Apa interaksi benda dalam definisi fisika. Interaksi tubuh

Pertimbangkan pergerakan mobil. Misalnya, jika sebuah mobil menempuh jarak 15 km setiap seperempat jam (15 menit), 30 km setiap setengah jam (30 menit), dan 60 km setiap jam, maka mobil tersebut dianggap bergerak beraturan.

Gerakan tidak rata.

Jika sebuah benda menempuh jarak yang sama dalam interval waktu yang sama, gerakannya dianggap seragam.

Gerakan seragam sangat jarang. Bumi berputar hampir seragam mengelilingi Matahari; dalam setahun, Bumi membuat satu revolusi mengelilingi Matahari.

Hampir tidak pernah pengemudi mobil gagal menjaga keseragaman gerakan - karena berbagai alasan, perlu untuk mempercepat atau memperlambat perjalanan. Pergerakan jarum jam (menit dan jam) tampaknya hanya seragam, yang mudah diverifikasi dengan mengamati pergerakan jarum detik. Dia bergerak dan kemudian berhenti. Dua panah lainnya bergerak dengan cara yang persis sama, hanya perlahan, dan karena itu sentakannya tidak terlihat. Molekul gas, saling memukul, berhenti sebentar, lalu berakselerasi lagi. Selama tumbukan berikutnya, sudah dengan molekul lain, mereka kembali memperlambat gerakan mereka di ruang angkasa.

Ini semua adalah contoh gerakan tidak rata. Beginilah cara kereta bergerak, menjauh dari stasiun, melewati interval yang sama dengan lebih banyak cara. Seorang pemain ski atau skater menempuh jalur yang sama dalam waktu yang berbeda dalam kompetisi. Beginilah cara pesawat lepas landas, pintu terbuka, kepingan salju yang jatuh bergerak.

Jika sebuah benda menempuh lintasan yang berbeda dalam selang waktu yang sama, maka geraknya disebut tidak rata.

Gerakan yang tidak rata dapat diamati secara eksperimental. Gambar menunjukkan troli dengan penetes, dari mana tetes jatuh secara berkala. Ketika troli bergerak di bawah aksi beban di atasnya, kita melihat bahwa jarak antara jejak tetesan tidak sama. Dan ini berarti bahwa untuk selang waktu yang sama kereta menempuh jalan yang berbeda.

Kecepatan. Satuan kecepatan.

Kita sering mengatakan bahwa beberapa tubuh bergerak lebih cepat, yang lain lebih lambat. Misalnya, seorang turis berjalan di sepanjang jalan raya, sebuah mobil melaju, sebuah pesawat terbang di udara. Misalkan mereka semua bergerak secara seragam, bagaimanapun, gerakan benda-benda ini akan berbeda.

Sebuah mobil lebih cepat dari pejalan kaki dan pesawat terbang lebih cepat dari mobil. Dalam fisika, besaran yang mencirikan kecepatan gerak disebut kecepatan.

Misalkan seorang turis menempuh jarak 5 km dalam 1 jam, sebuah mobil 90 km, dan kecepatan pesawat terbang adalah 850 km per jam.

Kecepatan dengan gerakan seragam tubuh menunjukkan berapa jarak yang telah ditempuh tubuh per satuan waktu.

Jadi, dengan menggunakan konsep kecepatan, sekarang kita dapat mengatakan bahwa seorang turis, mobil, dan pesawat terbang bergerak dengan kecepatan yang berbeda.

Dengan gerakan seragam, kecepatan tubuh tetap konstan.

Jika seorang pengendara sepeda menempuh jarak 5 s dengan jarak yang sama dengan 25 m, maka kecepatannya akan sama dengan 25m/5s = 5m/s.

Untuk menentukan kelajuan selama gerak beraturan, perlu membagi lintasan yang ditempuh benda dalam selang waktu tertentu dengan selang waktu ini:

kecepatan = lintasan/waktu.

Kecepatan dilambangkan dengan huruf v, lintasannya s, waktu t. Rumus untuk mencari kecepatan akan terlihat seperti ini:

Kecepatan suatu benda yang bergerak beraturan adalah nilai yang sama dengan rasio lintasan terhadap waktu yang ditempuh lintasan tersebut.

Dalam Sistem Internasional (SI), kecepatan diukur dalam meter per detik (m/s).

Ini berarti bahwa satuan kelajuan adalah kecepatan dari suatu gerakan yang seragam, di mana dalam satu detik benda menempuh jarak yang sama dengan 1 meter.

Kecepatan suatu benda juga dapat diukur dalam kilometer per jam (km/h), kilometer per detik (km/s), sentimeter per detik (cm/s).

Contoh. Sebuah kereta api bergerak beraturan menempuh jarak 108 km dalam waktu 2 jam. Hitunglah kecepatan kereta api tersebut.

Jadi, s = 108 km; t = 2 jam; v=?

Keputusan. v = s/t, v = 108 km/2 jam = 54 km/jam. Sederhana dan mudah.

Sekarang, mari kita nyatakan kecepatan kereta dalam satuan SI, yaitu kita akan menerjemahkan kilometer menjadi meter, dan jam menjadi detik:

54 km/jam = 54000 m/ 3600 s = 15m/s.

Menjawab: v = 54 km/jam, atau 15 m/s.

Dengan demikian, nilai numerik kecepatan tergantung pada unit yang dipilih.

Kecepatan, selain nilai numerik, memiliki arah.

Misalnya, jika Anda ingin menunjukkan di mana pesawat akan berada dalam 2 jam, lepas landas dari Vladivostok, maka Anda perlu menentukan tidak hanya nilai kecepatannya, tetapi juga tujuannya, mis. arahnya. Nilai yang selain nilai numerik (modulus), juga memiliki arah disebut vektor.

Kecepatan adalah besaran fisika vektor.

Semua besaran vektor dilambangkan dengan huruf-huruf yang bersesuaian dengan anak panah. Misalnya, kecepatan dilambangkan dengan simbol v dengan panah, dan modulus kecepatan dilambangkan dengan huruf yang sama, tetapi tanpa panah v.

Beberapa besaran fisika tidak memiliki arah. Mereka dicirikan hanya oleh nilai numerik. Ini adalah waktu, volume, panjang, dll. Mereka adalah skalar.

Jika selama gerakan tubuh kecepatannya berubah dari satu bagian jalan ke bagian lain, maka gerakan tersebut tidak merata. Untuk mengkarakterisasi gerakan tubuh yang tidak seragam, konsep kecepatan rata-rata diperkenalkan.

Misalnya, kereta api dari Moskow ke Sankt Peterburg melaju dengan kecepatan 80 km/jam. Kecepatan apa yang Anda maksud? Lagi pula, kecepatan kereta di perhentian adalah nol, setelah berhenti bertambah, dan sebelum berhenti berkurang.

Dalam hal ini kereta api bergerak tidak merata, yang berarti bahwa kecepatan yang sama dengan 80 km/jam adalah kecepatan rata-rata kereta api.

Ini didefinisikan dalam banyak cara yang sama seperti kecepatan dalam gerakan seragam.

Untuk menentukan kecepatan rata-rata tubuh selama gerakan tidak rata, perlu untuk membagi seluruh jarak yang ditempuh dengan seluruh waktu gerakan:

Harus diingat bahwa hanya dengan gerakan seragam, rasio s / t untuk periode waktu apa pun akan konstan.

Dengan gerakan tubuh yang tidak rata, kecepatan rata-rata mencirikan gerakan tubuh selama seluruh periode waktu. Itu tidak menjelaskan bagaimana tubuh bergerak pada waktu yang berbeda dari interval ini.

Tabel 1 menunjukkan kecepatan rata-rata gerakan beberapa benda.

Tabel 1

Kecepatan rata-rata pergerakan beberapa benda, kecepatan suara, gelombang radio dan cahaya.

Perhitungan jalur dan waktu pergerakan.

Jika kecepatan benda dan waktu diketahui untuk gerak beraturan, maka lintasan yang ditempuh benda tersebut dapat ditemukan.

Karena v = s/t, jalur ditentukan oleh rumus

Untuk menentukan lintasan yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak beraturan, kecepatan benda tersebut perlu dikalikan dengan waktu gerakannya.

Sekarang, mengetahui bahwa s = vt, kita dapat menemukan waktu selama tubuh bergerak, yaitu.

Untuk menentukan waktu gerakan yang tidak rata, perlu membagi jalur yang ditempuh oleh tubuh dengan kecepatan gerakannya.

Jika tubuh bergerak tidak merata, maka, mengetahui kecepatan rata-rata gerakannya dan waktu selama gerakan ini terjadi, mereka menemukan jalannya:

Dengan menggunakan rumus ini, Anda dapat menentukan waktu untuk gerakan tubuh yang tidak merata:

Kelembaman.

Pengamatan dan eksperimen menunjukkan bahwa kecepatan suatu benda tidak dapat berubah dengan sendirinya.

Pengalaman dengan gerobak. Kelembaman.

Bola sepak terletak di lapangan. Seorang pemain sepak bola membuatnya bergerak dengan tendangan. Tetapi bola itu sendiri tidak akan mengubah kecepatannya dan tidak akan mulai bergerak sampai benda lain bertindak padanya. Peluru yang dimasukkan ke dalam laras pistol tidak akan terbang keluar sampai didorong keluar oleh gas bubuk.

Dengan demikian, baik bola maupun peluru tidak memiliki kecepatan sendiri sampai benda lain bertindak terhadapnya.

Sebuah bola sepak yang menggelinding di tanah berhenti karena gesekan di tanah.

Tubuh mengurangi kecepatannya dan berhenti tidak dengan sendirinya, tetapi di bawah pengaruh tubuh lain. Di bawah aksi benda lain, ada juga perubahan arah kecepatan.

Bola tenis berubah arah setelah memukul raket. Puck setelah mengenai tongkat hoki juga berubah arah. Arah gerakan molekul gas berubah ketika menabrak molekul lain atau dinding bejana.

Cara, perubahan kecepatan suatu benda (besar dan arah) terjadi sebagai akibat dari aksi benda lain di atasnya.

Mari kita lakukan percobaan. Mari kita atur papan pada sudut di atas meja. Tuang di atas meja, tidak jauh dari ujung papan, sebuah bukit pasir. Tempatkan troli di papan miring. Kereta, setelah berguling turun dari papan miring, dengan cepat berhenti, menabrak pasir. Kecepatan troli menurun sangat cepat. Gerakannya tidak seimbang.

Mari kita meratakan pasir dan kembali melepaskan kereta dari ketinggian sebelumnya. Kereta sekarang akan menempuh jarak yang lebih jauh di atas meja sebelum berhenti. Kecepatannya berubah lebih lambat, dan gerakannya menjadi lebih seragam.

Jika Anda benar-benar menghilangkan pasir dari jalur kereta, maka hanya gesekan di atas meja yang akan menghambat pergerakannya. Kereta ke perhentian bahkan lebih lambat, dan akan melakukan perjalanan lebih dari yang pertama dan kedua kali.

Jadi, semakin kecil aksi tubuh lain di gerobak, semakin lama kecepatan gerakannya dipertahankan dan semakin dekat ke seragam.

Bagaimana tubuh akan bergerak jika tubuh lain tidak bertindak sama sekali? Bagaimana hal ini dapat ditentukan oleh pengalaman? Eksperimen menyeluruh tentang studi gerak benda pertama kali dilakukan oleh G. Galileo. Mereka memungkinkan untuk menetapkan bahwa jika tidak ada benda lain yang bekerja pada tubuh, maka benda itu diam atau bergerak dalam garis lurus dan relatif seragam terhadap Bumi.

Fenomena mempertahankan kecepatan suatu benda tanpa adanya benda lain yang bekerja padanya disebut kelembaman.

Kelembaman- dari bahasa Latin kelembaman- imobilitas, tidak aktif.

Jadi, gerakan suatu benda tanpa adanya aksi benda lain di atasnya disebut inersia.

Misalnya, peluru yang ditembakkan dari pistol akan terbang, mempertahankan kecepatannya, jika tidak ditindaklanjuti oleh benda lain - udara (atau lebih tepatnya, molekul gas yang ada di dalamnya.). Akibatnya, kecepatan peluru berkurang. Pengendara sepeda, setelah berhenti mengayuh, terus bergerak. Dia akan mampu mempertahankan kecepatan gerakannya jika gaya gesekan tidak bekerja padanya.

Jadi, Jika tidak ada benda lain yang bekerja pada benda tersebut, maka benda tersebut bergerak dengan kecepatan konstan.

Interaksi telepon.

Anda sudah tahu bahwa dengan gerakan yang tidak rata, kecepatan tubuh berubah seiring waktu. Perubahan kecepatan tubuh terjadi di bawah aksi tubuh lain.

Pengalaman dengan gerobak. Gerobak bergerak relatif terhadap meja.

Mari kita lakukan percobaan. Kami memasang pelat elastis ke kereta. Kemudian tekuk dan ikat dengan seutas benang. Troli dalam keadaan diam relatif terhadap meja. Akankah kereta bergerak jika pelat elastis diluruskan?

Untuk melakukan ini, potong utasnya. Piring akan lurus. Kereta akan tetap di tempat yang sama.

Kemudian, dekat dengan pelat yang bengkok, kami menempatkan kereta lain yang serupa. Mari kita bakar utasnya lagi. Setelah itu, kedua gerobak mulai bergerak relatif terhadap meja. Mereka pergi ke arah yang berbeda.

Untuk mengubah kecepatan kereta, diperlukan tubuh kedua. Pengalaman telah menunjukkan bahwa kecepatan suatu benda berubah hanya sebagai akibat dari aksi benda lain (kereta kedua) di atasnya. Dalam pengalaman kami, kami mengamati bahwa kereta kedua juga mulai bergerak. Keduanya mulai bergerak relatif ke meja.

Pengalaman perahu. Kedua perahu bergerak.

troli bertindak satu sama lain, yaitu mereka berinteraksi. Ini berarti bahwa tindakan satu tubuh di tubuh lain tidak dapat dilakukan secara sepihak, kedua tubuh saling bekerja, yaitu, mereka berinteraksi.

Kami telah mempertimbangkan kasus paling sederhana dari interaksi dua benda. Kedua benda (gerobak) sebelum interaksi berada dalam keadaan diam relatif satu sama lain, dan relatif terhadap meja.

Pengalaman perahu. Perahu berangkat ke arah yang berlawanan dengan lompatan.

Misalnya, peluru juga diam relatif terhadap pistol sebelum ditembakkan. Saat berinteraksi (selama tembakan), peluru dan pistol bergerak ke arah yang berbeda. Ternyata fenomena - kembali.

Jika seseorang yang duduk di perahu mendorong perahu lain menjauh darinya, maka terjadi interaksi. Kedua perahu bergerak.

Jika seseorang melompat dari perahu ke pantai, maka perahu bergerak ke arah yang berlawanan dengan lompatan. Pria itu mempengaruhi perahu. Pada gilirannya, perahu itu bertindak atas seseorang. Ini memperoleh kecepatan yang diarahkan ke pantai.

Jadi, sebagai hasil dari interaksi, kedua tubuh dapat mengubah kecepatannya.

Massa tubuh. Satuan massa.

Ketika dua benda berinteraksi, kecepatan benda pertama dan kedua selalu berubah.

Pengalaman dengan gerobak. Yang satu lebih besar dari yang lain.

Satu tubuh setelah interaksi memperoleh kecepatan yang dapat berbeda secara signifikan dari kecepatan tubuh lain. Misalnya, setelah menembakkan busur, kecepatan anak panah jauh lebih besar daripada kecepatan yang diperoleh tali busur setelah interaksi.

Mengapa ini terjadi? Mari kita lakukan percobaan yang dijelaskan dalam paragraf 18. Sekarang, mari kita ambil gerobak dengan ukuran berbeda. Setelah utas habis, bogie bergerak dengan kecepatan berbeda. Gerobak yang bergerak lebih lambat setelah terjadi interaksi disebut lebih masif. Dia memiliki lebih banyak bobot. Kereta, yang setelah interaksi bergerak dengan kecepatan lebih tinggi, memiliki massa yang lebih kecil. Ini berarti bahwa gerobak memiliki massa yang berbeda.

Kecepatan yang diperoleh gerobak sebagai hasil interaksi dapat diukur. Kecepatan ini digunakan untuk membandingkan massa gerobak yang berinteraksi.

Contoh. Kecepatan kereta sebelum interaksi sama dengan nol. Setelah interaksi, kecepatan satu kereta menjadi sama dengan 10 m/s, dan kecepatan kereta lainnya menjadi 20 m/s. Karena kecepatan yang diperoleh kereta kedua, 2 kali kecepatan kereta pertama, maka massanya 2 kali lebih kecil dari massa kereta pertama.

Jika, setelah interaksi, kelajuan kereta yang mula-mula diam adalah sama, maka massanya juga sama. Jadi, dalam percobaan yang ditunjukkan pada Gambar 42, setelah interaksi, kereta bergerak terpisah dengan kecepatan yang sama. Oleh karena itu, massa mereka sama. Jika setelah interaksi benda memperoleh kecepatan yang berbeda, maka massanya berbeda.

Standar internasional kilogram. Dalam gambar: standar kilogram di AS.

Berapa kali kecepatan benda pertama lebih besar (lebih kecil) dari kecepatan benda kedua, berapa kali massa benda pertama lebih kecil (lebih besar) dari massa benda kedua.

Bagaimana lebih sedikit perubahan dalam kecepatan tubuh ketika berinteraksi, semakin besar massa yang dimilikinya. Tubuh seperti itu disebut lebih lembam.

Dan sebaliknya dari lebih banyak perubahan kecepatan tubuh ketika berinteraksi, semakin sedikit massa yang dimilikinya, semakin lebih kecil dia secara diam-diam.

Ini berarti bahwa semua benda dicirikan oleh sifat mengubah kecepatannya dengan cara yang berbeda selama interaksi. Properti ini disebut kelembaman.

Massa suatu benda adalah besaran fisika yang mencirikan inersianya.

Anda harus tahu bahwa setiap benda: Bumi, manusia, buku, dll. - memiliki massa.

Massa dilambangkan dengan huruf m. Satuan SI untuk massa adalah kilogram ( 1 kg).

Kilogram adalah massa standar. Standar ini terbuat dari paduan dua logam: platinum dan iridium. Standar kilogram internasional disimpan di Sevres (dekat Paris). Lebih dari 40 salinan persis dibuat dari standar internasional dan dikirim ke berbagai negara. Salah satu salinan standar internasional ada di negara kita, di Institut Metrologi. D.I. Mendeleev di St. Petersburg.

Dalam praktiknya, satuan massa lain juga digunakan: ton (t), gram (G), miligram (mg).

1 t	= 1000 kg (10 3 kg)	1 gram	= 0,001 kg (10 -3 kg)
1 kg	= 1000 gram (10 3 gram)	1 mg	= 0,001 g (10 -3 g)
1 kg	= 1.000.000 mg (10 6 mg)	1 mg	= 0,000001 kg (10 -6 kg)

Kedepannya, ketika mempelajari fisika, konsep massa akan terungkap lebih dalam.

Pengukuran berat badan pada timbangan.

Untuk mengukur berat badan, metode yang dijelaskan dalam paragraf 19 dapat digunakan.

Timbangan pendidikan.

Membandingkan kecepatan yang diperoleh benda selama interaksi, mereka menentukan berapa kali massa satu benda lebih besar (atau lebih kecil) daripada massa benda lain. Massa benda dapat diukur dengan cara ini jika massa salah satu benda yang berinteraksi diketahui. Dengan cara ini, massa benda langit, serta molekul dan atom, ditentukan dalam sains.

Dalam prakteknya, berat badan dapat diukur dengan menggunakan timbangan. Timbangan terdiri dari berbagai jenis: pendidikan, medis, analitis, farmasi, elektronik, dll.

Set timbangan khusus.

Pertimbangkan skala pelatihan. Bagian utama dari tangga nada tersebut adalah rocker. Sebuah panah terpasang di tengah rocker - penunjuk yang bergerak ke kanan atau kiri. Cangkir ditangguhkan dari ujung rocker. Dalam kondisi apa timbangan berada dalam kesetimbangan?

Mari kita letakkan troli yang digunakan dalam percobaan di atas timbangan (lihat 18). karena selama interaksi kereta memperoleh kecepatan yang sama, kami menemukan bahwa massa mereka sama. Oleh karena itu, timbangan akan seimbang. Ini berarti bahwa massa tubuh yang terletak pada timbangan adalah sama satu sama lain.

Sekarang pada satu panci timbangan, kami menempatkan tubuh, yang massanya harus ditemukan. Kami akan menempatkan bobot di sisi lain, yang massanya diketahui, sampai timbangan berada dalam keseimbangan. Oleh karena itu, massa benda yang ditimbang akan sama dengan massa total beban.

Saat menimbang, satu set bobot khusus digunakan.

Berbagai timbangan dirancang untuk menimbang tubuh yang berbeda, baik yang sangat berat maupun yang sangat ringan. Jadi, misalnya, dengan bantuan timbangan kereta, dimungkinkan untuk menentukan massa kereta dari 50 ton hingga 150 ton Massa nyamuk, sama dengan 1 mg, dapat ditemukan menggunakan neraca analitik.

Kepadatan materi.

Timbang dua silinder dengan volume yang sama. Salah satunya adalah aluminium dan yang lainnya adalah timah.

Tubuh yang mengelilingi kita terdiri dari berbagai zat: kayu, besi, karet, dan sebagainya.

Massa benda apa pun tidak hanya bergantung pada ukurannya, tetapi juga pada zat apa yang menyusunnya. Oleh karena itu, benda-benda yang memiliki volume yang sama, tetapi terdiri dari zat yang berbeda, memiliki massa yang berbeda.

Mari kita lakukan percobaan ini. Timbang dua silinder dengan volume yang sama, tetapi terdiri dari zat yang berbeda. Misalnya, satu adalah aluminium, yang lain adalah timah. Pengalaman menunjukkan bahwa massa aluminium lebih kecil dari timah, yaitu aluminium lebih ringan dari timah.

Pada saat yang sama, benda dengan massa yang sama, terdiri dari zat yang berbeda, memiliki volume yang berbeda.

Sebuah balok besi seberat 1 ton menempati 0,13 meter kubik. Dan es seberat 1 ton memiliki volume 1,1 meter kubik.

Jadi, sebatang besi dengan massa 1 t menempati volume 0,13 m 3, dan es dengan massa yang sama 1 t - volume 1,1 m 3. Volume es hampir 9 kali volume batang besi. Ini karena zat yang berbeda dapat memiliki kepadatan yang berbeda.

Oleh karena itu, benda-benda dengan volume, misalnya, masing-masing 1 m 3, terdiri dari zat yang berbeda, memiliki massa yang berbeda. Mari kita ambil contoh. Aluminium dengan volume 1 m 3 memiliki massa 2.700 kg, timah dengan volume yang sama memiliki massa 11.300 kg. Artinya, dengan volume yang sama (1 m 3), timah memiliki massa yang melebihi massa aluminium sekitar 4 kali lipat.

Massa jenis menunjukkan berapa massa suatu zat, diambil dalam volume tertentu.

Bagaimana cara mencari massa jenis suatu zat?

Contoh. Lempeng marmer memiliki volume 2m3 dan massanya 5400 kg. Hal ini diperlukan untuk menentukan kepadatan marmer.

Jadi, kita tahu bahwa kelereng dengan volume 2 m 3 memiliki massa 5400 kg. Ini berarti bahwa 1 m 3 kelereng akan memiliki massa 2 kali lebih sedikit. Dalam kasus kami - 2700 kg (5400: 2 = 2700). Jadi, massa jenis kelereng akan sama dengan 2.700 kg per 1 m 3.

Jadi, jika massa benda dan volumenya diketahui, kepadatannya dapat ditentukan.

Untuk menemukan kerapatan suatu zat, perlu membagi massa tubuh dengan volumenya.

Massa jenis adalah besaran fisika yang sama dengan perbandingan massa suatu benda dengan volumenya:

massa jenis = massa/volume.

Kami menunjukkan jumlah yang termasuk dalam ekspresi ini dengan huruf: kerapatan zat - (huruf Yunani "ro"), massa benda - m, volumenya - V. Kemudian kami mendapatkan rumus untuk menghitung kerapatan:

Satuan SI untuk massa jenis suatu zat adalah kilogram per meter kubik (1kg/m3).

Massa jenis suatu zat sering dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik (1g/cm3).

Jika massa jenis suatu zat dinyatakan dalam kg/m3, maka dapat diubah menjadi g/cm3 sebagai berikut.

Contoh. Massa jenis perak adalah 10.500 kg/m 3 . Nyatakan dalam g/cm3.

10.500 kg \u003d 10.500.000 g (atau 10,5 * 10 6 g),

1m3 \u003d 1.000.000 cm 3 (atau 10 6 cm 3).

Kemudian \u003d 10.500 kg / m 3 \u003d 10.5 * 10 6 / 10 6 g / cm 3 \u003d 10,5 g / cm 3.

Harus diingat bahwa massa jenis zat yang sama dalam keadaan padat, cair dan gas berbeda. Jadi, massa jenis es adalah 900 kg / m 3, air 1000 kg / m 3, dan uap air - 0,590 kg / m 3. Meskipun semua ini adalah keadaan dari zat yang sama - air.

Di bawah ini adalah tabel massa jenis beberapa zat padat, cair, dan gas.

Meja 2

Densitas beberapa padatan (pada tekanan atm standar, t = 20 °C)

Padat	, kg / m 3	, g/cm 3	Padat	, kg / m 3	, g/cm 3
Osmium	22 600	22,6	Marmer	2700	2,7
iridium	22 400	22,4	kaca jendela	2500	2,5
Platinum	21 500	21,5	Porselen	2300	2,3
Emas	19 300	19,3	Konkret	2300	2,3
Memimpin	11 300	11,3	Bata	1800	1,8
Perak	10 500	10,5	Gula rafinasi	1600	1,6
Tembaga	8900	8,9	kaca plexiglass	1200	1,2
Kuningan	8500	8,5	kapron	1100	1,1
Besi baja	7800	7,8	Polietilena	920	0,92
Timah	7300	7,3	Parafin	900	0,90
Seng	7100	7,2	Es	900	0,90
Besi cor	7000	7	Ek (kering)	700	0,70
Korundum	4000	4	Pinus (kering)	400	0,40
Aluminium	2700	2,7	sumbat	240	0,24

Tabel 3

Densitas beberapa cairan (pada tekanan atm standar t=20 °C)

Tabel 4

Densitas beberapa gas (pada tekanan atm standar t=20 °C)

Perhitungan massa dan volume dengan kepadatannya.

Mengetahui kerapatan zat sangat penting untuk berbagai keperluan praktis. Saat merancang mesin, seorang insinyur dapat menghitung terlebih dahulu massa mesin masa depan berdasarkan kepadatan dan volume material. Pembangun dapat menentukan berapa massa bangunan yang sedang dibangun.

Oleh karena itu, mengetahui massa jenis suatu zat dan volume suatu benda, seseorang selalu dapat menentukan massanya.

Karena massa jenis suatu zat dapat ditemukan dengan rumus = m/V, maka dari sini Anda dapat menemukan massa yaitu.

m = V.

Untuk menghitung massa suatu benda, jika volume dan massa jenisnya diketahui, maka rapat massa harus dikalikan dengan volumenya.

Contoh. Tentukan massa bagian baja, volumenya adalah 120 cm3.

Berdasarkan tabel 2, kita menemukan bahwa massa jenis baja adalah 7,8 g/cm 3 . Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan:

V \u003d 120 cm 3;

\u003d 7,8 g / cm 3;

Keputusan:

m \u003d 120 cm 3 7,8 g / cm 3 \u003d 936 g.

Menjawab: m= 936

Jika massa benda dan kerapatannya diketahui, maka volume benda dapat dinyatakan dari rumus m = V, yaitu volume tubuh menjadi:

V = m/ρ.

Untuk menghitung volume benda, jika massa dan massa jenisnya diketahui, massa harus dibagi dengan rapat massa.

Contoh. Massa minyak bunga matahari yang mengisi botol adalah 930 g. Tentukan volume botol tersebut.

Berdasarkan tabel 3, kita menemukan bahwa massa jenis minyak bunga matahari adalah 0,93 g/cm 3 .

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan:

\u003d 0,93 g / cm 3

Keputusan:

V \u003d 930 / 0,93 g / cm 3 \u003d 1000 cm 3 \u003d 1l.

Menjawab: V= 1 liter

Untuk menentukan volume, rumus digunakan, sebagai aturan, dalam kasus di mana volume sulit ditemukan menggunakan pengukuran sederhana.

Memaksa.

Masing-masing dari kita terus-menerus bertemu dengan berbagai kasus aksi tubuh satu sama lain. Akibat interaksi tersebut, kecepatan gerak suatu benda berubah. Anda sudah tahu bahwa kecepatan benda berubah semakin banyak, semakin sedikit massanya. Mari kita lihat beberapa contoh untuk membuktikannya.

Dengan mendorong troli dengan tangan kita, kita dapat menggerakkannya. Kecepatan troli berubah di bawah aksi tangan manusia.

Sepotong besi yang diletakkan di atas gabus yang dicelupkan ke dalam air ditarik oleh magnet. Sepotong besi dan gabus berubah kecepatannya di bawah pengaruh magnet.

Bertindak pada pegas dengan tangan Anda, Anda dapat mengompresnya. Pertama, ujung pegas mulai bergerak. Kemudian gerakan tersebut ditransfer ke bagian-bagian lainnya. Pegas terkompresi, ketika diluruskan, dapat, misalnya, menggerakkan bola.

Ketika pegas dikompresi, tangan manusia adalah tubuh yang bertindak. Ketika pegas diperpanjang, benda kerja adalah pegas itu sendiri. Ini membuat bola bergerak.

Dengan raket atau tangan, Anda dapat menghentikan atau mengubah arah bola terbang.

Dalam semua contoh yang diberikan, satu tubuh di bawah aksi tubuh lain mulai bergerak, berhenti, atau mengubah arah gerakannya.

Dengan demikian, Kecepatan suatu benda berubah ketika berinteraksi dengan benda lain.

Seringkali tidak ditunjukkan tubuh yang mana dan bagaimana tindakannya pada tubuh ini. Itu hanya mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada atau diterapkan pada benda. Jadi kekuatannya bisa dipertimbangkan sebagai penyebab perubahan kecepatan.

Dengan mendorong troli dengan tangan kita, kita dapat menggerakkannya.

Bereksperimenlah dengan sepotong besi dan magnet.

Pengalaman musim semi. Kami membuat bola bergerak.

Pengalaman dengan raket dan bola terbang.

Gaya yang bekerja pada tubuh tidak hanya dapat mengubah kecepatan tubuhnya, tetapi juga setiap bagiannya.

Papan yang diletakkan di atas penyangga akan melorot jika seseorang duduk di atasnya.

Misalnya, jika Anda menekan jari Anda pada penghapus atau sepotong plastisin, itu akan menyusut dan berubah bentuk. Itu disebut deformasi.

Deformasi adalah setiap perubahan bentuk dan ukuran tubuh.

Mari kita ambil contoh lain. Papan yang diletakkan di atas penyangga melorot jika seseorang duduk di atasnya, atau beban lainnya. Bagian tengah papan bergerak lebih jauh daripada tepinya.

Di bawah aksi gaya, kecepatan benda yang berbeda dalam waktu yang sama dapat berubah dengan cara yang sama. Untuk melakukan ini, perlu untuk menerapkan kekuatan yang berbeda ke badan-badan ini.

Jadi, untuk menggerakkan truk, dibutuhkan tenaga yang lebih besar daripada mobil. Ini berarti bahwa nilai numerik gaya dapat berbeda: lebih besar atau lebih kecil. Apa itu kekuatan?

Gaya adalah ukuran interaksi benda-benda.

Gaya adalah besaran fisika yang artinya dapat diukur.

Dalam gambar, gaya ditampilkan sebagai segmen garis lurus dengan panah di ujungnya.

Kekuatan, seperti kecepatan, adalah besaran vektor. Ini dicirikan tidak hanya oleh nilai numerik, tetapi juga oleh arah. Gaya dilambangkan dengan huruf F dengan panah (seperti yang kita ingat, panah menunjukkan arah), dan modulusnya juga huruf F, tetapi tanpa panah.

Ketika berbicara tentang gaya, penting untuk menunjukkan ke titik tubuh mana gaya yang bekerja diterapkan.

Dalam gambar, gaya digambarkan sebagai segmen garis lurus dengan panah di ujungnya. Awal segmen - titik A adalah titik penerapan gaya. Panjang segmen secara kondisional menunjukkan modulus gaya pada skala tertentu.

Jadi, Hasil gaya yang bekerja pada suatu benda bergantung pada modulus, arah, dan titik penerapannya.

Fenomena atraksi. Gravitasi.

Mari kita lepaskan batu dari tangan kita - itu akan jatuh ke tanah.

Jika Anda melepaskan batu dari tangan Anda, itu akan jatuh ke tanah. Hal yang sama akan terjadi dengan tubuh lainnya. Jika bola dilempar ke arah horizontal, maka bola tidak terbang lurus dan merata. Lintasannya akan menjadi garis lengkung.

Batu itu terbang dalam garis melengkung.

Satelit Bumi buatan juga tidak terbang dalam garis lurus, ia terbang mengelilingi Bumi.

Satelit buatan sedang bergerak mengelilingi bumi.

Apa alasan dari fenomena yang diamati? Dan inilah yang. Sebuah gaya bekerja pada benda-benda ini - gaya tarik-menarik ke Bumi. Karena daya tarik ke Bumi, benda jatuh, terangkat di atas Bumi, dan kemudian diturunkan. Dan juga, karena daya tarik ini, kita berjalan di Bumi, dan tidak terbang ke luar angkasa yang tak berujung, di mana tidak ada udara untuk dihirup.

Daun-daun pohon jatuh ke tanah karena tanah menarik mereka. Karena daya tarik ke Bumi, air mengalir di sungai.

Bumi menarik benda apa pun ke dirinya sendiri: rumah, manusia, Bulan, Matahari, air di laut dan samudera, dll. Pada gilirannya, Bumi tertarik ke semua benda ini.

Ketertarikan tidak hanya ada antara Bumi dan benda-benda yang terdaftar. Semua tubuh tertarik satu sama lain. Bulan dan bumi saling tertarik. Daya tarik Bumi ke Bulan menyebabkan terjadinya pasang surut air. Massa besar air naik di lautan dan lautan dua kali sehari selama beberapa meter. Anda sangat menyadari bahwa Bumi dan planet-planet lain bergerak mengelilingi Matahari, karena tertarik padanya dan satu sama lain.

Daya tarik semua benda alam semesta satu sama lain disebut gravitasi universal.

Ilmuwan Inggris Isaac Newton adalah orang pertama yang membuktikan dan menetapkan hukum gravitasi universal.

Menurut undang-undang ini, gaya tarik menarik antar benda semakin besar, semakin besar massa benda tersebut. Kekuatan tarik-menarik antara tubuh berkurang dengan meningkatnya jarak di antara mereka.

Untuk semua yang hidup di Bumi, salah satu nilai terpenting adalah kekuatan tarik-menarik ke Bumi.

Gaya yang digunakan Bumi untuk menarik benda ke arah dirinya sendiri disebut gravitasi.

Gaya gravitasi dilambangkan dengan huruf F dengan indeks: Ftyazh. Itu selalu menunjuk secara vertikal ke bawah.

Bola dunia sedikit diratakan di kutub, sehingga benda-benda di kutub terletak sedikit lebih dekat ke pusat Bumi. Oleh karena itu, gravitasi di kutub sedikit lebih besar daripada di khatulistiwa, atau di garis lintang lainnya. Gaya gravitasi di puncak gunung agak lebih kecil daripada di kakinya.

Gaya gravitasi berbanding lurus dengan massa benda tertentu.

Jika kita membandingkan dua benda dengan massa yang berbeda, maka benda dengan massa yang lebih besar lebih berat. Sebuah benda dengan massa yang lebih kecil lebih ringan.

Berapa kali massa suatu benda lebih besar dari massa benda lain, berapa kali gaya gravitasi yang bekerja pada benda pertama lebih besar daripada gaya gravitasi yang bekerja pada benda kedua. Ketika massa benda sama, maka gaya gravitasi yang bekerja padanya juga sama.

kekuatan elastis. hukum Hooke.

Anda sudah tahu bahwa semua benda di Bumi dipengaruhi oleh gravitasi.

Sebuah buku tergeletak di atas meja juga dipengaruhi oleh gravitasi, tetapi tidak jatuh melalui meja, tetapi diam. Mari kita gantung tubuh di seutas benang. Itu tidak akan jatuh.

hukum Hooke. Pengalaman.

Mengapa tubuh bersandar pada penyangga atau digantung pada seutas benang? Rupanya, gaya gravitasi diimbangi oleh beberapa gaya lain. Apa kekuatan ini dan dari mana asalnya?

Mari kita lakukan percobaan. Di tengah papan yang terletak secara horizontal, terletak di atas penyangga, kami meletakkan beban. Di bawah pengaruh gravitasi, berat akan mulai bergerak ke bawah dan menekuk papan, mis. papan berubah bentuk. Dalam hal ini, muncul gaya yang dengannya papan bekerja pada benda yang terletak di atasnya. Dari pengalaman ini, kita dapat menyimpulkan bahwa, selain gaya gravitasi yang diarahkan secara vertikal ke bawah, gaya lain bekerja pada berat. Gaya ini diarahkan secara vertikal ke atas. Dia menyeimbangkan gaya gravitasi. Kekuatan ini disebut kekuatan elastisitas.

Jadi, gaya yang timbul pada benda sebagai akibat deformasinya dan cenderung mengembalikan benda ke posisi semula disebut gaya elastik.

Gaya elastis dilambangkan dengan huruf F dengan indeks Fupr.

Semakin banyak penyangga (papan) ditekuk, semakin besar gaya elastisnya. Jika gaya elastis menjadi sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada tubuh, maka penopang dan tubuh berhenti.

Sekarang mari kita gantung tubuh di utas. Benang (suspensi) diregangkan. Di ulir (suspensi), serta di penyangga, gaya elastis muncul. Ketika suspensi diregangkan, gaya elastis akan sama dengan gaya gravitasi, kemudian peregangan berhenti. Gaya elastik hanya muncul ketika benda mengalami deformasi. Jika deformasi tubuh menghilang, maka gaya elastis juga menghilang.

Bereksperimenlah dengan tubuh yang digantung oleh seutas benang.

Deformasi terdiri dari berbagai jenis: tarik, tekan, geser, tekuk, dan torsi.

Kami telah bertemu dua jenis deformasi - kompresi dan lentur. Anda akan mempelajari ini dan jenis deformasi lainnya secara lebih rinci di sekolah menengah.

Sekarang mari kita coba mencari tahu pada apa gaya elastis itu bergantung.

Ilmuwan Inggris Robert Hooke , sezaman dengan Newton, menetapkan bagaimana gaya elastis bergantung pada deformasi.

Pertimbangkan pengalaman. Ambil tali karet. Kami memperbaiki salah satu ujungnya di tripod. Panjang tali aslinya adalah l 0 . Jika Anda menggantung cangkir dengan beban ke ujung kabel yang bebas, kabelnya akan memanjang. Panjangnya akan menjadi sama dengan l. Ekstensi kabel dapat ditemukan seperti ini:

Jika Anda mengubah bobot pada cangkir, maka panjang kabelnya juga akan berubah, yang berarti perpanjangannya l.

Pengalaman telah menunjukkan bahwa modulus gaya elastis dalam ketegangan (atau kompresi) tubuh berbanding lurus dengan perubahan panjang tubuh.

Ini adalah hukum Hooke. Hukum Hooke ditulis sebagai berikut:

Fkontrol \u003d -kΔl,

Berat suatu benda adalah gaya yang dengannya suatu benda, karena tarikan ke bumi, bekerja pada penyangga atau suspensi.

di mana l adalah perpanjangan tubuh (perubahan panjangnya), k adalah koefisien proporsionalitas, yang disebut kekakuan.

Kekakuan benda tergantung pada bentuk dan dimensinya, serta pada bahan dari mana ia dibuat.

Hukum Hooke hanya berlaku untuk deformasi elastis. Jika, setelah penghentian gaya yang merusak tubuh, ia kembali ke posisi semula, maka deformasinya adalah elastis.

Anda akan belajar lebih banyak tentang hukum Hooke dan jenis deformasi di sekolah menengah.

Berat badan.

Dalam kehidupan sehari-hari, konsep “berat” sangat sering digunakan. Mari kita coba mencari tahu apa nilai ini. Dalam percobaan, ketika tubuh diletakkan di atas penyangga, tidak hanya penyangga yang dikompresi, tetapi juga tubuh yang tertarik oleh Bumi.

Tubuh terkompresi yang cacat menekan penyangga dengan kekuatan yang disebut berat badan . Jika tubuh digantung pada seutas benang, maka tidak hanya benang yang diregangkan, tetapi juga tubuh itu sendiri.

Berat suatu benda adalah gaya yang dengannya suatu benda, karena tarikan ke bumi, bekerja pada penyangga atau suspensi.

Berat badan adalah kuantitas fisik vektor dan dilambangkan dengan huruf P dengan panah di atas huruf ini, menunjuk ke kanan.

Namun, harus diingat bahwa gaya gravitasi diterapkan pada tubuh, dan berat diterapkan pada penyangga atau suspensi.

Jika tubuh dan penyangga tidak bergerak atau bergerak secara seragam dan lurus, maka berat tubuh dalam nilai numeriknya sama dengan gaya gravitasi, mis.

P = Ft.

Harus diingat bahwa gravitasi adalah hasil dari interaksi tubuh dan bumi.

Jadi, berat badan merupakan hasil interaksi antara badan dan penyangga (suspensi). Dukungan (suspensi) dan tubuh dengan demikian berubah bentuk, yang mengarah pada munculnya kekuatan elastis.

Satuan kekuatan. Hubungan antara gravitasi dan massa tubuh.

Anda sudah tahu bahwa gaya adalah kuantitas fisik. Selain nilai numerik (modulo), ia memiliki arah, yaitu besaran vektor.

Gaya, seperti kuantitas fisik lainnya, dapat diukur, dibandingkan dengan gaya yang diambil sebagai satu unit.

Satuan besaran fisika selalu dipilih secara kondisional. Dengan demikian, gaya apa pun dapat dianggap sebagai satuan gaya. Misalnya, Anda dapat mengambil sebagai satuan gaya gaya elastis pegas yang diregangkan hingga panjang tertentu. Satuan gaya adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda.

Apakah kamu tahu itu memaksa menyebabkan perubahan kecepatan tubuh. Itu sebabnya Satuan gaya adalah gaya yang mengubah kecepatan benda 1 kg sebesar 1 m/s dalam 1 s.

Untuk menghormati fisikawan Inggris Newton, satuan ini dinamai newton (1 N). Unit lain sering digunakan kilonewton (kn), milinewton (M N):

1kN=1000 N, 1N=0,001 kN.

Mari kita coba untuk menentukan besarnya gaya dalam 1 N. Diketahui bahwa 1 N kira-kira sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa 1/10 kg, atau lebih tepatnya 1/9,8 kg (mis. , sekitar 102 gram).

Harus diingat bahwa gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bergantung pada garis lintang geografis tempat benda itu berada. Gaya gravitasi berubah ketika ketinggian di atas permukaan bumi berubah.

Jika diketahui bahwa satuan gaya adalah 1 N, lalu bagaimana cara menghitung gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa berapa pun?

Diketahui berapa kali massa suatu benda lebih besar dari massa benda lain, berapa kali gaya gravitasi yang bekerja pada benda pertama lebih besar daripada gaya gravitasi yang bekerja pada benda kedua. Jadi, jika benda bermassa 1/9,8 kg dikenai gaya gravitasi sebesar 1 N, maka benda bermassa 2/9,8 kg akan dikenai gaya gravitasi sebesar 2 N.

Pada benda dengan berat 5 / 9,8 kg - gravitasi sama dengan - 5 N, 5,5 / 9,8 kg - 5,5 N, dll. Pada benda dengan berat 9,8 / 9,8 kg - 9, 8 N.

Sejak 9,8 / 9,8 kg \u003d 1 kg, maka sebuah benda bermassa 1 kg akan dikenai gaya gravitasi sebesar 9,8 N. Besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bermassa 1 kg dapat dituliskan sebagai berikut : 9,8 N/kg.

Jadi, jika gaya sebesar 9,8 N bekerja pada benda bermassa 1 kg, maka gaya 2 kali lebih besar akan bekerja pada benda bermassa 2 kg. Ini akan sama dengan 19,6 N, dan seterusnya.

Jadi, untuk menentukan gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa berapa pun, perlu mengalikan 9,8 N / kg dengan massa benda ini.

Berat badan dinyatakan dalam kilogram. Kemudian kita mendapatkan bahwa:

Ft = 9,8 N/kg m.

Nilai 9,8 N / kg dilambangkan dengan huruf g, dan rumus gravitasi adalah:

di mana m adalah massa, g disebut percepatan jatuh bebas. (Konsep percepatan jatuh bebas akan diberikan di kelas 9.)

Saat memecahkan masalah di mana akurasi tinggi tidak diperlukan, g \u003d 9,8 N / kg dibulatkan menjadi 10 N / kg.

Anda telah mengetahui bahwa P = Fstrand jika benda dan tumpuan diam atau bergerak beraturan dan lurus. Oleh karena itu, berat badan dapat ditentukan dengan rumus:

Contoh. Ada teko dengan air seberat 1,5 kg di atas meja. Tentukan gaya gravitasi dan berat ketel. Tunjukkan gaya-gaya ini pada gambar 68.

Diberikan:

g 10 N/kg

Keputusan:

Ketat \u003d P 10 N / kg 1,5 kg \u003d 15 N.

Menjawab: Fstrand = P = 15 N.

Sekarang mari kita mewakili kekuatan secara grafis. Mari kita pilih skalanya. Misalkan 3 N sama dengan panjang segmen 0,3 cm, maka gaya sebesar 15 N harus ditarik dengan panjang segmen 1,5 cm.

Harus diingat bahwa gravitasi bekerja pada tubuh, dan karena itu diterapkan pada tubuh itu sendiri. Bobot bekerja pada penyangga atau penangguhan, yaitu, diterapkan pada penyangga, dalam kasus kami, ke meja.

Dinamo meter.

Dinamometer paling sederhana.

Dalam praktiknya, seringkali perlu untuk mengukur kekuatan yang dengannya satu benda bekerja pada benda lain. Alat yang digunakan untuk mengukur gaya disebut dinamo meter (dari bahasa Yunani. dinamis- memaksa, metero- ukuran).

Dinamometer tersedia dalam berbagai perangkat. Bagian utama mereka adalah pegas baja, yang diberi bentuk berbeda tergantung pada tujuan perangkat. Perangkat dinamometer paling sederhana didasarkan pada perbandingan gaya apa pun dengan gaya elastis pegas.

Dinamometer paling sederhana dapat dibuat dari pegas dengan dua pengait yang dipasang pada papan. Sebuah penunjuk dipasang ke ujung bawah pegas, dan secarik kertas direkatkan ke papan.

Tandai pada kertas dengan tanda hubung posisi penunjuk saat pegas tidak diregangkan. Tanda ini akan menjadi pembagian nol.

Dinamometer tangan - pengukur daya.

Kemudian kita akan menggantung beban 1/9,8 kg, yaitu 102 g, dari kait. Gaya gravitasi 1 N akan bekerja pada beban ini. Di bawah aksi gaya ini (1 N), pegas akan meregang, penunjuk akan turun. Kami menandai posisi barunya di atas kertas dan meletakkan nomor 1. Setelah itu, kami menggantung beban dengan massa 204 g dan memberi tanda 2. Ini berarti bahwa pada posisi ini gaya elastis pegas adalah 2 N. Setelah ditangguhkan beban dengan massa 306 g, kami menandai 3, dan t d.

Untuk menerapkan sepersepuluh newton, perlu menerapkan pembagian - 0,1; 0.2; 0,3; 0.4, dll. Untuk ini, jarak antara setiap tanda bilangan bulat dibagi menjadi sepuluh bagian yang sama. Ini dapat dilakukan, mengingat bahwa gaya elastis pegas Fupr meningkat sebanyak perpanjangannya l meningkat. Ini mengikuti dari hukum Hooke: Fupr \u003d kΔl, yaitu gaya elastisitas tubuh selama ketegangan berbanding lurus dengan perubahan panjang tubuh.

Dinamometer traksi.

Pegas bertingkat akan menjadi dinamometer paling sederhana.

Dengan bantuan dinamometer, tidak hanya gravitasi yang diukur, tetapi juga gaya-gaya lain, seperti gaya elastik, gaya gesek, dll.

Jadi, misalnya, untuk mengukur kekuatan berbagai kelompok otot manusia, dinamometer medis.

Untuk mengukur kekuatan otot tangan saat mengepalkan tangan, manual dinamometer - meteran listrik .

Dinamometer air raksa, hidrolik, listrik, dan lainnya juga digunakan.

Baru-baru ini, dinamometer listrik telah banyak digunakan. Mereka memiliki sensor yang mengubah deformasi menjadi sinyal listrik.

Untuk mengukur gaya besar, seperti misalnya gaya traksi traktor, traktor, lokomotif, kapal tunda laut dan sungai, dinamometer traksi . Mereka dapat mengukur kekuatan hingga beberapa puluh ribu newton.

Dalam setiap kasus seperti itu, dimungkinkan untuk mengganti beberapa gaya yang sebenarnya diterapkan pada tubuh dengan satu gaya, yang setara dalam aksinya dengan gaya-gaya ini.

Sebuah gaya yang menghasilkan efek yang sama pada tubuh sebagai beberapa gaya yang bekerja secara bersamaan disebut resultan dari gaya-gaya ini.

Temukan resultan dari dua gaya yang bekerja pada tubuh dalam satu garis lurus dalam satu arah.

Mari beralih ke pengalaman. Ke pegas, satu di bawah yang lain, kita akan menggantungkan dua beban dengan massa 102 g dan 204 g, yaitu dengan berat 1 N dan 2 N. Perhatikan panjang pegas yang diregangkan. Mari kita singkirkan beban ini dan menggantinya dengan satu beban, yang meregangkan pegas dengan panjang yang sama. Berat beban ini adalah 3 N.

Pengalaman menunjukkan bahwa: resultan gaya-gaya yang diarahkan sepanjang satu garis lurus dalam arah yang sama, dan modulnya sama dengan jumlah modul gaya-gaya komponen.

Pada gambar, resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda dilambangkan dengan huruf R, dan suku-suku gaya dilambangkan dengan huruf F 1 dan F 2. Pada kasus ini

Sekarang mari kita cari tahu bagaimana menemukan resultan dari dua gaya yang bekerja pada tubuh sepanjang satu garis lurus dengan arah yang berbeda. Tubuh adalah meja dinamometer. Mari kita letakkan beban 5 N di atas meja, mis. bekerja padanya dengan gaya 5 N diarahkan ke bawah. Kami mengikat seutas benang ke meja dan bekerja di atasnya dengan gaya yang sama dengan 2 N yang diarahkan ke atas. Kemudian dinamometer akan menunjukkan gaya sebesar 3 N. Gaya ini merupakan resultan dari dua gaya: 5 N dan 2N.

Jadi, resultan dari dua gaya yang diarahkan sepanjang garis lurus yang sama dalam arah yang berlawanan diarahkan ke gaya yang lebih besar dalam nilai absolut, dan modulnya sama dengan perbedaan antara modul gaya komponen(Nasi.):

Jika dua gaya yang sama besar dan berlawanan diterapkan pada sebuah benda, maka resultan gaya-gaya tersebut adalah nol. Sebagai contoh, jika pada percobaan kita ujungnya ditarik dengan gaya 5 N, maka jarum dinamometer akan disetel ke nol. Resultan dari dua gaya dalam kasus ini adalah nol:

Kereta luncur yang meluncur menuruni gunung segera berhenti.

Kereta luncur, setelah meluncur menuruni gunung, bergerak tidak merata di sepanjang jalur horizontal, kecepatan mereka secara bertahap berkurang, dan setelah beberapa saat mereka berhenti. Seorang pria, setelah berlari, meluncur dengan sepatu rodanya di atas es, tetapi, tidak peduli seberapa halus es itu, pria itu tetap berhenti. Sepeda juga berhenti ketika pengendara sepeda berhenti mengayuh. Kita tahu bahwa kekuatan adalah penyebab dari fenomena seperti itu. Dalam hal ini, itu adalah gaya gesekan.

Ketika satu tubuh bersentuhan dengan yang lain, diperoleh interaksi yang mencegah gerakan relatif mereka, yang disebut gesekan. Dan gaya yang menjadi ciri interaksi ini disebut gaya gesek.

Gaya gesek- ini adalah jenis gaya lain yang berbeda dari gaya gravitasi dan elastis yang dipertimbangkan sebelumnya.

Alasan lain untuk gesekan adalah saling tarik menarik molekul-molekul dari badan-badan yang berkontak.

Munculnya gaya gesekan terutama karena alasan pertama, ketika permukaan benda kasar. Tetapi jika permukaannya dipoles dengan baik, maka ketika mereka bersentuhan, beberapa molekulnya terletak sangat dekat satu sama lain. Dalam hal ini, daya tarik antara molekul-molekul benda yang bersentuhan mulai terlihat dengan sendirinya.

Pengalaman dengan bar dan dinamometer. Kami mengukur kekuatan gesekan.

Gaya gesekan dapat dikurangi berkali-kali jika pelumas dimasukkan di antara permukaan gosok. Lapisan pelumas memisahkan permukaan benda gosok. Dalam hal ini, bukan permukaan tubuh yang bersentuhan, tetapi lapisan pelumas. Pelumasan, dalam banyak kasus, adalah cairan, dan gesekan lapisan cairan lebih kecil daripada permukaan padat. Misalnya, pada sepatu roda, gesekan rendah saat meluncur di atas es juga dijelaskan oleh aksi pelumas. Lapisan tipis air terbentuk di antara sepatu roda dan es. Berbagai minyak banyak digunakan dalam rekayasa sebagai pelumas.

Pada geser suatu benda pada permukaan benda yang lain, akan timbul gesekan, yang disebut gesekan geser. Misalnya, gesekan seperti itu akan terjadi ketika kereta luncur dan ski bergerak di atas salju.

Jika benda yang satu tidak meluncur, melainkan menggelinding pada permukaan benda yang lain, maka gesekan yang terjadi dalam hal ini disebut gesekan bergulir . Jadi, ketika roda gerobak, mobil bergerak, ketika kayu gelondongan atau tong menggelinding di tanah, gesekan menggelinding muncul.

Gaya gesekan dapat diukur. Misalnya, untuk mengukur gaya gesekan geser balok kayu di papan atau di atas meja, Anda harus memasang dinamometer padanya. Kemudian gerakkan balok secara merata di sepanjang papan, jaga agar dinamometer tetap horizontal. Apa yang akan ditampilkan dinamometer? Dua gaya bekerja pada balok dalam arah horizontal. Salah satu gaya adalah gaya elastis pegas dinamometer yang diarahkan ke arah gerak. Gaya kedua adalah gaya gesekan yang diarahkan terhadap gerak. Karena balok bergerak beraturan, ini berarti bahwa resultan dari kedua gaya ini adalah nol. Oleh karena itu, gaya-gaya ini sama dalam modulus, tetapi berlawanan arah. Dinamometer menunjukkan gaya elastis (gaya traksi), sama dalam modulus dengan gaya gesekan.

Dengan demikian, dengan mengukur gaya yang bekerja dinamometer pada tubuh selama gerakan seragamnya, kami mengukur gaya gesekan.

Jika sebuah beban, misalnya, sebuah beban, ditempatkan pada sebuah batang dan gaya gesekan diukur dengan menggunakan metode yang dijelaskan di atas, maka itu akan lebih besar daripada gaya gesekan yang diukur tanpa beban.

Semakin besar gaya yang menekan benda ke permukaan, semakin besar gaya gesekan yang dihasilkan.

Dengan menempatkan balok kayu pada tongkat bundar, gaya gesekan bergulir dapat diukur. Ternyata lebih kecil dari gaya gesekan geser.

Dengan demikian, untuk beban yang sama, gaya gesek guling selalu lebih kecil dari gaya gesek luncur . Itulah sebabnya, pada zaman dahulu, orang menggunakan rol untuk menyeret beban besar, dan kemudian mereka mulai menggunakan roda.

Gesekan istirahat.

Kami berkenalan dengan kekuatan gesekan yang timbul dari pergerakan satu tubuh di permukaan yang lain. Tetapi apakah mungkin untuk berbicara tentang gaya gesekan antara benda padat yang bersentuhan jika mereka diam?

Ketika sebuah benda diam pada bidang miring, benda itu ditahan oleh gesekan. Memang, jika tidak ada gesekan, maka tubuh akan meluncur ke bawah bidang miring di bawah pengaruh gravitasi. Pertimbangkan kasus ketika tubuh diam pada bidang horizontal. Misalnya, ada lemari di lantai. Mari kita coba untuk memindahkannya. Jika kabinet ditekan ringan, maka kabinet tidak akan bergerak dari tempatnya. Mengapa? Gaya kerja dalam hal ini seimbang dengan gaya gesekan antara lantai dan kaki kabinet. Karena gaya ini ada di antara benda-benda yang diam relatif satu sama lain, gaya ini disebut gaya gesekan statis.

Di alam dan teknologi, gesekan sangat penting. Gesekan bisa bermanfaat dan berbahaya. Ketika itu berguna, mereka mencoba untuk meningkatkannya, ketika itu berbahaya - untuk menguranginya.

Tanpa gesekan istirahat, baik manusia maupun hewan tidak akan bisa berjalan di tanah, karena ketika berjalan kita terdorong dari tanah. Ketika gesekan antara sol sepatu dan tanah (atau es) kecil, misalnya, dalam kondisi es, sangat sulit untuk mendorong tanah, kaki tergelincir. Agar kaki tidak terpeleset, trotoar ditaburi pasir. Hal ini meningkatkan gaya gesekan antara sol sepatu dan es.

Jika tidak ada gesekan, benda akan terlepas dari tangan.

Gaya gesekan menghentikan mobil saat mengerem, tetapi tanpa gesekan mobil tidak bisa diam, mobil selip. Untuk meningkatkan gesekan, permukaan ban pada mobil dibuat dengan tonjolan bergaris. Di musim dingin, ketika jalan sangat licin, jalan itu ditaburi pasir dan dibersihkan dari es.

Banyak tumbuhan dan hewan memiliki berbagai organ yang berfungsi untuk menggenggam (antena tumbuhan, belalai gajah, ekor ulet hewan pemanjat). Semuanya memiliki permukaan yang kasar untuk meningkatkan gesekan.

Menyisipkan . Sisipan terbuat dari logam keras - perunggu, besi tuang atau baja. Permukaan bagian dalam mereka ditutupi dengan bahan khusus, paling sering babbit (itu adalah paduan timbal atau timah dengan logam lain), dan dilumasi. Bantalan di mana poros meluncur di atas permukaan busing selama rotasi disebut bantalan biasa.

Kita tahu bahwa gaya gesekan menggelinding di bawah beban yang sama jauh lebih kecil daripada gaya gesekan geser. Fenomena ini didasarkan pada penggunaan bantalan bola dan rol. Dalam bantalan seperti itu, poros yang berputar tidak meluncur di atas cangkang bantalan tetap, tetapi berguling di sepanjang itu pada bola baja atau rol.

Perangkat bantalan bola dan rol paling sederhana ditunjukkan pada gambar. Cincin bagian dalam bantalan, terbuat dari baja keras, dipasang pada poros. Cincin luar dipasang di badan mesin. Saat poros berputar, cincin bagian dalam menggelinding pada bola atau rol di antara cincin. Mengganti bantalan biasa di mesin dengan bantalan bola atau roller dapat mengurangi gaya gesekan 20-30 kali.

Bantalan bola dan rol digunakan di berbagai mesin: mobil, mesin bubut, motor listrik, sepeda, dll. Tanpa bantalan (menggunakan gesekan), tidak mungkin membayangkan industri dan transportasi modern.

Apa alasan gerakan tubuh? Jawaban atas pertanyaan ini diberikan oleh cabang mekanika yang disebut dinamika.
Bagaimana Anda bisa mengubah kecepatan tubuh, membuatnya bergerak lebih cepat atau lebih lambat? Hanya saat berinteraksi dengan tubuh lain. Saat berinteraksi, tubuh tidak hanya dapat mengubah kecepatan, tetapi juga arah gerakan dan deformasi, sambil mengubah bentuk dan volume. Dalam dinamika, untuk ukuran kuantitatif interaksi benda satu sama lain, kuantitas yang disebut gaya diperkenalkan. Dan perubahan kecepatan selama aksi gaya ditandai dengan percepatan. Gaya adalah penyebab percepatan.

Konsep kekuatan

Gaya adalah besaran fisika vektor yang mencirikan aksi satu benda terhadap benda lain, yang dimanifestasikan dalam deformasi benda atau perubahan gerakannya relatif terhadap benda lain.

Gaya dilambangkan dengan huruf F. Satuan ukuran dalam sistem SI adalah Newton (N), yang sama dengan gaya di mana suatu benda dengan berat satu kilogram menerima percepatan satu meter per detik kuadrat. Gaya F sepenuhnya ditentukan jika modulusnya, arah dalam ruang, dan titik aplikasi diberikan.
Untuk mengukur gaya, alat khusus yang disebut dinamometer digunakan.

Berapa banyak kekuatan yang ada di alam?

Kekuatan dapat dibagi menjadi dua jenis:

Mereka bertindak dengan interaksi langsung, kontak (gaya elastis, gaya gesekan);
Mereka bertindak pada jarak, jarak jauh (daya tarik, gravitasi, magnet, listrik).

Dalam interaksi langsung, misalnya, tembakan dari pistol mainan, tubuh mengalami perubahan bentuk dan volume dibandingkan dengan keadaan semula, yaitu deformasi kompresi, peregangan, pembengkokan. Pegas pistol dikompresi sebelum menembak, peluru berubah bentuk ketika mengenai pegas. Dalam hal ini, gaya bekerja pada saat deformasi dan menghilang bersamanya. Gaya seperti itu disebut elastis. Gaya gesekan muncul dari interaksi langsung benda, ketika mereka berguling, meluncur relatif satu sama lain.

Contoh gaya yang bekerja pada jarak jauh adalah sebuah batu yang dilempar ke atas, karena gravitasi, ia akan jatuh ke bumi, pasang surut yang terjadi di pantai laut. Dengan bertambahnya jarak, gaya-gaya ini berkurang.
Tergantung pada sifat fisik interaksi, gaya dapat dibagi menjadi empat kelompok:

lemah;
kuat;
gravitasi;
elektromagnetik.

Kita menghadapi semua jenis kekuatan ini di alam.
Gravitasi atau gaya gravitasi adalah yang paling universal, segala sesuatu yang memiliki massa mampu mengalami interaksi ini. Mereka ada di mana-mana dan meliputi segalanya, tetapi sangat lemah, jadi kami tidak menyadarinya, terutama pada jarak yang jauh. Gaya gravitasi jarak jauh, mengikat semua benda di alam semesta.

Interaksi elektromagnetik terjadi antara benda atau partikel bermuatan, melalui aksi medan elektromagnetik. Gaya elektromagnetik memungkinkan kita untuk melihat benda, karena cahaya adalah salah satu bentuk interaksi elektromagnetik.

Interaksi lemah dan kuat menjadi dikenal melalui studi tentang struktur atom dan inti atom. Interaksi kuat terjadi antar partikel dalam inti. Yang lemah mencirikan transformasi timbal balik partikel elementer menjadi satu sama lain, bertindak dalam reaksi fusi termonuklir dan peluruhan radioaktif inti.

Bagaimana jika beberapa gaya bekerja pada tubuh?

Ketika beberapa gaya bekerja pada sebuah benda, tindakan ini secara bersamaan digantikan oleh satu gaya yang sama dengan jumlah geometrisnya. Gaya yang diperoleh dalam hal ini disebut gaya resultan. Ini memberikan percepatan yang sama ke tubuh sebagai kekuatan yang secara bersamaan bekerja pada tubuh. Inilah yang disebut prinsip superposisi gaya.

Interaksi adalah tindakan yang saling menguntungkan. Semua benda dapat berinteraksi satu sama lain menggunakan kelembaman, gaya, kerapatan materi dan, pada kenyataannya, interaksi benda. Dalam fisika, aksi dua benda atau sistem benda satu sama lain disebut interaksi. Diketahui bahwa ketika tubuh saling mendekat, sifat perilaku mereka berubah. Perubahan ini bersifat timbal balik. Ketika tubuh dipisahkan dalam jarak yang cukup jauh, interaksi menghilang.

Ketika tubuh berinteraksi, hasilnya selalu dirasakan oleh semua tubuh (setelah semua, ketika bertindak atas sesuatu, pengembalian selalu mengikuti). Jadi, misalnya, di biliar, ketika sebuah isyarat mengenai bola, yang terakhir terbang jauh lebih kuat daripada isyarat, yang dijelaskan oleh kelembaman tubuh. Jenis dan ukuran interaksi benda ditentukan oleh karakteristik ini. Beberapa tubuh kurang lembam, yang lain lebih. Semakin besar massa tubuh, semakin besar inersianya. Benda yang mengubah kecepatannya lebih lambat selama interaksi memiliki massa yang lebih besar dan lebih lembam. Sebuah benda yang mengubah kecepatannya lebih cepat memiliki massa yang lebih kecil dan kurang lembam.

Gaya adalah ukuran yang mengukur interaksi tubuh. Fisika mengidentifikasi empat jenis interaksi yang tidak dapat direduksi satu sama lain: elektromagnetik, gravitasi, kuat dan lemah. Paling sering, interaksi benda terjadi ketika mereka bersentuhan, yang mengarah pada perubahan kecepatan benda-benda ini, yang diukur dengan gaya yang bekerja di antara mereka. Jadi, untuk menggerakkan mobil yang mogok, didorong oleh tangan, perlu untuk menerapkan kekuatan. Jika perlu didorong menanjak, maka jauh lebih sulit untuk melakukannya, karena ini akan membutuhkan banyak tenaga. Pilihan terbaik dalam hal ini adalah menerapkan gaya yang diarahkan di sepanjang jalan. Dalam hal ini, besar dan arah gaya ditunjukkan (perhatikan bahwa gaya adalah besaran vektor).

Interaksi benda-benda juga terjadi di bawah aksi gaya mekanis, yang konsekuensinya adalah gerakan mekanis benda-benda atau bagian-bagiannya. Kekuatan bukanlah objek perenungan, itu adalah penyebab gerakan. Setiap tindakan dari satu tubuh dalam kaitannya dengan yang lain memanifestasikan dirinya dalam gerakan. Contoh aksi gaya mekanik yang menghasilkan gerakan adalah apa yang disebut efek "domino". Domino yang ditempatkan dengan rapi jatuh satu demi satu, melewati gerakan lebih jauh di sepanjang baris jika Anda mendorong domino pertama. Ada perpindahan gerakan dari satu figur inert ke figur inert lainnya.

Interaksi benda-benda yang bersentuhan tidak hanya dapat menyebabkan perlambatan atau percepatan kecepatannya, tetapi juga pada deformasinya - perubahan volume atau bentuk. Contoh yang mencolok adalah secarik kertas terkepal di tangan. Bertindak dengan paksa, kami mengarah pada pergerakan yang dipercepat dari bagian-bagian lembaran ini dan deformasinya.

Setiap tubuh menolak deformasi ketika dicoba untuk meregangkan, mengompres, menekuk. Dari sisi tubuh, gaya mulai bekerja yang mencegah hal ini (elastisitas). Gaya elastis dimanifestasikan dari sisi pegas pada saat diregangkan atau ditekan. Sebuah beban yang ditarik sepanjang tanah dengan tali dipercepat karena gaya elastis dari tali yang ditarik bekerja.

Interaksi benda selama meluncur di sepanjang permukaan yang memisahkannya tidak menyebabkan deformasi mereka. Dalam kasus, misalnya, pensil meluncur di atas permukaan meja yang halus, papan ski atau kereta luncur di atas salju yang padat, ada gaya yang mencegahnya tergelincir. Ini adalah gaya gesekan, yang bergantung pada sifat-sifat permukaan benda yang berinteraksi dan pada gaya yang menekannya satu sama lain.

Interaksi tubuh juga dapat terjadi dari kejauhan. Aksi, juga disebut gravitasi, terjadi di antara semua benda di sekitarnya, yang hanya bisa terlihat jika benda itu seukuran bintang atau planet. terbentuk dari gaya tarik gravitasi dari setiap benda astronomi dan yang disebabkan oleh rotasinya. Jadi, Bumi menarik Bulan ke dirinya sendiri, Matahari menarik Bumi, jadi Bulan berputar mengelilingi Bumi, dan Bumi, pada gilirannya, berputar mengelilingi Matahari.

Gaya elektromagnetik juga bekerja pada jarak. Meski tidak menyentuh benda apapun, jarum kompas akan selalu berputar mengikuti garis medan magnet. Contoh aksi gaya elektromagnetik adalah yang sering terjadi pada rambut saat menyisir. Pemisahan muatan pada mereka terjadi karena gaya gesekan. Rambut, mengisi secara positif, mulai saling tolak. Statis seperti itu sering terjadi saat mengenakan sweter, mengenakan topi.

Sekarang Anda tahu apa itu interaksi tubuh (definisinya ternyata cukup detail!).

Gerak mekanis adalah perubahan posisi suatu benda dalam ruang dari waktu ke waktu relatif terhadap benda lain.
Tugas mekanika adalah mengungkapkan pola-pola umum untuk semua gerakan, apakah itu gerakan bintang, galaksi, organisme hidup (ikan, burung, hewan, manusia), mesin buatan manusia, partikel debu, aliran air dan angin, dll.
Klasifikasi gerakan yang paling sederhana dapat dilakukan sesuai dengan bentuk lintasannya.
Lintasan adalah garis di mana tubuh bergerak.
Sesuai dengan pembagian garis menjadi garis lurus dan lengkung, gerak juga dibagi menjadi bujursangkar dan lengkung.
Jika kita mengukur panjang lintasan, kita mendapatkan jalannya. Itu. lintasan adalah panjang lintasan yang dilalui benda tersebut.
Pergerakan terjadi dalam ruang dan waktu. Oleh karena itu, untuk memperoleh informasi tentang gerakan, perlu untuk mengukur jalur yang ditempuh oleh tubuh dan waktu selama jalur ini telah ditempuh.
Tubuh dapat bergerak secara merata dan tidak merata. Apa perbedaan gerak beraturan dan tidak beraturan? Dan mana yang lebih umum?
Yang paling umum adalah gerakan yang tidak rata. Ini adalah bagaimana hampir semua tubuh bergerak. Ini adalah saat tubuh pertama bergerak cepat, lalu perlahan, lalu bisa berhenti sama sekali. Gerak tak beraturan adalah gerak di mana suatu benda menempuh lintasan yang berbeda dalam selang waktu yang sama. Jika tubuh melewati jalur yang sama dalam interval waktu yang sama, maka gerakan seperti itu disebut seragam. Setuju bahwa gerakan seperti itu kurang umum. Coba berikan contoh. Pikiran!?
Konsep kecepatan adalah "terlihat, saat mendengar" untuk semua orang. Dan semuanya tampak jelas. Tapi apakah semuanya begitu jelas?
Misalkan Anda diberi tahu: kecepatan mobil adalah 60 km/jam. Apa arti angka ini sebenarnya? Bahwa sebuah mobil melaju tepat 60 km setiap jam? Tidak sepertinya. Mereka mengalahkan bagian ketika mobil menempuh jarak yang lebih jauh atau lebih pendek dalam satu jam. Rata-rata 60 km? Tapi mobil umumnya bisa melaju kurang dari satu jam dan menempuh jarak kurang dari 60 km.
Seperti yang Anda lihat, konsep sederhana, bahkan duniawi ini tidak sesederhana itu.
Untuk mengatasi masalah yang muncul, kita perlu memberikan definisi kecepatan yang ketat, yang akan kita lakukan.
Nilai yang sama dengan rasio seluruh lintasan dengan waktu gerakan tubuh disebut kecepatan rata-rata gerakan ( v cf \u003d s / t)
Konsep inilah yang paling sering digunakan, tetapi kata "rata-rata" dihilangkan, dan sia-sia, karena kata-kata ini memberlakukan batasan yang signifikan pada penggunaan konsep tersebut.
Jika gerakannya seragam, maka mereka hanya berbicara tentang kecepatan. Dan rumusnya hampir sama: v=s/t. Kecepatan suatu benda yang bergerak beraturan adalah nilai yang sama dengan rasio lintasan terhadap waktu yang ditempuh lintasan tersebut.
Tidaklah berlebihan untuk menyebutkan bahwa kecepatan adalah besaran fisika vektor.
Besaran vektor adalah besaran yang selain memiliki nilai juga memiliki arah. Jumlah tersebut ditunjukkan oleh surat dengan panah di bagian atas.
Dan besaran yang hanya memiliki nilai numerik disebut skalar.

Jika Anda membaca tentang fenomena kelembaman, Anda seharusnya memahami bahwa kecepatan suatu benda hanya berubah jika benda lain bekerja padanya. Tetapi pada saat yang sama, kecepatan benda kedua juga berubah. Cobalah untuk mendorong es dari seorang teman yang berdiri di dekatnya. Anda akan melihat bahwa teman Anda juga akan mulai bergerak. Tubuh berinteraksi. Tidak ada tindakan sepihak.