер движения тела при отсутствии внешнего воздействия на него.

Учитель: Как называется физическая величина, которая характеризует изменение скорости?

Ученик: Ускорением тела при его равноускоренном движении называется величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло. Ускорение обозначается буквой a, единица измерения – м/с2, является векторной величиной.

Учитель: Дайте определение физическому понятию – инертность тела. Сравните тела с разной инертностью.

Ученик: Инертность тел – свойство, присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению их скорости (как по модулю, так и по направлению).

Большой книжный шкаф обладает большей инертностью, чем детский стул. Этот шкаф сдвинуть с места и привести в движение труднее.

Учитель: Какая физическая величина является мерой инертности?

Ученик: Масса – мера инертности тела. Масса обозначается буквой – m, единица измерения – кг, является скалярной величиной.

Учитель: Приведите примеры, когда тела имеющие разную массу по-разному сохраняют свою скорость.

Ученик: Перед красным светом светофора тормозной путь грузовика больше, чем у легковой машины, если начальные скорости у них были одинаковые. Чем больше масса машины, тем медленнее она меняет свою скорость.

Учитель: Вспомним пример, когда машина двигалась с постоянной скоростью 60 км/ч по дороге. Этот случай объясняется первым законом Ньютона. При каком условии скорость тела бывает постоянной?

Ученик: Скорость тела постоянна, если сумма всех сил, действующих на тело равна нулю. Следовательно: сила тяги мотора машины равна силе трения колёс о дорогу.

Учитель: Назовите силы в природе, с которыми познакомились в 7 классе.

Ученик: Это – сила тяжести, сила упругости и сила трения.

Учитель: Дайте определение силы тяжести (Рисунок 2)

Ученик: Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Сила тяжести обозначается буквой F с индексом Fтяж. Это – векторная величина, вычисляется Fтяж= mg, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры её проявления

Ученик: Выпустим из рук камень, он упадет на землю. То же самое происходит с любым другим телом.

Учитель: Какие особенности действия силы тяжести вы знаете?

Ученик: Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз к поверхности Земли. Человечество не научилось преодолевать эту силу. Она действует на все тела на Земле.

Учитель: Дайте определение силы упругости (Рисунок 3)

Ученик: Сила, возникающая в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости.  Сила упругости обозначается буквой F с индексом Fупр. Это векторная величина, вычисляется Fупр = kX, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры проявления силы упругости

Ученик:

• Когда мы стремимся порвать нить, мы ощущаем её сопротивление. Это проявление силы упругости нити.
• Когда спортсмены прыгают на батуте, они используют упругие свойства этого спортивного снаряда.

Учитель: Дайте определение силы трения. (Рисунок 4)

Ученик: Сила трения возникает на поверхности соприкосновения прижатых друг к другу тел при относительном перемещении их и препятствует их взаимному перемещению. Силу трения обозначают буквой F с индексом Fтр. Это векторная величина, вычисляется Fтр = μN, измеряется в ньютонах. μ -коэффициент трения скольжения, N-сила давления на поверхность.

Учитель: Приведите примеры проявления силы трения.

Ученик: Санки, скатившись с горы, постепенно останавливаются под действием силы трения санок о снег.

Учитель: Действие всех сил, которые мы с вами ранее изучали и сейчас повторили, мы должны будем учитывать при решении задач по динамике.

Учитель: Деревянный брусок лежит на горизонтальной поверхности стола. Назовите тела, с которыми он взаимодействует. Изобразите силы, действующие на брусок.

Ученик: На брусок действуют сила тяжести и сила упругости опоры (поверхности стола). Эти силы равны, но противоположно направлены.

Учитель: Маленький железный шарик подвешен на тонкой шелковой нити. С какими телами он взаимодействует? Изобразите силы, действующие на него.

Ученик: На шарик действуют сила тяжести и сила упругости нити. Эти силы равны, но противоположно направлены, поэтому шарик в равновесии.

Учитель: Что произойдет, если сила тяжести, действующая на шарик ,будет больше силы упругости нити?

Ученик: Шарик будет падать вертикально вниз под действием его силы тяжести с ускорением =g

Учитель: Предлагаю сделать небольшой эксперимент с предложенными приборами и телами. (Приложение 1 и Приложение 2)

Изучение движения тела под действием силы.

Оборудование: Лист с описанием эксперимента, деревянный брусок, грузы, нить, измерительная линейка, секундомер, динамометр.

Указания к работе.

1. Укажите пределы измерения приборов, цену их деления и погрешность измерения.
2. Создайте соединение предметов, имеющих возможность двигаться горизонтально и самостоятельно.
3. Сравните скорость движения этой системы при различных вариантах соединения приборов.
4. Сделайте рисунки полученной установки. Запишите ваши выводы из наблюдений.

Таблица

Дайте ответы на вопросы.

1. Какая существует зависимость скорости движения тела от его массы, если сила тяги является величиной постоянной? (Это зависимость прямо пропорциональная или обратная?)
2. Какая существует зависимость скорости движения тела от силы тяги, если масса является величиной постоянной? (Это зависимость прямо пропорциональная или обратная?)

Выберите правильный вариант записи:

Vср~1/m; Vср~m ; Vср~1/F; Vср~F;

(Обычно всё заканчивается тем, что мальчики из двух брусков и двух круглых грузов делают машинку и продолжают с ней эксперимент.)

Ученик: Правильные выводы: скорость бруска – обратно пропорциональна его массе, скорость бруска – прямо пропорциональна силе действующей на него.

Учитель: Сегодня вы выполняли эксперимент, который поможет Вам лучше понять 2 закон Исаака Ньютона. Мы с этим законом познакомимся на следующем уроке более подробно.

Учитель: Предлагаю учащимся оценить свою работу и работу своих товарищей на этом уроке.

Домашнее задание: §10 (ответить на вопросы в конце §10), читать §11. Подготовить доклад об Исааке Ньютоне (по желанию).

Дополнительный материал для учащихся: Биография Ньютона (автор не указан) (Приложение 3).

Презентация “Законы Ньютона” 10 класс

• Основные понятия и законы динамики.

• «Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше».

«Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другие: но океан неизвестного лежит передо мной».

И.Ньютон

• На протяжении многих веков в науке господствовала точка зрения древнегреческого учёного Аристотеля. Согласно взглядам которого при отсутствии внешнего воздействия тело может только покоиться, а для того, чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, нужно, чтобы на него непрерывно действовало другое тело .

• Суть закона инерции впервые было изложена в книге итальянского учёного Галилео Галилея в начале 17 века.

а

v

Наждачная бумага

б

v

Обычный стол

в

v

Стекло

Сопротивление силы трения

На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости

На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости

Скорость любого тела изменяется только в результате его

взаимодействия с другими телами .

Инерция – явление сохранения скорости движения тела при отсутствии внешних воздействий.

Галилео Галилей (1564-1642

Если на тело не действуют силы или их действие компенсировано, то данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения .

Позволю напомнить, что компонент состоит из трех подкомпонентов, каждый из которых решает свой круг задач

Системы отсчета, относительно которых тела движутся с постоянной скоростью или покоятся при компенсации внешних воздействий на них, называются инерциальными.

Причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами.

Позволю напомнить, что компонент состоит из трех подкомпонентов, каждый из которых решает свой круг задач

• Первый закон Ньютона

Система отсчета называется инерциальной, если она покоится или движется равномерно и прямолинейно

Система отсчета, движущаяся с ускорением, является неинерциальной

F

у

m

Действие одного тела на другое называют силой.

F

т

F-действие земли – сила тяжести

т

– действие нити – сила упругости

F

у

F у

F т

Устраним действие нити

Мысленно устраним действие Земли

Представим теперь что этот шарик покоится в вагоне, движущийся равномерно и прямолинейно.

F у

m

F т

При этом на него действую те же тела Земля и нить, причем оба эти действия уравновешиваются. Однако относительно Земли шарик не находится в покое , он движется равномерно и прямолинейно.

Тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно, если другие тела на него не действуют или их действия уравновешены (скомпенсированы).

С точки зрения современных представлений первый закон Ньютона формулируется так:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной , если на них не действую другие тела.

• Что изучает динамика?
• Какое движение называется движением по инерции?
• Какую систему отсчета называют инерциальной?
• Сформулируйте первый закон Ньютона.

• Причиной возникновения ускорения является действие на это тело других тел с некоторой силой.

• Действия тел друг на друга

• Отсутствие взаимодействия

Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную  массу тела  и  силу.

Позволю напомнить, что компонент состоит из трех подкомпонентов, каждый из которых решает свой круг задач

• При изучении взаимодействия двух тел часто действие одного тела на другое заменяют силой.
• Сила – физическая величина, которая характеризует меру такого взаимодействия.

• Сила тяжести
• Сила трения
• Сила упругости

Сила определяется:

• Направлением
• Модулем (значением)
• Точкой приложения

Рассмотрим силы действующие на сани (рисунок на доске).

– равнодействующая всех сил действующий на тело – это сила, которая действует на тело также, как несколько сил.

• Динамометр- прибор для измерения силы

• Под действием силы происходит изменение скорости тел

Масса  – это свойство тела, характеризующее его инертность.

При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.

Позволю напомнить, что компонент состоит из трех подкомпонентов, каждый из которых решает свой круг задач

Сила – мера взаимодействия тел.

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то ускорения этих тел обратно пропорциональны их массам.

F 1 = F 2

Позволю напомнить, что компонент состоит из трех подкомпонентов, каждый из которых решает свой круг задач

• Второй закон Ньютона

М

F 1

F 2

m

a 2

a 1

• Сила, приложенная к телу, является

причиной его ускорения.

• Одна и та же сила действует на тела

разной массы, сообщая им разные ускорения.

a/2

a

2m

m

M

M

• Второй закон Ньютона

Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

F = m*a

Позволю напомнить, что компонент состоит из трех подкомпонентов, каждый из которых решает свой круг задач

31

• Под действием постоянной силы тело движется …

• Если при неизменной массе тела увеличить силу в 2 раза, то ускорение … в … раз(а)
• Если силу увеличить в 3 раза, а массу … , то ускорение останется неизменным

увеличится

2

8

• Заполните пропуски

• Выводы по 2 закону:

• Закон справедлив для любых сил.
• Сила F является причиной и определяет ускорение а.
• Вектор ускорения сонаправлен с вектором силы.
• Если на тело действуют несколько сил, берется результирующая.
• Если результирующая сила равна нулю, то ускорение равно нулю, т.е. получаем 1 закон Ньютона.

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

Решение:

по II закону Ньютона

ma=N-P ma=N-mg

х

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 её постоянной. Масса поезда 1000 т.

Х

Решение:

по II закону Ньютона

Найти:

Fc – ?

Ответ:43 kН

Автомобиль массой 5 т движется по вогнутому мосту со скоростью 72 км/ч. Мост образует дугу радиусом 100 м. Найдите силу, с которой автомобиль давит на мост, проезжая его середину.

У

Дано: Решение:

m = 5000 кг по II закону Ньютона

V=72км/ч=20м/c ma=N-P ma=N-mg

R=100м

Найти:

P – ?

Ответ:70кН

Груз массой 0,5 кг за нить поднимают вертикально вверх с ускорением 1м/c2. Определите силу , действующую вертикально вверх.

Дано: Решение:

m=0,5 кг

a=1м/с2

Найти:

F-?

Ответ:5,5Н

х

Две силы F 1 = 4 H и F 2 = 3 Н приложены к одной точке тела. Угол

между векторами F 1 и F 2 равен 90 0 . Чему равен модуль равнодействующей этих сил?

→

F 2

F

→

F 1

А.1Н Б. 5Н В. 7Н Г.12Н

На рисунке представлен график зависимости силы F, действующей на тело, от времени t. Какой из участков графика соответствует равномерному движению?

А. 0-1

Б. 1-2

В. 2-3

Г. 3-4

Д. на графике такого участка нет.

На рисунке представлен график зависимости силы F, действующей на тело, от времени t, какой из участков графика соответствует равноускоренному движению?

А. 0-1

Б. 1- 2

В. 2- 3

Г. 3- 4

Д. 4- 5

Модуль скорости автомобиля массой 500 кг изменяется в соответствии с графиком, приведённым на рисунке. Определите модуль равнодействующей силы в момент времени t =4 c.

1) 0Н 2) 500Н 3) 1000Н 4) 2000Н

5. При столкновении двух тележек массами m 1 = 2 кг и m 2 = 8 кг первая получила ускорение, равное a 1 =4 м/с 2 . Определите модуль ускорения второй тележки.

А. 0,5 м/с 2 . Б. 1 м/с 2 . В. 4 м/с 2 . Г. 2 м/с 2 . Д. 1,5 м/с 2 .

F 1 = F 2

m 1 . a 1 = m 2 . A 2

a 2 =

Сила со стороны 2 динамометра действует на 1 динамометр

2

1

• Сила со стороны 1 динамометра действует на 2 динамометр

• Два мальчика действуют на один и тот же динамометр Силы компенсируют друг друга так как приложены к одному телу

F p =F 1 +F 2 =0

0

F 2

F 1

F 2

F 1

• Формулировка III закона Ньютона: Тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению. Силы не компенсируют друг друга так как приложены к разным телам

• Примеры проявления III закона Ньютона

1 . Возможность ходить по земле

m

F 1

F 2

2. Вылетание грязи из-под

колёс автомобиля

3. Разрушение дорожных

покрытий

M

• Силы появляются только парами.
• Всегда применяется при взаимодействии тел.
• Обе силы – одной природы.
• Силы не уравновешиваются, так как приложены к разным телам.
• Закон верен для любых сил.

• Особенности 3 закона Ньютона

• Какой закон иллюстрирует рисунок?

40

40

• Сравните силы F 1 и F 2

40

40

Исследовательская работа «Проверка второго закона Ньютона при движении тела по наклонной плоскости» Цели работы: установить соотношение точности величин равнодействующей силы, массы и ускорения.

• Рефлексия «Ракета»

Наша ракета знаний мчится по галактике «кинематика». Окружите ее звездами:

На уроке все было понятно, успел выполнить все задания, доволен работой в группе, урок в целом удался.

Большая часть нового материала понятна, справился почти со всеми заданиями, работа в группе прошла без особых проблем. Был непонятен 1-2 момента.

Осталось много непонятного,

с большинством заданий не справился, работой в группе не доволен. В целом урок не понравился.

40

ГДЗ по физике 9 класс дидактические материалы Марон Дрофа ответы и решения онлайн

Физика – это одна из древнейших наук, в основе которой лежит познание материи, ее свойств и движения. В девятом классе школьники более углубленно начинают изучать физические законы, которым подчиняются все природные явления. Наряду с регулярными теоретическими вопросами и практическими заданиями, которые даются для проработки дома, им предстоит выполнить и немалое количество проверочных работ. Они являются главным показателем того, как дети усвоили материал. Хорошо подготовиться к таким видам работ помогут гдз по физике дидактические материалы за 9 класс Марон, в которых разобраны тесты для самоконтроля, самостоятельные и контрольные работы, а также тренировочные задания в нескольких вариантах.

Для кого онлайн справочник станет надежным товарищем?

Регулярно используя для выполнения домашних заданий сборник с готовыми ответами к дидактическим материалам по физике для 9 класса автора Марон, школьники смогут сэкономить время и быстрее освоить предмет. Подробные пояснения к ответам, полноценные алгоритмы решения задач, готовые схемы и наглядные рисунки пригодятся не только для подготовки к предстоящим проверочным работам. Такой онлайн справочник подойдет и для:

• учеников 10 классов в начале учебного года, когда основной упор сделан на повторение ранее изученного материала;
• выпускников 11 классов, которым предстоит сдавать ЕЭГ по данному предмету. В таком случае самостоятельное выполнение тестов, контрольных и тренировочных заданий поможет лучше подготовиться к предстоящему испытанию;
• ребят, находящихся на домашней форме обучения, когда нужно дополнительно заниматься, чтобы лучше освоить весь материал и закрепить его максимально на практике;
• учителей-предметников, руководителей физико-математических факультативов и репетиторов в качестве вспомогательного материала для планирования уроков, проверочных работ и т. д.;
• для студентов различных учебных заведений, где есть данная дисциплина, но не совсем понятны какие-то задания по определенным темам. В сборнике найдутся ответы на все типы упражнений, которые помогут в дальнейшем справляться со сложными вопросами самостоятельно.

Ощутимая польза от применения пособий с готовыми ответами

Несомненно, это возможность просто списать готовое решение. Однако смысл использования онлайн пособия с ответами по физике к дидактическим материалам за 9 класс (автор Марон) в том, чтобы помочь пользователю разобраться с заданием, вникнуть в его суть и понять основной алгоритм действий. Применение такого сборника:

• дает возможность лучше подготовиться к предстоящим самостоятельным, контрольным и другим проверочным работам, как в виде тестов, так и в виде теоретических вопросов и практических заданий;
• позволяет сэкономить время на поиск нужной информации, если какие-то вопросы вызывают сомнения или ответ в задаче не так просто найти;
• развивает способность к самоанализу, ведь можно не просто подсмотреть ответ, а сначала самому решить задание, а уже потом сверить свое решение с тем, что подано на страницах пособия;
• экономит время на подготовку, тем самым позволяя уделить больше внимания и другим предметам.

В онлайн справочниках на еуроки ГДЗ содержатся только верные ответы, которые составлены учителями-предметниками. Это значит, что используя их, можно не переживать о хорошей оценке, которая будет подкреплена хорошей базой знаний ученика.

5: Законы движения Ньютона

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Авторы и авторство

Когда вы едете по мосту, вы ожидаете, что он останется стабильным. Вы также ожидаете, что ваш автомобиль будет ускоряться или замедляться в ответ на изменение дорожного движения.В обоих случаях вы имеете дело с силами. Силы на мосту уравновешены, поэтому он остается на месте. Напротив, сила, создаваемая двигателем вашего автомобиля, вызывает изменение движения. Исаак Ньютон открыл законы движения, описывающие эти ситуации. Силы влияют на каждый момент вашей жизни. Ваше тело удерживается на Земле силой и удерживается вместе силами заряженных частиц. Когда вы открываете дверь, идете по улице, поднимаете вилку или касаетесь лица ребенка, вы прикладываете силу. Если посмотреть глубже, атомы вашего тела удерживаются вместе электрическими силами, а ядро ​​атома, называемое ядром, удерживается вместе самой сильной силой, которую мы знаем, – сильной ядерной силой.

• 5.1: Прелюдия к законам движения Ньютона

• 5.2: Силы

  Динамика – это исследование того, как силы влияют на движение объектов, тогда как кинематика просто описывает способ движения объектов. Сила – это толчок или тяга, которые можно определить в терминах различных стандартов, и это вектор, который имеет как величину, так и направление. Внешние силы – это любые внешние силы, действующие на тело. Диаграмма свободного тела – это рисунок всех внешних сил, действующих на тело.Единица силы в системе СИ – ньютон (Н).

• 5.3: Первый закон Ньютона

  Согласно первому закону Ньютона (закон инерции) для любого изменения скорости (изменения величины или направления) должна быть причина. Инерция связана с массой объекта. Если скорость объекта относительно данной системы отсчета постоянна, тогда система отсчета инерциальна и действует первый закон Ньютона. Чистая сила, равная нулю, означает, что объект либо находится в состоянии покоя, либо движется с постоянной скоростью; то есть не ускоряется.

• 5.4: Второй закон Ньютона

  Второй закон движения Ньютона гласит, что чистая внешняя сила, действующая на объект с определенной массой, прямо пропорциональна ускорению объекта и в том же направлении. Второй закон Ньютона также может описывать чистую силу как мгновенную скорость изменения количества движения. Таким образом, чистая внешняя сила вызывает ненулевое ускорение.

• 5.5: Масса и Вес

  Следует проводить четкие различия между свободным падением и невесомостью, используя определение веса как силы, обусловленной гравитацией, действующей на объект определенной массы.Некоторая направленная вверх сила сопротивления воздуха действует на все падающие объекты на Земле, поэтому они никогда не могут действительно падать в свободном падении.

• 5.6: Третий закон Ньютона

  Третий закон движения Ньютона представляет собой базовую симметрию в природе, с испытываемой силой, равной по величине и противоположной по направлению действующей силе. Пары действие-реакция включают в себя пловца, отталкивающего стену, вертолеты, создающие подъемную силу, выталкивая воздух вниз, и осьминога, толкающего себя вперед, выбрасывая воду из своего тела.Выбор системы – важный аналитический шаг в понимании физики проблемы и ее решении.

• 5.7: Общие силы

  Когда объект опирается на неускоряющуюся горизонтальную поверхность, величина нормальной силы равна весу объекта. На наклонной плоскости вес объекта можно разделить на составляющие, которые действуют перпендикулярно и параллельно поверхности плоскости. Когда веревка поддерживает вес покоящегося объекта, натяжение веревки равно весу объекта.Сила, развиваемая пружиной, подчиняется закону Гука.

• 5.8: Рисование диаграмм свободного тела

  Диаграмма свободного тела – полезное средство описания и анализа всех сил, действующих на тело, для определения равновесия в соответствии с первым законом Ньютона или ускорения в соответствии со вторым законом Ньютона. закон. Чтобы нарисовать диаграмму свободного тела, нарисуйте интересующий объект, нарисуйте все силы, действующие на этот объект, и разложите все векторы сил на x- и y-компоненты.

• 5. E: Законы движения Ньютона (упражнения)

• 5.S: Законы движения Ньютона (резюме)

Эскиз: мост Золотые Ворота, одно из величайших произведений современной инженерии, было самый длинный подвесной мост в мире в год его открытия, 1937. На момент написания этой статьи он все еще входит в десятку самых длинных подвесных мостов. Что мы должны учитывать при проектировании и строительстве моста? Какие силы действуют на мост? Какие силы удерживают мост от падения? Как башни, кабели и земля взаимодействуют для поддержания устойчивости?

Авторы и авторство

• Samuel J.Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Как Ньютон основывался на идеях Галилея

предыдущий показатель следующий PDF

Как Ньютон основывался на идеях Галилея

Майкл Фаулер, физический факультет, U. Va.

Законы Ньютона

Теперь мы готовы перейти к законам движения Ньютона, который впервые представил полностью последовательный анализ движения, разъясняя, что движение в небесах можно понять в том же самом термины как движение обычных объектов здесь, на Земле.

Снова ускорение

Важнейший Второй закон, как мы увидим ниже, связывает ускорение тела с силой, действующей на тело. Чтобы понять, что в нем говорится, это необходимо, чтобы полностью понять, что подразумевается под ускорением, поэтому давайте кратко обзор.

Скорость – это то, насколько быстро что-то движется, поэтому полностью определяется положительное число и подходящие единицы, например, 55 миль в час или 10 метров в секунду.

Скорость , напротив, означает для ученого больше, чем скорость — это также включает спецификацию направления движение, поэтому миль в час к северо-западу – это скорость.Обычно ветер , скорость даются в прогнозе погоды, так как направление ветра влияет на будущее перепады температуры напрямую. Стандартный способ представления скорость в физике обозначена стрелкой, указывающей в соответствующем направлении, ее длина, представляющая скорость в подходящих единицах. Эти стрелки называются « векторов ».

(ВНИМАНИЕ: обратите внимание, что для движущегося объекта, такого как снаряд, и его положение в данный момент времени (по сравнению с тем, где оно началось) и его скорость в то время может быть представлена ​​векторами, поэтому вы должны понимать, что ваша стрелка представляет!)

Ускорение : как мы заявили, ускорение определяется как скорость изменения скорости .

Это , а не , определяемое как скорость изменения скорости. Тело может иметь ненулевое ускорение при движении с постоянной скоростью!

Ускоряющееся тело, не меняющее скорости

Рассмотрим пушку Ньютона на воображаемой высокой горе над атмосферой, который стреляет мячом с такой скоростью, что он кружит вокруг Земли с постоянной скоростью . Из конечно, его скорость постоянно меняется, потому что скорость включает направление.

Давайте посмотрим, как его скорость изменяется в течение одной секунды.(На самом деле, на диаграмме ниже мы преувеличиваем, насколько далеко он продвинется за один во-вторых, расстояние на самом деле будет одной пятитысячной расстояния вокруг круг, нарисовать невозможно.)

Здесь мы показываем пушечное ядро ​​(сильно увеличенное в размерах!) В двух точках в его орбита и векторы скорости в этих точках. Справа мы показываем снова два вектора скорости, но мы соединяем их концы так, чтобы мы могли видеть разница между ними – маленький пунктирный вектор.

Другими словами, маленький пунктирный вектор – это скорость, которую нужно добавить. к первой скорости, чтобы получить вторую скорость: это изменение скорости обойти эту часть орбиты.

Теперь, если мы подумаем о двух точках на орбите как о соответствующих положения пушечного ядра с интервалом в одну секунду, маленький пунктирный вектор будет представляют собой изменение скорости за одну секунду, и это – по определению – ускорение. Ускорение – это скорость изменения скорости, и это насколько изменяется скорость за одну секунду (для движений, которые меняются в разумных пределах плавно в течение одной секунды, что, безусловно, имеет место в данном случае.Найти скорость изменения скорости крыла мухи в какой-то момент, мы, очевидно, пришлось бы измерить его изменение скорости на более коротком интервале, может быть, тысячная секунды).

Итак, мы видим, что с нашим определением ускорения как скорости изменения скорость, которая является вектором, тело, движущееся с постоянной скоростью по окружности, равно все время ускоряется к центру, хотя никогда не приближается к нему. Если эта мысль доставляет вам дискомфорт, то это потому, что вы все еще думаете, что ускорение должно означать изменение скорости, а просто изменение направления не считается.

Поиск ускорения в круговом движении

Можно найти явное выражение для величины ускорение к центру (иногда называемое центростремительным ускорением ) для тела, движущегося по круговой траектории со скоростью v . Посмотрите еще раз на диаграмма выше, показывающая два значения скорости пушечного ядра за одну секунду отдельно. Как объяснено выше, величина a ускорения равна длина маленького пунктирного вектора справа, где две другие стороны этого длинного узкого треугольника имеют длину, равную скорости v пушечное ядро.Мы назовем это треугольником vav , потому что это длины его сторон. А как насчет угла между двумя длинными сторонами? Что это просто угол, на который вектор скорости поворачивает за одну секунду, поскольку пушечное ядро ​​движется по своей орбите. Теперь посмотрите на круговую диаграмму на слева показывает путь пушечного ядра. Отметьте позицию пушечного ядра на начало второго A , а в конце второго B , поэтому длина AB – это расстояние, на которое ядро ​​перемещается за одну секунду, то есть v .(Это правда, что часть пути AB немного изогнута, но мы можем игнорируйте этот крошечный эффект.) Назовите центр круга C . Нарисуйте треугольник ACB . (Читатель должен нарисуйте фигуру и нарисуйте эти треугольники!) Два длинных стороны AC и BC имеют длину, равную радиусу окружности орбита. Мы могли бы назвать этот длинный тонкий треугольник треугольником rvr , поскольку это длины его сторон.

Теперь важно понять, что треугольник vav и rvr треугольник похож на , потому что, поскольку вектор скорости всегда перпендикулярно радиусной линии от центра круга до точка, в которой ядро ​​находится на орбите, угол вектор скорости поворачивается за одну секунду – это то же самое, что и угол, на который поворачивает радиусная линия за одну секунду . Следовательно, два треугольника подобны, а их соответствующие стороны находятся в одинаковом соотношении, то есть a / v = v / r .Отсюда сразу следует, что величина ускорение a для объекта, движущегося с постоянной скоростью v по окружности радиуса r это v ² / r, направленное к центру круга.

Этот результат верен для всех круговых движений, даже тех, где движущиеся тело обходит большую часть круга за одну секунду. Чтобы установить его в В таком случае напомним, что ускорение – это скорость изменения скорости, и нам пришлось бы выбрать интервал времени меньший, чем одна секунда, чтобы тело не двигалось далеко по кругу за выбранное время.Если, например, мы посмотрел на два вектора скорости, разнесенных на одну сотую секунды, и они были довольно близко, тогда ускорение будет определяться вектором разности между ними умножить на сто , так как ускорение определяется как каким было бы изменение скорости за одну секунду, если бы она продолжала изменяться в эта ставка. (В ситуации кругового движения ускорение, конечно, равно все время меняется. Чтобы понять, почему иногда необходимо тратить немного времени интервалы, подумайте, что будет, если тело будет ехать по кругу полностью за одну секунду.Затем, если вы выберете два раза с интервалом в одну секунду, вы сделаете вывод, что скорость вообще не меняется, значит, нет ускорения.)

Ускоряющееся неподвижное тело

Ранее мы заявляли, что мяч, брошенный вертикально вверх, имеет постоянный вниз ускорение 10 метров в секунду каждую секунду, даже когда он находится на самом верху и совсем не движется. Ключевым моментом здесь является это ускорение – это скорость изменения скорости. Вы не можете сказать, какая ставка изменения чего-либо, если вы не знаете его ценность более чем один раз.Для Например, скорость на прямой дороге – это скорость изменения расстояния от некоторого заданного точка. Вы не можете получить штраф за превышение скорости только за то, что находитесь в определенной точке определенное время: полицейский должен доказать, что вскоре вы были в точке далеко от первой точки, скажем, в трех метрах после одной десятой второй. Это установило бы, что ваша скорость составляла тридцать метров в секунду, что является незаконным при скорости движения 55 миль в час. зона. Точно так же скорость есть скорость изменения положения, ускорение – это скорость изменения скорости.Таким образом, чтобы найти ускорение, вам нужно знать скорость в два разных момента времени. Шар брошенный вертикально вверх имеет нулевую скорость в верхней части своего пути, но то есть только в один момент времени. Через секунду это падает со скоростью десять метров в секунду. Одна миллионная секунды после достижения на вершине он падает со скоростью стотысячные метра в секунду. Оба этих фактов соответствуют ускорению вниз или скорости изменения скорость 10 метров в секунду в секунду .Было бы только ноль ускорение, если он оставался в покое наверху в течение некоторого конечного периода времени , так что вы могли сказать, что его скорость осталась прежней – нулевой -, скажем, тысячная доли секунды, и в течение этого периода скорость изменения скорости, ускорение, конечно, будет равно нулю. Отчасти проблема в том, что скорость очень мала вблизи вершины, а также то, что наши глаза имеют тенденцию фиксироваться на движущемся объекте, чтобы лучше его видеть, поэтому возникает иллюзия, что он останавливается и остается там, даже если ненадолго.

Анализ движения Галилео: два вида

Анализ движения снаряда Галилео основывался на двух концепциях:

1. Естественно ускоренное движение , описывающее вертикальное компонент движения, при котором тело набирает скорость с постоянной скоростью.

2. Естественное горизонтальное движение , которое представляет собой движение с постоянной скоростью по прямой , и происходит с шариком, катящимся по гладкому столу, например, когда силы трения от поверхности или воздуха можно игнорировать.

Ньютон объединяет их

 дельта  v   v   2  -  v   1 
  Ускорение  a  = ------- = ------- 
 t t 

 2 (пи) 6 12 (пи) 
 a = ----- r - = ------ r 
 T T T  2  

 Gm  o  m  p  (2pi)  2 
  F = ----- = m  p  r ------ 
 r  2  T  2