Силы в механике таблица 10 класс формулы – ЕГЭ по физике – легко!: Таблица сил

Содержание

Механика - Физика основные формулы

Формулы механики. Механика делится на три раздела: кинематику, динамику и статику. В разделе кинематика рассматриваются такие кинематические характеристики движения, как перемещение, скорость, ускорение. Здесь необходимо использовать аппарат дифференциального и интегрального исчисления.

В основе классической динамики лежат три закона Ньютона. Здесь необходимо обратить внимание на векторный характер действующих на тела сил, входящих в эти законы.

Динамика охватывает такие вопросы, как закон сохранения импульса, закон сохранения полной механической энергии, работа силы.

При изучении кинематики и динамики вращательного движения следует обратить внимание на связь между угловыми и линейными характеристиками. Здесь вводятся понятия момента силы, момента инерции, момента импульса и рассматривается закон сохранения момента импульса.

Таблица основных формул по механике

Физические законы, формулы, переменные Формулы механики
Скорость мгновенная:

где r — радиус-вектор материальной точки,

t — время;

— производная радиус-вектора материальной точки по времени.
Модуль вектора скорости:

где s — расстояние вдоль траектории движения (путь)

Скорость средняя (модуль):

Ускорение мгновенное:
Модуль вектора ускорения при прямолинейном движении:
Ускорение при криволинейном движении:

1) нормальное

где R — радиус кривизны траектории,

2) тангенциальное

3) полное (вектор)

4) (модуль)

Скорость и путь при движении:

1) равномерном

2) равнопеременном

V0- начальная скорость;

а > 0 при равноускоренном движении;

а < 0 при равнозамедленном движении.

1)
2)
Угловая скорость:

где φ — угловое перемещение.

Угловое ускорение:
Связь между линейными и угловыми величинами:
Импульс материальной точки:

где m — масса материальной точки.

Основное уравнение динамики поступательного движения (II закон Ньютона):

где F — результирующая сила,

Формулы сил:

тяжестиP

где g — ускорение свободного падения

трения Fтр

где μ — коэффициент трения,

N — сила нормального давления,

упругости Fупр

где k — коэффициент упругости (жесткости),

Δх — деформация (изменение длины тела).

Закон сохранения импульса для замкнутой системы, состоящей из двух тел:

где — скорости тел до взаимодействия;

— скорости тел после взаимодействия.

Потенциальная энергия тела:

1) поднятого над Землей на высоту h

2) упругодеформированного

1)
2)
Кинетическая энергия поступательного движения:
Работа постоянной силы:

где α — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Полная механическая энергия:
Закон сохранения энергии:

силы консервативны

силы неконсервативны

где W1 — энергия системы тел в начальном состоянии;

W2 — энергия системы тел в конечном состоянии.

Момент инерции тел массой m относительно оси, проходящей через центр инерции (центр масс):

1) тонкостенного цилиндра (обруча)

где R — радиус,

2) сплошного цилиндра (диска)

3) шара

4) стержня длиной l, если ось вращения перпендикулярна стержню и проходит через его середину

Момент инерции тела относительно произвольной оси (теорема Штейнера):

где — момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс, d — расстояние между осями.

Момент силы(модуль):

где l — плечо силы.

Основное уравнение динамики вращательного движения:

где — угловое ускорение,

— результирующий момент сил.

Момент импульса:

1) материальной точки относительно неподвижной точки

где r — плечо импульса,

2) твердого тела относительно неподвижной оси вращения

1)
2)
Закон сохранения момента импульса:

где L1 — момент импульса системы в начальном состоянии,

L2 — момент импульса системы в конечном состоянии.

Кинетическая энергия вращательного движения:
Работа при вращательном движении

где Δφ — изменение угла поворота.

tablici.info

Основные типы сил в механике. Видеоурок. Физика 10 Класс

Законы Ньютона позволяют решить основную задачу механики, если известны все силы, действующие на тело. Зная эти силы, можно найти ускорение тела в любой момент времени, а зная ускорение, можно рассчитать скорость тела в любой точке траектории, зная скорость, можно определить положение тела в любой момент времени. Можно решить и обратную задачу, то есть, если нам известны координаты тела в любой момент времени, мы можем найти равнодействующую всех сил, действующих на тело. Но как же нам найти сами силы, действующие на тело? Этой теме и будет посвящен сегодняшний урок

При рассмотрении механических задач большинство сил, действующих на тела, можно отнести к трем основным разновидностям:

- сила всемирного тяготения;

- сила трения;

- сила упругости.

Рассмотрим падение некоего тела с высоты без начальной скорости (Рис. 1).

Падение тела с высоты без начальной скорости

Рис. 1. Падение тела с высоты без начальной скорости (Источник)

Все окружающие нас тела притягиваются к Земле, это обусловлено действием сил всемирного тяготения. Если мы будем пренебрегать сопротивлением воздуха, то мы уже знаем, что все тела падают на Землю с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения.

Тело, подвешенное на пружине динамометра (рис. 2):

Тело, подвешенное на пружине динамометра

Рис. 2. Тело, подвешенное на пружине динамометра (Источник)

Как и всякий предмет, тело, подвешенное на пружине, стремится упасть вниз из-за притяжения Земли, но, когда пружина растянется до некоторой длины, тело останавливается, то есть приходит в состояние механического равновесия. Мы уже знаем, что механическое равновесие наступает, когда сумма сил, действующих на тело, равна нулю. Это означает, что сила тяжести, действующая на груз, должна уравновеситься с некоторой силой, действующей со стороны пружины. Эта сила, направленная против силы тяжести и действующая со стороны пружины, называется силой упругости.

Движение тела по шероховатой поверхности с некоторой начальной скоростью (Рис. 3):

Движение тела по шероховатой поверхности с некоторой начальной скоростью

Рис. 3. Движение тела по шероховатой поверхности с некоторой начальной скоростью (Источник)

Пройдя некоторое расстояние, тело останавливается, скорость тела уменьшается от начального значения до нуля, то есть ускорение тела – величина отрицательная. Следовательно, на тело со стороны поверхности действует сила, которая стремится остановить это тело, то есть действует против его скорости. Эта сила называется силой трения.  

Рассмотрим более подробно силу упругости.

Любое твердое тело оказывает противодействие попыткам изменить его размеры или форму. Изменение размеров или формы твердого тела называется деформацией. Существует пять основных видов деформации:

  1. Растяжение
  2. Сжатие
  3. Кручение
  4. Изгиб
  5. Сдвиг                                                                                               

Любые деформации, величина которых мала по сравнению с размерами тела, вызывают внутри этого тела появлению сил упругости, которые стремятся вернуть это тело в изначальное положение. Нас интересуют деформации растяжение и сжатие, поскольку остальные виды деформаций физически совершенно аналогичны, а их математическое описание гораздо более сложно.

Сила упругости подчиняется закону, который был открыт экспериментально английским ученым Робертом Гуком в 1660 году (рис. 4).

Эксперимент Роберта Гука

Рис. 4. Эксперимент Роберта Гука (Источник)

Твердый стержень подвергался деформации растяжения, при этом измерялась сила упругости, возникающая в стержне. Для количественного описания деформации стержня используется величина – удлинение, то есть разность между длиной стержня в растянутом и не растянутом состоянии. Оказалось, что при малых деформациях величина силы упругости прямо пропорциональна удлинению. Направление силы упругости противоположно перемещению противоположного конца стержня, коэффициент упругости или коэффициент жесткости зависит от размеров стержня и материала, из которого он изготовлен.

Проверим роль этого коэффициента на опыте.

К трем различным пружинам подвесим груз одинакового веса в 1 ньютон (Рис. 5). Мы увидим, что три пружины растянутся на разную величину. Естественно, что пружина, у которой жесткость наибольшая, растянется на наименьшую величину и пружина, жесткость у которой наименьшая, будет растянута больше всего. Величина удлинения является положительной при растяжении стержня и отрицательной при сжатии.

Опыт с пружинами (

Рис. 5. Опыт с пружинами (Источник) 

Формула Fупр = - kx представляет математическую запись закона Гука, знак минус в формуле отражает тот факт, что сила упругости противоположна перемещению свободного конца стрежня. Закон Гука гласит:

Сила упругости, возникающая в стержне при его малой деформации, прямо пропорциональна величине его удлинения и направлена в сторону, противоположную перемещению свободного конца стержня.

Что же служит причиной возникновения сил упругости? Как мы помним, все вещества состоят из молекул, между которыми действуют силы притяжения и отталкивания. Причем силы притяжения начинают играть заметную роль, когда расстояние между двумя молекулами превышает некоторое равновесное значение, а силы отталкивания начинают играть заметную роль, когда это расстояние меньше равновесного значения (рис. 6).             Взаимодействие сил притяжения и отталкивания

Рис. 6. Взаимодействие сил притяжения и отталкивания (Источник)

Растяжение стержня как раз и означает увеличение расстояния между молекулами, сжатие же стержня означает уменьшение этих расстояний. Таким образом, мы можем сделать вывод, что сила упругости является следствием наличия межмолекулярного взаимодействия. На малых расстояниях молекулы отталкиваются, на больших расстояниях притягиваются.

Разберем два примера, которые помогут нам в решении задач.

1. Если груз с некоторой массой положить на горизонтальную поверхность, то этот груз  начнет оказывать на поверхность давление, силу этого давления называют весом груза (рис. 7).

Пример задачи на силу реакции опоры

Рис. 7. Пример задачи на силу реакции опоры (Источник)

Под действием этой силы давления опора начнет деформироваться, если говорить о виде деформации, то это будет деформация сжатия. В результате этой деформации внутри опоры возникнут силы упругости, которые будут стремиться уменьшить эту деформацию. Эти силы будут направлены против силы давления груза, Эту силу упругости, которая возникает в опоре при давлении на нее груза, называют силой реакции опоры. Абсолютно такая же сила реакции возникает, если груз давит на не горизонтальную опору.  

2. Подвес подвергается деформации растяжения (рис. 8).

Пример на силу реакции подвеса

Рис. 8. Пример на силу реакции подвеса (Источник)

Силу упругости, возникающую в подвесе, называют силой реакции подвеса, иногда силой натяжения. Важно знать особенность сил упругости, которая возникает при контакте двух макроскопических тел: в этом случае сила упругости всегда будет перпендикулярна поверхности соприкосновения. Если же речь идет о тонких телах, то есть стержни, шнуры, то в них сила упругости будет всегда направлена вдоль осей этих тел.

Нельзя обойти вниманием одно из простых, но важных применений силы упругости, а именно измерении сил в механике. Прибор для измерения силы называется динамометром. Самый простой динамометр изображен на Рис. 9. Если к свободному концу пружины приложить некоторую силу, то пружина подвергается деформации растяжения. Если к каждому значению удлинения пружины подставить значение силы в ньютонах, то мы можем проградуировать этот прибор. После этого мы получим полноценный прибор для измерения сил. Этот прибор характерен тем, что силы будут измеряться, если груз подвесить к пружине. Существует и другая разновидность динамометра, которая может измерять силы не только при подвешивании, но и при закреплении его сверху (Рис. 9).                       

Динамометр демонстрационный

Рис. 9. Динамометр демонстрационный (Источник)

Рассмотрим задачу о движении тела под действием силы упругости в случае отсутствия других сил, скорость движения тела и сила упругости направлены вдоль одной и той же прямой (рис. 10).

Задача 1

Рис. 10. Задача 1 (Источник)

Моделью такой задачи может служить тело, лежащее на гладкой горизонтальной поверхности и прикрепленное к пружине. Гладкость поверхности нам необходима, чтобы пренебречь трением между поверхностью и телом. Предположим, что в некоторый начальный момент времени мы оттянули тело на некоторое расстояние от первоначального положения тела и отпустили.

В соответствии со вторым законом Ньютона тело движется так, что его ускорение равно отношению равнодействующей всех сил, действующих на тело, к его массе. При этом нет необходимости рассматривать вертикально направленные силы, поскольку они взаимно скомпенсированы и проекция ускорения на вертикальное направление равна нулю. Следовательно, необходимо рассмотреть лишь горизонтальные силы и проекцию ускорения. В горизонтальном направлении действует лишь сила упругости, поэтому уравнение движения будет выглядеть таким образом: масса тела, умноженная на проекцию горизонтального ускорения, будет равна -kx, где -kx и есть сила упругости Fупр, действующая со стороны пружины.

Решив это уравнение, мы могли бы полностью описать движение тела, но процесс решения был бы затруднителен из-за того, что, как мы видим из уравнения, ускорение прямо пропорционально удлинению пружины. Удлинение постоянно меняется с течением времени, следовательно, и ускорение так же будет меняться со временем. В этой задаче мы сталкиваемся с новым типом движения, в котором ускорение не постоянно. Пока теоретически мы его изучить не можем, изучим его на опыте – при проведении эксперимента можно обнаружить, что движение тела носит периодический характер, то есть оно двигается вправо и влево, постоянно повторяя свое движение. Такое движение в механике называют колебательным, и в последующих уроках мы изучим его более подробно.

На рисунке 11 представлен график зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины. Какова жесткость пружины?

Приведены четыре варианта ответа:

1. 750 Н/м;  2. 75 Н/м; 3. 0,13 Н/м; 4. 15 Н/м.

interneturok.ru

Формулы «Механика» — Репетитор физики, математики

1. Прямолинейное равномерное движение

Скорость [м/с] (проекция)                          

Перемещение [м] (проекция)                      

Уравнение координаты (ур. движения)        

2. Прямолинейное равноускоренное движение

Ускорение [м/с2] (проекция)                        

Мгновенная скорость (проекция)                  

Уравнение координаты (ур. движения)        

Перемещение  (проекция)                            

                                                                   

                                                                   

Средняя скорость                                        

Средняя скорость
равноускоренного движения                        

3. Движение под углом к горизонту

Проекция нач. скорости на ось X                  

Уравнение координаты X                              

Проекция нач. скорости на ось Y                  

Проекция скорости на ось Y                         

 Проекция перемещения на ось Y                 

                                                                                       

                                                                   

4. Относительное движение

 Закон сложения скоростей                           

Скорость одного тела относительно другого
при движении тел в одном направлении         

Скорость одного тела относительно другого
при движении тел в противоположных направлениях   

5. Движение по окружности

Центростремительное ускорение                  

Период вращения [с]                                    

Частота вращения [Гц]                                

Скорость точек, движущихся по окружности  

                                                                   

Угловая скорость
(циклическая частота) [рад/с]                      

6. Динамика

Вектор равнодействующей силы                   

Сила упругости (з-н Гука)                            

Гравитационная сила
(з-н всемирного тяготения)                           

Ускорение свободного падения                     

Сила тяжести                                                

Первая космическая скорость                       

Вес тела при движении без ускорения          

Вес тела при ускорении, напр. вверх            

Коэффициент перегрузки                              

Вес тела при ускорении, напр. вниз              

Коэффициент уменьшения веса                    

Сила трения покоя                                       

Сила трения покоя максимальная                 

Сила трения скольжения                              

7. Статика

Момент силы [Н·м]                                     

Правило моментов                                       

8. Импульс

Импульс тела [кг·м/с]                                   

Изменение импульса                                    

2-й закон Ньютона в импульсной форме        

Закон сохранения импульса                          

9. Энергия

Кинетическая энергия
поступательного движения [Дж]                   

Потенциальная энергия
гравитационного поля Земли [Дж]                 

Потенциальная энергия
упругой деформации [Дж]                             

Закон сохранения механической энергии
при отсутствии трения                                  

Полная механическая энергия                       

Закон сохранения механической энергии
при наличии трения                                      

Количество теплоты, выделяющееся
за счет работы силы трения (сопротивления) 

10. Механическая работа, мощность

Механическая работа в общем случае [Дж]   

Мех. работа если векторы силы и
перемещения сонаправлены                         

Мех. работа если векторы силы и
перемещения противоположно направлены  

Мех. работа если векторы силы и
перемещения перпендикулярны                    

Работа консервативных сил
(гравитационной, упругой, электростатической)
через потенциальную энергию                      

Работа консервативных сил через
кинетическую энергию                                  

Коэффициент полезного действия
(КПД) механизма                                          

Мощность  [Вт]                                             

11. Гидростатика

Плотность   [кг/м3]                                       

Давление [Па]                                              

Давление жидкости на глубине                     

Архимедова сила (выталкивающая сила)       

Правило гидравлического пресса                  

mileta.su

Урок физики по теме "Виды взаимодействий, сил в механике и их характеристика". 10-й класс

Формирование проблемной ситуации 1. Какие вы можете назвать силы проявляющиеся в этом примере?

2. А кто пересчитает мне все силы проявляющиеся при этих взаимодействиях? Сколько их?

3. Назовите все виды сил которые существуют в механике!

Учитель тем самым подводит учащихся к тому, что взаимодействия бывают разными, но их объединяет одна и та же природа проявления.

Заслушиваются разные варианты ответа: выделяется взаимосвязь между телами и проявлением того или иного вида сил: т.е. силы упругости, силы сопротивления движению (силы трения), силы тяжести и веса тела. Учащиеся приходят к выводу что трудно просчитать все силы, проявляющиеся при этих взаимодействиях. Учащиеся делают вывод, что сколько тел столько и сил, так какколичественной характеристикой взаимодействия тел является сила. При этом понимая, что легче выделить ту или иную группу сил, имеющих общую природу. Этап систематизации знаний по теме

(15 мин)

Вводная беседа учителя о проявлении сил в природе: гравитационных, электромагнитных, ядерных(сильных) и слабых взаимодействий.

Учитель демонстрирует примеры взаимодействия тел каждого вида , кратко рассказывает и обосновывает их природу.

Гравитационные силы действуют между всеми телами – все тела притягиваются друг к другу. Но это притяжение существенно лишь тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих сил так же велико, как Земля или луна.

Электромагнитные силы действуют между заряженными частицами. В атомах, молекулах, живых организмах именно они являются главными

Область ядерных сил очень ограничена. Они заметны только внутри атомных ядер(т.е. на расстоянии 10 -12 см.)

Слабые взаимодействия проявляются на ещё меньших расстояниях. Они вызывают превращение элементарных частиц друг в друга

Ставится цель урока:

Представить характеристику F(силы):1.Силы тяжести. 2. Веса тела.

3. Силы упругости.

4. Силы трения.

Для достижения поставленной цели урока использую один из эффективных приемов систематизации знаний - это планы обобщенного характера, использование которых в обучении приводит к сформированности системных и метапредметных знаний.

Учащиеся на уроке самостоятельно прорабатывают параграф учебника и УМК, выделяют элементы знаний для характеристики данного физического понятия, пользуясь обобщенными планами изучения.

Учитель организует беседу с коллективным обсуждением характеристики с учетом

дополнений, а также корректирует и дополняет ответы учащихся

Что надо знать о величинах

1.Какое явление или свойство тел (веществ), процесс характеризует данная величина.

2. Определение физической величины.

3. Обозначение.

4. Определительная формула (для производной

величины – формула, выражающая связь данной величины с другими).

5. Какая эта величина – скалярная или векторная.

6. Единица измерения величины в СИ.

7. Способы измерения величины.

8. Разновидности величин (например, сила тяжести,

сила упругости, сила электростатического взаимодействия и т.п.).

Главный вывод:

Разумная постановка образовательных целей предоставляет ученику возможность самому выбирать ту глубину изучения темы, которая его устраивает, обеспечивая индивидуализацию обучения и гарантированный минимум знаний по теме у всех и более глубокие у тех, кто в этом заинтересован

Ученики записывают в тетрадях информацию о классификации всех сил проявления в природе на 4 группы:

а) гравитационной,

б) электромагнитной,

в) сильного взаимодействия,

г) слабого взаимодействия.

Проанализировав полученные разные варианты делают вывод:

Все силы в механике делятся на два вида:(гравитационной иэлектромагнитной природы)

Весь класс разбивается на 4 группы по 6 человек.

У всех на столах раскрыты УМК “Основы механики” на опорном конспекте:

  • 1 группа Сила тяжести.
  • 2 группа Вес тела.
  • 3 группа Сила упругости
  • 4 группа Сила трения

Задание всем учащимся: Применяя план изучения Физической величины дать характеристику

  • 1 группеСилы тяжести”,
  • 2 группе “ Веса тела”
  • 3 группе “ Силы упругости”
  • 4 группе “ Силы трения”

(5 мин)

План изучения физической величины:

1. Определение физической величины.

2 . Математическая запись формулы нахождения физической величины с пояснением величин , входящих в нее.

3. Введение основной единицы измерения физической величины.

4. Прибор для измерения физической величины.

Учащиеся используют дополнительно текст учебника “Физика 10 класс” под редакцией

Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, Н. Н. Сотского.

  • 1 группе параграф 33,
  • 2 группе параграф 33,
  • 3 группе параграф 34-35,
  • 4 группе параграф 36-37

и составляют характеристику соответствующей силы.

Затем по желанию учащиеся презентируют свои записи на доске и озвучивают их.

Обобщение знаний материала

(15 мин)

Задача: обобщить полученные учащимися знания, умения и навыки. В качестве обобщения материала предлагается заполнить таблицу.

Смотреть приложение

Вид силы Действие, которое описывает сила Природа Формула закона для силы
       
       
       

В итоге изучения темы учащиеся должны уметь выделять конкретные взаимодействия тел, определять их природу, характеризовать их физическими величинами и законами. Приводить примеры явлений, обусловленных изучаемыми взаимодействиями

Учащиеся, заранее подготовившие презентацию по теме урока о любой из сил дополняют ответ представляя свою презентацию на обсуждение.

Предлагается вместе с учителем заполнить таблицу

Этап информирования обучающихся о домашнем задании

(2 мин)

Дается домашнее задание, учитель комментирует его.

Д/З:

1 уровень: п.33-37, стр.102-103 знать краткие итоги;

2 уровень: задача № 2, из упр.№7.

3 уровень: заполнить таблицу (смотреть №2 из приложений к уроку).

Всему классу подготовиться к решению задач по теме “Силы в механике”, и выучить все формулы(смотреть №4из приложений к уроку

“Основные формулы по теме”).

Домашнее задание записывается в дневник.

3 уровень: заполнить таблицу Силы в механике

  Fтяж Fупр Fтр
Природа взаимодействия      
Графическая иллюстрация      
Зависимость силы от массы взаимодействующих тел      
Направление вектора силы      
Сохранение значения силы при переходе их одной инерциальной системы отсчета в другую      
Зависимость силы от расстояния или относительной скорости      
Условие применимости формулы      

urok.1sept.ru

Силы в механике. Видеоурок. Физика 11 Класс

Задачи ЕГЭ типа C проверяются экспертами, которые уделяют большое внимание правильности обозначения сил на чертеже. На данном уроке мы обсудим, какие существуют силы в механике, как правильно их обозначать в чертеже задачи. В конце урока решим несколько типовых задач из сборника для подготовки к единому государственному экзамену

Силы, действующие на тело

Рис. 1. Силы, действующие на тело

1. Сила притяжения тела к ЗемлеСилы, действующие на тело. Направлена вертикально вниз, приложена к центру масс (см. Рис. 1).

2. Сила нормальной реакции опорыСилы, действующие на тело. Направлена перпендикулярно плоскости опоры или тела в точке контакта – в точке пересечения Силы, действующие на тело с поверхностью опоры (см. Рис. 1).

Проводить на чертеже эту силу из центра масс (т. C) допустимо только в том случае, если в условии задачи сказано, что тело можно принять за материальную точку.

3. Сила тренияСилы, действующие на тело. Пропорциональна силе реакции опоры и перпендикулярна ей (см. Рис. 1).

Силы, действующие на тело,

где Силы, действующие на тело – коэффициент трения.

Силы, действующие на тело 

Сила трения направлена по касательной к поверхности против движения.

4. Обобщенная сила реакции опорыСилы, действующие на тело.

Силы, действующие на тело 

Силы, действующие на тело 

На чертеже необходимо проследить за тем, чтобы при векторном сложении Силы, действующие на тело результирующая (Силы, действующие на тело) проходила через центр масс (т. C) (см. Рис. 1).

5. Сила упругости Силы, действующие на тело

Силы, действующие на тело – сила упругости в проекции на ось X направлена противоположно растяжению (x) и прямо пропорциональна ему. Силы, действующие на тело – коэффициент упругости (коэффициент жесткости, или жесткость пружины).

6. Сила сопротивленияСилы, действующие на тело. Направлена противоположно скорости.

Силы, действующие на тело 

Силы, действующие на тело,

где Силы, действующие на тело – коэффициент сопротивления.

Сила сопротивления зависит от величины скорости и приложена к центру масс тела.

Например, парашютист выполняет затяжной прыжок (см. Рис. 2). Выпрыгивая из самолета, он некоторое время летит с ускорением. То есть сначала скорость увеличивается, а затем принимает постоянное значение. Это объясняется тем, что сила сопротивления растет с увеличением скорости и в какой-то момент приобретает значение, равное силе тяжести. И сила тяжести больше не может вызвать ускорение.

Силы, действующие на парашютиста

Рис. 2. Силы, действующие на парашютиста

7. Сила инерцииСилы, действующие на парашютиста

Силы, действующие на парашютиста,

гдеСилы, действующие на парашютиста – ускорение системы отсчета.

Например, если автобус движется вперед с ускорением относительно Земли, то в системе отсчета, связанной с автобусом, на человека будет действовать сила инерции (см. рис.3), которая отталкивает его назад. Эта сила направлена противоположно ускорению.

Сила инерции, действующая на человека в автобусе

Рис. 3. Сила инерции, действующая на человека в автобусе

8. Сила тяжестиСила инерции, действующая на человека в автобусе

Сила инерции, действующая на человека в автобусе 

9. Вес телаСила инерции, действующая на человека в автобусе

Сила инерции, действующая на человека в автобусе 

Вес тела – это сила, из-за которой под действием силы тяжести (Сила инерции, действующая на человека в автобусе) тело давит на опору или растягивает подвес. Вес приложен к опоре или к нити (к подвесу). Численно вес тела равен силе тяжести, рассмотренной в пункте 8.

Автомобиль трогается с места и движется с ускорением Сила инерции, действующая на человека в автобусе. Чему равен вес водителя, если его масса – Сила инерции, действующая на человека в автобусе?

Дано: Сила инерции, действующая на человека в автобусе; Сила инерции, действующая на человека в автобусе

Найти: P

Решение

К центру масс водителя приложена сила тяжести (Сила инерции, действующая на человека в автобусе), которая образована двумя силами: силой гравитационного притяжения (Силы, действующие на тело) и силой инерции (Силы, действующие на парашютиста). Сила тяжести вызывает действие на сиденье силы Сила инерции, действующая на человека в автобусе – это вес тела. Вес тела, согласно третьему закону Ньютона, вызывает силу реакции опоры (Силы, действующие на тело) (см. Рис. 4).

Иллюстрация к задаче

Рис. 4. Иллюстрация к задаче

Иллюстрация к задаче 

В формуле присутствует разность векторов, направленных перпендикулярно друг другу. Модуль результирующего вектора найдем по теореме Пифагора:

Иллюстрация к задаче 

Автомобиль массой 1,2 т движется равномерно по горизонтальной дороге при коэффициенте сопротивления 0,05. Найти силу тяги двигателя. Варианты ответа: 1. 600 Н; 2. 1200 Н; 3. 3 кН; 4. 12 кН

Дано: Иллюстрация к задаче; Иллюстрация к задаче

Найти: Иллюстрация к задаче (см. Рис. 5)

Решение

Иллюстрация к задаче

Рис. 5. Иллюстрация к задаче

При равномерном движении силы должны быть уравновешены, следовательно:

Иллюстрация к задаче 

Иллюстрация к задаче 

Ответ: 1. 600 Н.

Под действием груза массой 1 кг пружина растягивается на 2 см. Найти коэффициент упругости пружины. Варианты ответа: 1. Иллюстрация к задаче; 2. Иллюстрация к задаче; 3. Иллюстрация к задаче; 4. Иллюстрация к задаче.

Дано: Иллюстрация к задаче; Иллюстрация к задаче

Найти: k

Решение

Сила притяжения к Земле растягивает пружину вниз, а сила упругости направлена вверх (см. Рис. 6).

Иллюстрация к задаче

Рис. 6. Иллюстрация к задаче

Сила упругости равна по величине силе притяжения к Земле:

Иллюстрация к задаче 

Иллюстрация к задаче 

Ответ: 4. Иллюстрация к задаче.

 

Список литературы

  1. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. Физика 10. – М.: Просвещение, 2008.
  2. А.П. Рымкевич. Физика. Задачник 10–11. – М.: Дрофа, 2006.
  3. О.Я. Савченко. Задачи по физике. – М.: Наука, 1988.
  4. А.В. Перышкин, В.В. Крауклис. Курс физики. Т. 1. – М.: Гос. уч.-пед. изд. мин. просвещения РСФСР, 1957.
  5. Орлов В.А., Демидова М.Ю., Никифоров Г.Г., Ханнанов Н.К. Оптимальный банк заданий для подготовки к ЕГЭ. Единый государственный экзамен 2015. Физика. Учебное пособие. – М.: Интеллект-Центр, 2015

 

Домашнее задание

  1. Упражнение 7 (2, 3) (стр. 57) – Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. Физика 10 (см. список рекомендованной литературы)
  2. Тело массой m покоится на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол α. Чему равна сила трения, действующая на тело?
  3. Тело массой Иллюстрация к задаче, движущееся на восток, тормозится постоянной силой Иллюстрация к задаче, направленной на запад. Чему равно и куда направлено ускорение тела?

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал Files.school-collection.edu.ru (Источник).
  2. Интернет-портал Eduspb.com (Источник).
  3. Интернет-портал Irmest.narod.ru (Источник).
  4. Интернет-портал Afportal.ru (Источник).

interneturok.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *