Rencana respons
1. Interaksi tubuh.
2. Jenis interaksi.
4. Gaya-gaya dalam mekanika.
Pengamatan dan eksperimen sederhana, misalnya dengan gerobak (Gbr. 1), menghasilkan kualitatif berikut
kesimpulan: a) suatu benda yang tidak ditindaklanjuti oleh benda lain, mempertahankan kecepatannya tidak berubah; b) percepatan suatu benda terjadi di bawah pengaruh benda lain, tetapi juga bergantung pada benda itu sendiri;
c) perbuatan benda-benda terhadap satu sama lain selalu bersifat interaksi.
Kesimpulan ini ditegaskan dengan mengamati fenomena di alam, teknologi, dan luar angkasa hanya dalam sistem referensi inersia.
Interaksinya berbeda satu sama lain baik secara kuantitatif maupun kualitatif.
Misalnya, jelas bahwa semakin banyak pegas yang mengalami deformasi, semakin besar interaksi kumparannya. Atau semakin dekat jarak dua muatan sejenis, semakin kuat daya tariknya.
Dalam kasus interaksi yang paling sederhana, karakteristik kuantitatifnya adalah kekuatan.
Memaksa- alasan percepatan benda relatif terhadap kerangka acuan inersia atau deformasinya.
Memaksa adalah besaran fisika vektor yang merupakan ukuran percepatan yang diperoleh benda selama interaksi.
Gaya tersebut dicirikan oleh: a) modulus; b) titik penerapan; c) arah.
Satuan gaya adalah newton.
1 newton adalah gaya yang memberikan percepatan 1 m/s pada benda bermassa 1 kg searah aksi gaya tersebut, jika tidak ada benda lain yang bekerja padanya.
Yg dihasilkan beberapa gaya adalah gaya yang aksinya setara dengan aksi gaya-gaya yang digantikannya. Resultannya adalah jumlah vektor semua gaya yang diterapkan pada benda.
R g = F g 1 + F g 2 + ... + F g n.
Berdasarkan data eksperimen, hukum Newton dirumuskan.
hukum kedua Newton. Percepatan gerak suatu benda berbanding lurus dengan resultan semua gaya yang bekerja pada benda, berbanding terbalik dengan massanya dan arahnya sama dengan resultan gaya:
a → = F → /t.
Untuk menyelesaikan permasalahan, undang-undang sering ditulis dalam bentuk: F → =m a → .
Tiket No. 13 Impuls tubuh. Hukum kekekalan momentum.
Rencana respons
1. Dorongan tubuh.
2.Hukum kekekalan momentum.
3. Penggerak jet.
Istirahat dan gerak adalah relatif, kecepatan suatu benda bergantung pada pilihan sistem acuan; menurut hukum kedua Newton, baik benda diam atau bergerak, perubahan kecepatan geraknya hanya dapat terjadi karena pengaruh gaya, yaitu akibat interaksi dengan benda lain. Ada jumlah yang dapat dilestarikan ketika benda berinteraksi. Jumlah ini adalah energi Dan detak .
Dorongan tubuh disebut besaran fisika vektor, yang merupakan ciri kuantitatif gerak translasi suatu benda. Impulsnya ditunjuk r → .
Satuan pulsa r →-kg m/s.
Momentum suatu benda sama dengan hasil kali massa benda dan kecepatannya : p → = t υ → .
Arah vektor pulsa r → bertepatan dengan arah vektor kecepatan benda υ → (Gbr. 1).
 |
Momentum suatu benda mematuhi hukum kekekalan, yang hanya berlaku untuk sistem fisik tertutup.
Dalam mekanika tertutup disebut sistem yang tidak terpengaruh oleh gaya-gaya luar atau aksi gaya-gaya tersebut diberi kompensasi.
Pada kasus ini p → 1 = p → 2, Di mana hal → 1 adalah impuls awal sistem, dan hal → 2- terakhir.
Dalam kasus dua benda yang termasuk dalam sistem, ungkapan ini berbentuk t 1 υ → 1 + t 2 υ → 2 = m 1 υ → 1 " + m 2 υ → 2 ", Di mana t 1 Dan t 2- massa benda, dan υ → 1 dan υ → 2 - kecepatan sebelum interaksi, kamu → 1" Dan kamu → 2"- kecepatan setelah interaksi.
Rumus hukum kekekalan momentum adalah: momentum sistem fisik tertutup kekal dalam interaksi apa pun, terjadi dalam sistem ini.
. Dalam kasus sistem terbuka, momentum benda-benda dalam sistem tidak kekal.
Namun, jika ada arah dalam sistem di mana gaya luar tidak bekerja atau aksinya dikompensasi, maka proyeksi impuls ke arah ini dipertahankan.
Jika waktu interaksinya singkat (tembakan, ledakan, tumbukan), maka selama waktu ini, bahkan dalam kasus sistem terbuka, gaya eksternal sedikit mengubah impuls benda-benda yang berinteraksi.
Studi eksperimental tentang interaksi berbagai benda - dari planet dan bintang hingga atom dan partikel elementer - telah menunjukkan bahwa dalam sistem benda apa pun yang berinteraksi, jika tidak ada tindakan dari benda lain yang tidak termasuk dalam sistem, atau jumlah dari gaya-gaya yang bekerja sama dengan nol, jumlah geometri momentum benda tetap tidak berubah.
Dalam mekanika, hukum kekekalan momentum dan hukum Newton saling berhubungan.
Jika badannya berat T untuk sementara waktu T suatu gaya bekerja dan kecepatan geraknya berubah dari υ → 0 menjadi υ → , maka percepatan geraknya sebuah → tubuh adalah setara sebuah → =(υ → - υ → 0)/ T.
Berdasarkan hukum kedua Newton
untuk kekuatan F → dapat dituliskan F → = ta → = m(υ → - υ → 0) / T, ini menyiratkan
F → t = mυ → - mυ → 0.
F → t- besaran fisika vektor yang mencirikan aksi suatu gaya pada suatu benda selama periode waktu tertentu disebut dorongan kekuasaan. Satuan SI untuk momentum adalah 1H s.
Hukum kekekalan momentum mendasari penggerak jet.
Penggerak jet- Ini Ini adalah pergerakan suatu benda yang terjadi setelah sebagian tubuhnya terpisah dari tubuh.
Contoh: benda bermassa T beristirahat. Beberapa bagian tubuh telah terpisah t 1 dengan kecepatan υ → 1 . Kemudian bagian yang tersisa akan bergerak berlawanan arah dengan kecepatan υ → 2, massa bagian yang tersisa t 2. Memang, jumlah impuls kedua bagian benda sebelum pemisahan adalah nol dan setelah pemisahan akan sama dengan nol:
t 1 υ → 1 + m 2 υ → 2 =0, maka υ → 1 = -m 2 υ → 2 / m 1 .
K. E. Tsiolkovsky mengembangkan teori penerbangan benda bermassa variabel (roket) dalam medan gravitasi seragam dan menghitung cadangan bahan bakar yang diperlukan untuk mengatasi gaya gravitasi.
Ide teknis Tsiolkovsky digunakan dalam penciptaan teknologi roket dan luar angkasa modern. Gerakan menggunakan aliran jet menurut hukum kekekalan momentum merupakan dasar dari mesin hidrojet. Pergerakan banyak moluska laut (gurita, ubur-ubur, cumi-cumi, sotong) juga didasarkan pada prinsip reaktif.
Tiket nomor 17
Hukum gravitasi universal. Gravitasi. Berat badan. Tanpa bobot.
Rencana respons
1. Gaya gravitasi.
2. Hukum gravitasi universal.
3. Arti fisis dari konstanta gravitasi.
4. Gravitasi.
5. Berat badan, kelebihan beban.
6. Tanpa bobot.
Isaac Newton mengemukakan bahwa ada gaya tarik-menarik antar benda di alam.
Kekuatan-kekuatan ini disebut kekuatan gravitasi, atau kekuatan gravitasi universal. Gaya gravitasi universal terwujud di Luar Angkasa, Tata Surya, dan di Bumi. Newton menurunkan rumus:
t 1 t 2
F=G----, Di mana G- koefisien proporsionalitas, disebut gravitasi
R 2
Konstan.
Hukum gravitasi universal: di antara setiap titik material terdapat gaya tarik-menarik yang berbanding lurus dengan produk massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya, yang bekerja sepanjang garis yang menghubungkan titik-titik tersebut.
Arti fisis dari konstanta gravitasi mengikuti hukum gravitasi universal.
Jika t 1 = t 2 = 1kg, R= 1 m, lalu G = F, yaitu konstanta gravitasi sama dengan gaya tarik menarik dua benda bermassa 1 kg pada jarak 1 m.Nilai numerik: G= 6,67 10 -11 N·m 2 /kg 2. Gaya gravitasi universal bekerja di antara benda apa pun di alam, tetapi gaya tersebut menjadi nyata pada massa yang besar. Hukum gravitasi universal hanya dipenuhi untuk titik dan bola material (dalam hal ini, jarak antara pusat bola diambil sebagai jarak).
Jenis gaya gravitasi universal tertentu adalah gaya tarik-menarik benda ke arah Bumi (atau ke planet lain). Kekuatan ini disebut gravitasi.
Di bawah pengaruh gaya ini, semua benda memperoleh percepatan gravitasi. Menurut hukum kedua Newton g = F T /m, karena itu, F T = tg.
Gaya gravitasi selalu mengarah ke pusat bumi.
Di permukaan bumi percepatan gravitasinya adalah 9,831 m/s 2 .
Berat badan disebut gaya yang digunakan suatu benda untuk menekan suatu penyangga atau suspensi sebagai akibat tarikan gravitasi ke planet (Gbr. 1).
Berat badan ditunjukkan hal → . Satuan berat adalah 1 N. Karena berat sama dengan gaya yang bekerja pada tumpuan benda, maka sesuai dengan hukum ketiga Newton, berat terbesar benda sama dengan gaya reaksi tumpuan. Oleh karena itu, untuk mencari berat suatu benda, perlu dicari besarnya gaya reaksi tumpuan.
 |
Beras. 1 Gambar. 2
Mari kita perhatikan kasus ketika benda dan penyangganya tidak bergerak. Dalam hal ini, gaya reaksi dasar dan berat benda sama dengan gaya gravitasi (Gbr. 2):
P → = N → = tg → .
Dalam kasus benda yang bergerak vertikal ke atas bersama-sama dengan tumpuan dengan percepatan, menurut hukum kedua Newton, kita dapat menulis tg → + N → = ta →(Gbr. 3, A).
Dalam proyeksi ke sumbu OH:
-тg + N = ta, dari sini
tidak= t(g+a).
Ketika bergerak vertikal ke atas dengan percepatan, berat benda bertambah dan dicari sesuai rumus R= t(g+a).
Pertambahan berat badan yang disebabkan oleh percepatan gerak suatu penyangga atau suspensi disebut kelebihan muatan.
Dampak kelebihan beban dialami oleh astronot dan pengemudi mobil saat melakukan pengereman mendadak.
 |
Jika suatu benda bergerak ke bawah secara vertikal,
tg → + N → = ta → ; tg - N = ta; N = m(g - a); P = m(g - a),
yaitu, berat ketika bergerak vertikal dengan percepatan akan lebih kecil dari gaya gravitasi (Gbr. 3, b).
Jika benda itu jatuh bebas, dalam hal ini P = (g – g)m = 0
Keadaan suatu benda yang beratnya nol disebut tanpa bobot. Keadaan tanpa bobot diamati pada pesawat terbang atau pesawat ruang angkasa ketika bergerak dengan percepatan jatuh bebas, terlepas dari arah dan nilai kecepatan pergerakannya.
Tiket No. 24 Konversi energi selama getaran mekanis. Getaran bebas dan paksa. Resonansi.
Rencana respons
1. Pengertian gerak osilasi.
2. Getaran bebas.
3. Transformasi energi.
4. Getaran paksa. Getaran mekanis
adalah gerakan tubuh yang diulang secara tepat atau kira-kira dalam interval waktu yang sama. Ciri-ciri utama getaran mekanis adalah: perpindahan, amplitudo, frekuensi, periode. Mengimbangi merupakan penyimpangan dari posisi setimbang. Amplitudo- modul deviasi maksimum dari posisi setimbang. Frekuensi- jumlah osilasi lengkap yang dilakukan per satuan waktu. Periode- waktu satu osilasi penuh, yaitu periode waktu minimum setelah proses diulangi. Periode dan frekuensi dihubungkan dengan hubungan: ν = 1 /T.
Jenis gerak osilasi yang paling sederhana adalah getaran harmonik, di mana besaran osilasi berubah seiring waktu sesuai dengan hukum sinus atau kosinus (Gbr. 1 ).
Bebas disebut osilasi yang terjadi karena energi yang awalnya diberikan tanpa adanya pengaruh eksternal pada sistem yang melakukan osilasi. Misalnya getaran suatu beban pada seutas benang (Gbr. 2).
 |
Beras. 1 Gambar. 2
Mari kita perhatikan proses konversi energi menggunakan contoh osilasi beban pada seutas benang (lihat Gambar 2).
Ketika pendulum menyimpang dari posisi setimbang, pendulum naik ke ketinggian H relatif terhadap tingkat nol, oleh karena itu, pada titik tersebut A bandul mempunyai energi potensial tgh. Saat bergerak menuju posisi setimbang, menuju titik 0, tingginya berkurang menjadi nol, dan kecepatan beban bertambah, dan pada titik tersebut 0 semua energi potensial tgh berubah menjadi energi kinetik itu 2 /2. Pada keadaan setimbang, energi kinetik berada pada titik maksimum dan energi potensial berada pada titik minimum. Setelah melewati posisi setimbang, energi kinetik diubah menjadi energi potensial, kecepatan bandul berkurang dan pada simpangan maksimum dari posisi setimbang menjadi sama dengan nol. Dengan gerak osilasi, transformasi periodik energi kinetik dan potensialnya selalu terjadi.
Dengan getaran mekanis bebas, pasti terjadi kehilangan energi untuk mengatasi gaya resistensi. Jika osilasi terjadi di bawah pengaruh gaya eksternal periodik, maka osilasi tersebut disebut dipaksa. Misalnya orang tua mengayunkan anak di ayunan, piston bergerak di dalam silinder mesin mobil, silet listrik, dan jarum mesin jahit bergetar. Sifat osilasi paksa bergantung pada sifat aksi gaya luar, besarnya, arah, frekuensi aksi, dan tidak bergantung pada ukuran dan sifat benda yang berosilasi. Misalnya, pondasi motor yang dipasanginya melakukan osilasi paksa dengan frekuensi yang hanya ditentukan oleh jumlah putaran motor - dan tidak bergantung pada ukuran pondasi.
Ketika frekuensi gaya eksternal dan frekuensi getaran benda itu sendiri bertepatan, amplitudo getaran paksa meningkat tajam. Fenomena ini disebut resonansi mekanis. Secara grafis, ketergantungan osilasi paksa pada frekuensi gaya luar ditunjukkan pada Gambar 3.
 |
Fenomena resonansi dapat menyebabkan hancurnya mobil, gedung, jembatan jika frekuensi alaminya bertepatan dengan frekuensi gaya yang bekerja secara periodik. Oleh karena itu, misalnya, mesin pada mobil dipasang pada peredam kejut khusus, dan unit militer dilarang mengikuti kecepatan saat bergerak melintasi jembatan.
Dengan tidak adanya gesekan, amplitudo osilasi paksa selama resonansi akan meningkat seiring waktu tanpa batas. Dalam sistem nyata, amplitudo resonansi tunak ditentukan oleh kondisi hilangnya energi selama periode dan kerja gaya eksternal selama waktu yang sama. Semakin sedikit gesekan, semakin besar amplitudo resonansi.
Tiket No.16
Kapasitor. Kapasitansi kapasitor. Penerapan kapasitor.
Rencana respons
1. Pengertian kapasitor.
2. Penunjukan.
3. Kapasitas listrik kapasitor.
4. Kapasitas listrik kapasitor datar.
5. Sambungan kapasitor.
6. Penerapan kapasitor.
Untuk mengakumulasi sejumlah besar muatan listrik berlawanan, kapasitor digunakan.
Kapasitor adalah suatu sistem dua konduktor (pelat) yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik yang ketebalannya kecil dibandingkan dengan ukuran konduktor.
Contohnya, dua pelat logam datar yang diletakkan sejajar dan dipisahkan oleh dielektrik membentuk kapasitor datar.
Jika pelat-pelat suatu kapasitor datar diberi muatan-muatan yang besarnya sama dan berlawanan tanda, maka tegangan antar pelat-pelat tersebut akan dua kali lebih besar dari tegangan satu pelat. Di luar pelat tegangannya nol.
Kapasitor ditunjuk dalam diagram sebagai berikut:
 |
Kapasitas listrik suatu kapasitor adalah nilai yang sama dengan perbandingan muatan pada salah satu pelat dengan tegangan di antara keduanya. Kapasitas listrik ditentukan C.
A-priori DENGAN= q/U. Satuan kapasitansi listrik adalah farad (F).
1 farad adalah kapasitas listrik dari kapasitor tersebut, tegangan antara pelatnya sama dengan 1 volt ketika pelat diisi dengan muatan berlawanan sebesar 1 coulomb.
Kapasitas listrik kapasitor datar ditentukan dengan rumus:
C = ε ε 0 - ,
dimana ε 0 adalah konstanta listrik, ε adalah konstanta dielektrik medium, S adalah luas pelat kapasitor, D- jarak antar pelat (atau ketebalan dielektrik).
Jika kapasitor dihubungkan membentuk baterai, kemudian dengan koneksi paralel CO = C 1 + C 2(Gbr. 1). Untuk koneksi serial
- = - + - (Gbr. 2).
CO C 1 C 2
Tergantung pada jenis dielektriknya, kapasitor dapat berupa udara, kertas, atau mika.
Kapasitor digunakan untuk menyimpan listrik dan menggunakannya selama pelepasan cepat (photo flash), untuk memisahkan rangkaian DC dan AC, pada penyearah, rangkaian osilasi, dan perangkat elektronik lainnya.
 |
Tiket No.15
Kerja dan daya pada rangkaian DC. Gaya gerak listrik. Hukum Ohm untuk rangkaian lengkap.
Rencana respons
1. Pekerjaan saat ini.
2. Hukum Joule-Lenz.
3. Gaya gerak listrik.
4. Hukum Ohm untuk rangkaian lengkap.
Dalam medan listrik dari rumus menentukan tegangan
kamu = A / q
kemudian menghitung kerja perpindahan muatan listrik
SEBUAH = kamu q karena untuk saat ini biayanya q = Saya t
maka pekerjaan saat ini:
A = UIt atau A = Saya 2 Rt = U 2 / R t
Kekuasaan menurut definisi N = A / t karena itu, N = UI = saya 2 R = kamu 2 /R
Hukum Joule-Lenz: Ketika arus melewati suatu penghantar, jumlah kalor yang dilepaskan dalam penghantar berbanding lurus dengan kuadrat kuat arus, hambatan penghantar dan waktu aliran arus, Q = I 2 Rt.
 |
Rangkaian tertutup lengkap adalah rangkaian listrik yang mencakup hambatan luar dan sumber arus (Gbr. 1).
Sebagai salah satu bagian rangkaian, sumber arus mempunyai hambatan yang disebut internal , R.
Agar arus dapat mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, energi tambahan perlu diberikan kepada muatan-muatan dalam sumber arus; energi ini diambil dari kerja memindahkan muatan-muatan, yang dihasilkan oleh gaya-gaya yang berasal dari non-listrik. (gaya luar) melawan gaya medan listrik.
Sumber arus dicirikan oleh EMF - gaya gerak listrik sumber.
EMF - ciri-ciri sumber energi bukan listrik pada suatu rangkaian listrik yang diperlukan untuk memelihara arus listrik di dalamnya .
EMF diukur dengan rasio usaha yang dilakukan oleh gaya luar untuk memindahkan muatan positif sepanjang sirkuit tertutup ke muatan ini
Ɛ = ST / q.
Biarkan itu memakan waktu T muatan listrik akan melewati penampang konduktor Q.
Maka kerja gaya luar pada saat memindahkan muatan dapat dituliskan sebagai berikut: SEBUAH ST = Ɛ q.
Menurut definisi arus q=Saya t,
A ST = Ɛ Saya t
Saat melakukan pekerjaan ini pada bagian internal dan eksternal dari rangkaian, resistansinya R dan r, sebagian panas dilepaskan.
Menurut hukum Joule-Lenz, sama dengan : Q = Saya 2 R t + Saya 2 r t
Menurut hukum kekekalan energi SEBUAH = Q. Karena itu, Ɛ = IR + Ir .
Hasil kali arus dan hambatan suatu bagian rangkaian sering disebut penurunan tegangan Di area ini.
EMF sama dengan jumlah penurunan tegangan di bagian dalam dan luar rangkaian tertutup. TENTANG
Saya = Ɛ / (R + r).
Hubungan ini disebut hukum Ohm untuk rangkaian lengkap
Kuat arus pada suatu rangkaian lengkap berbanding lurus dengan ggl sumber arus dan berbanding terbalik dengan hambatan total rangkaian tersebut. .
Ketika rangkaian terbuka, ggl sama dengan tegangan pada terminal sumber dan oleh karena itu, dapat diukur dengan voltmeter.
Tiket No.12
Interaksi benda bermuatan. hukum Coulomb. Hukum kekekalan muatan listrik.
Rencana respons
1. Muatan listrik.
2. Interaksi benda bermuatan.
3. Hukum kekekalan muatan listrik.
4. Hukum Coulomb.
5. Konstanta dielektrik.
6. Konstanta listrik.
Hukum interaksi atom dan molekul dijelaskan berdasarkan struktur atom, menggunakan model struktur planet.
Di pusat atom terdapat inti bermuatan positif, di sekelilingnya partikel bermuatan negatif berputar dalam orbit tertentu.
Interaksi antar partikel bermuatan disebut elektromagnetik.
Intensitas interaksi elektromagnetik ditentukan oleh kuantitas fisik - muatan listrik, yang dilambangkan dengan Q.
Satuan muatan listrik - liontin (Cl).
1 liontin- ini adalah muatan listrik yang melewati penampang konduktor dalam 1 s, menghasilkan arus 1 A di dalamnya.
Kemampuan muatan listrik untuk saling tarik menarik dan tolak menolak dijelaskan oleh adanya dua jenis muatan.
Salah satu jenis muatan disebut positif, Pembawa muatan positif dasar adalah proton.
Jenis muatan lain disebut negatif, pembawanya adalah elektron. Muatan dasar adalah e = 1,6 × 10 -19 Kl.
Muatan listrik tidak diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya ditransfer dari satu benda ke benda lain.
Fakta ini disebut hukum kekekalan muatan listrik.
Di alam, muatan listrik dengan tanda yang sama tidak muncul atau hilang.
Munculnya dan hilangnya muatan listrik pada benda dalam banyak kasus dijelaskan oleh transisi partikel bermuatan dasar - elektron - dari satu benda ke benda lainnya.
Elektrifikasi- ini adalah pesan muatan listrik ke tubuh.
Elektrifikasi dapat terjadi melalui kontak (gesekan) zat yang berbeda dan selama penyinaran.
Ketika elektrifikasi terjadi di dalam tubuh, terjadi kelebihan atau kekurangan elektron.
Jika terdapat kelebihan elektron maka benda memperoleh muatan negatif, dan jika kekurangan maka benda memperoleh muatan positif.
Hukum dasar elektrostatika ditetapkan secara eksperimental oleh Charles Coulomb:
Modulus gaya interaksi antara dua muatan listrik titik tetap dalam ruang hampa berbanding lurus dengan hasil kali besar muatan-muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
F = kq 1 q 2 / r 2,
dimana q 1 dan q 2 adalah modul muatan, r adalah jarak antar keduanya, k adalah koefisien proporsionalitas, bergantung pada pilihan sistem satuan, dalam SI
k = 9 10 9 N m 2 /Cl 2.
Besaran yang menunjukkan berapa kali gaya interaksi antar muatan dalam ruang hampa lebih besar dibandingkan dalam medium disebut konstanta dielektrik mediumε.
Untuk medium dengan konstanta dielektrik ε, hukum Coulomb: F = k q 1 q 2 /(ε r 2).
Alih-alih koefisien k, sering digunakan koefisien yang disebut koefisien listrik konstanta ε 0 .
Konstanta listrik berhubungan dengan koefisien k sebagai berikut:
k = 1/4πε 0 dan secara numerik sama dengan ε 0 = 8,85 10 -12 C/N m 2
Menggunakan konstanta listrik, hukum Coulomb adalah:
1 q 1 q 2
F = --- ---
4 π ε 0 r 2
Interaksi muatan listrik yang diam disebut elektrostatis, atau Interaksi Coulomb. Gaya Coulomb dapat digambarkan secara grafis (Gbr. 1).
Gaya Coulomb diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan benda-benda bermuatan. Ini adalah gaya tarik menarik untuk tanda muatan yang berbeda dan gaya tolak menolak untuk tanda yang sama.
 |
Penyebab perubahan kecepatan gerak suatu benda selalu karena interaksinya dengan benda lain.
Setelah mesin dimatikan, mobil perlahan melambat dan berhenti. Alasan utama
perubahan kecepatan kendaraan - interaksi rodanya dengan permukaan jalan.
Sebuah bola yang tergeletak tak bergerak di tanah tidak pernah bergerak dengan sendirinya. Kecepatan bola berubah hanya sebagai akibat dari aksi benda lain di atasnya, misalnya kaki pemain sepak bola.
Keteguhan rasio modul akselerasi.
Ketika dua benda berinteraksi, kecepatan benda pertama dan kedua selalu berubah, yaitu kedua benda memperoleh percepatan. Modul percepatan dua benda yang berinteraksi mungkin berbeda, tetapi rasionya tetap untuk interaksi apa pun:
Inersia benda.
Keteguhan rasio modul percepatan dua benda selama interaksinya menunjukkan bahwa benda memiliki sifat tertentu yang bergantung pada percepatannya selama interaksi dengan benda lain. Percepatan suatu benda sama dengan perbandingan perubahan kecepatannya dengan waktu terjadinya perubahan tersebut:
Karena waktu aksi benda satu sama lain adalah sama, perubahan kecepatan lebih besar pada benda yang memperoleh percepatan lebih besar.
Semakin kecil kecepatan suatu benda berubah ketika berinteraksi dengan benda lain, semakin dekat geraknya dengan gerak lurus beraturan karena inersia. Benda seperti itu disebut lebih lembam.
Semua benda mempunyai sifat inersia. Terdiri dari fakta bahwa dibutuhkan beberapa waktu untuk mengubah kecepatan suatu benda ketika berinteraksi dengan benda lain.
Manifestasi sifat inersia suatu benda dapat diamati pada percobaan berikut. Kami menggantung silinder logam pada seutas benang tipis (Gbr. 20, a), dan mengikat benang yang persis sama dari bawah. Pengalaman menunjukkan bahwa dengan ketegangan bertahap pada benang bawah, benang atas putus (Gbr. 20, b). Jika Anda menarik benang bawah dengan tajam, benang atas tetap utuh, tetapi benang bawah putus (Gbr. 20, c). Dalam hal ini, inersia silinder terpengaruh, yang tidak memiliki waktu dalam waktu singkat untuk mengubah kecepatannya secara memadai dan membuat gerakan nyata yang cukup untuk memutus ulir atas.
Massa tubuh.
Sifat suatu benda yang bergantung pada percepatannya ketika berinteraksi dengan benda lain disebut inersia. Ukuran kuantitatif inersia suatu benda adalah massa benda. Semakin banyak massa yang dimiliki suatu benda, semakin kecil percepatan yang diterimanya selama interaksi.
Oleh karena itu, dalam fisika, diasumsikan bahwa rasio massa benda-benda yang berinteraksi sama dengan rasio kebalikan dari modul percepatan:
Satuan massa dalam Sistem Internasional adalah massa standar khusus yang terbuat dari paduan platina dan iridium. Massa standar ini disebut kilogram (kg).
Massa benda apa pun dapat ditemukan dengan menginteraksikan benda tersebut dengan massa standar.
Menurut definisi konsep massa, rasio massa benda-benda yang berinteraksi sama dengan rasio kebalikan dari modul percepatannya (5.2). Dengan mengukur modul percepatan benda dan standar, seseorang dapat mengetahui rasio massa benda terhadap massa standar
Perbandingan massa benda terhadap massa standar sama dengan perbandingan modulus percepatan standar. Ke modul percepatan suatu benda selama interaksinya.
Massa benda dapat dinyatakan melalui massa standar:
Massa suatu benda adalah besaran fisika yang mencirikan kelembamannya.
Pengukuran massa.
Untuk mengukur massa suatu benda dalam ilmu pengetahuan, teknologi, dan praktek sehari-hari, metode membandingkan massa suatu benda dengan massa suatu standar dengan menentukan percepatan suatu benda selama interaksinya jarang digunakan. Metode yang umum digunakan adalah membandingkan massa suatu benda dengan menggunakan skala.
Saat menimbang, kemampuan semua benda untuk berinteraksi dengan Bumi digunakan untuk menentukan massa. Eksperimen telah menunjukkan bahwa benda-benda dengan massa yang sama mempunyai gaya tarik yang sama ke Bumi. Kesetaraan gaya tarik-menarik benda ke Bumi dapat, misalnya, ditentukan oleh regangan pegas yang sama ketika benda-benda dengan massa yang sama digantung secara bergantian darinya.
Dalam mekanika klasik diyakini bahwa:
a) Massa suatu titik material tidak bergantung pada keadaan gerak titik tersebut, karena karakteristiknya yang konstan.
b) Massa adalah besaran tambahan, yaitu. massa suatu sistem (misalnya suatu benda) sama dengan jumlah massa semua titik material yang merupakan bagian dari sistem ini.
c) Massa sistem tertutup tetap tidak berubah selama proses apa pun yang terjadi dalam sistem ini (hukum kekekalan massa).
Kepadatan ρ tubuh pada suatu titik tertentu M disebut rasio massa dm elemen tubuh kecil termasuk titik M, dengan nilainya dV volume elemen ini:
Dimensi unsur yang dipertimbangkan harus sedemikian kecil sehingga dengan mengubah kerapatan dalam batasnya, jarak antarmolekul yang lebih besar dapat dicapai berkali-kali lipat.
Tubuh disebut homogen , jika massa jenisnya sama di semua titiknya. Massa benda homogen sama dengan hasil kali massa jenis dan volumenya:
Massa benda heterogen:
dV,di mana ρ adalah fungsi koordinat, dan integrasi dilakukan pada seluruh volume benda. Kepadatan sedang (ρ) suatu benda tak homogen disebut perbandingan massa terhadap volumenya: (ρ)=m/V.
Pusat massa sistem titik material disebut titik C, vektor radius
yang sama dengan: dan – vektor massa dan jari-jari Saya titik material, n adalah jumlah total titik material dalam sistem, dan m= adalah massa keseluruhan sistem.Kecepatan pusat massa:
Besaran vektor
, sama dengan produk massa suatu titik material dan kecepatannya, disebut impuls, atau jumlah gerakan , poin materi ini. Impuls sistem titik material disebut vektor P, sama dengan jumlah geometri momentum semua titik material sistem:Momentum sistem sama dengan hasil kali massa seluruh sistem dan kecepatan pusat massanya:
hukum kedua Newton
Hukum dasar dinamika suatu titik material adalah hukum kedua Newton, yang menjelaskan bagaimana gerak mekanis suatu titik material berubah di bawah pengaruh gaya yang diterapkan padanya. hukum kedua Newton berbunyi : laju perubahan momentum ρ titik material sama dengan gaya yang bekerja padanya F, yaitu.
, ataudimana m dan v adalah massa dan kecepatan titik material.
Jika beberapa gaya bekerja secara bersamaan pada suatu titik material, maka di bawah gaya tersebut F dalam hukum kedua Newton, Anda perlu memahami jumlah geometri semua gaya yang bekerja - baik reaksi aktif maupun reaksi, mis. kekuatan yang dihasilkan.
Besaran vektor Fdt disebut dasar impuls kekuatan F dalam waktu singkat dt tindakannya. Kekuatan impuls F untuk jangka waktu tertentu mulai dari
to sama dengan integral tertentu:Di mana F, secara umum, bergantung pada waktu T.
Menurut hukum kedua Newton, perubahan momentum suatu titik material sama dengan momentum gaya yang bekerja padanya:
D p= F dt Dan
, adalah nilai momentum titik material pada akhir ( ) dan awal ( ) periode waktu yang ditinjau.Sejak dalam mekanika Newton massa M maka titik material tidak bergantung pada keadaan gerak titik tersebut
Oleh karena itu, ekspresi matematis hukum kedua Newton juga dapat direpresentasikan dalam bentuk
– percepatan suatu titik material, R adalah vektor radiusnya. Oleh karena itu, kata-katanya hukum kedua Newton menyatakan: percepatan suatu titik material searah dengan gaya yang bekerja padanya dan sama dengan rasio gaya tersebut terhadap massa titik material.Percepatan tangensial dan normal suatu material ditentukan oleh komponen gaya yang bersesuaian F
, adalah besarnya vektor kecepatan titik material, dan R– radius kelengkungan lintasannya. Gaya yang memberikan percepatan normal pada suatu titik material diarahkan ke pusat kelengkungan lintasan titik tersebut dan oleh karena itu disebut gaya sentripetal.Jika beberapa gaya bekerja secara bersamaan pada suatu titik material
, lalu percepatannya. Akibatnya, masing-masing gaya yang bekerja secara bersamaan pada suatu titik material memberikan percepatan yang sama seolah-olah tidak ada gaya lain (prinsip independensi aksi kekuatan).Persamaan diferensial gerak suatu titik material disebut persamaan
Dalam proyeksi ke sumbu sistem koordinat kartesius persegi panjang, persamaan ini berbentuk
, ,dimana x, y dan z adalah koordinat titik bergerak.
hukum ketiga Newton. Pergerakan pusat massa
Aksi mekanis benda satu sama lain diwujudkan dalam bentuk interaksinya. Inilah yang dia katakan hukum ketiga Newton: dua titik material bekerja satu sama lain dengan gaya-gaya yang secara numerik sama dan arahnya berlawanan sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik-titik tersebut.
– kekuatan yang bekerja Saya- yu titik materi dari samping k- th, a adalah gaya yang bekerja pada titik material ke-k dari sisi ke-i, kemudian menurut hukum ketiga Newton, gaya-gaya tersebut diterapkan pada titik-titik material yang berbeda dan hanya dapat seimbang hanya jika titik-titik tersebut berada pada titik material yang sama. bodinya benar-benar kokoh.Hukum ketiga Newton merupakan tambahan penting terhadap hukum pertama dan kedua. Hal ini memungkinkan Anda untuk berpindah dari dinamika satu titik material ke dinamika sistem mekanis yang berubah-ubah (sistem titik material). Dari hukum ketiga Newton dapat disimpulkan bahwa dalam sistem mekanis apa pun, jumlah geometri semua gaya dalam sama dengan nol: di mana
– resultan gaya eksternal yang diterapkan Saya poin materi.Dari hukum kedua dan ketiga Newton diperoleh turunan pertama terhadap waktu T dari impuls P sistem mekanik sama dengan vektor utama semua gaya luar yang diterapkan pada sistem,
.Persamaan ini menyatakan hukum perubahan momentum sistem.
Interaksi merupakan suatu tindakan yang bersifat timbal balik. Semua benda mampu berinteraksi satu sama lain menggunakan inersia, gaya, kepadatan materi, dan, pada kenyataannya, interaksi benda. Dalam fisika, aksi dua benda atau sistem benda satu sama lain disebut interaksi. Diketahui bahwa ketika suatu benda mendekat, sifat perilakunya berubah. Perubahan-perubahan ini bersifat timbal balik. Saat benda bergerak terpisah dalam jarak yang cukup jauh, interaksi menghilang.
Ketika suatu benda berinteraksi, akibatnya selalu dirasakan oleh semua benda (bagaimanapun juga, ketika bertindak pada sesuatu, selalu ada pengembalian). Jadi, misalnya, dalam biliar, ketika Anda memukul bola dengan isyarat, bola tersebut terbang jauh lebih kuat daripada isyarat, yang dijelaskan oleh kelembaman benda. Jenis dan tingkat interaksi antar benda ditentukan secara tepat oleh karakteristik ini. Beberapa benda kurang lembam, yang lainnya lebih lembam. Semakin besar massa suatu benda, semakin besar kelembamannya. Benda yang mengubah kecepatannya lebih lambat selama interaksi memiliki massa lebih besar dan lebih inert. Benda yang mengubah kecepatannya lebih cepat memiliki massa yang lebih kecil dan kelembaman yang lebih kecil.
Gaya adalah ukuran yang mengukur interaksi benda. Fisika membedakan empat jenis interaksi yang tidak dapat direduksi satu sama lain: elektromagnetik, gravitasi, kuat dan lemah. Paling sering, interaksi benda terjadi ketika mereka bersentuhan, yang menyebabkan perubahan kecepatan benda-benda ini, yang diukur dengan gaya yang bekerja di antara mereka. Jadi, untuk menggerakkan mobil yang mogok, didorong dengan tangan, perlu dilakukan gaya. Jika Anda harus mendorongnya ke atas, maka akan lebih sulit melakukannya, karena akan membutuhkan lebih banyak tenaga. Pilihan terbaik adalah menerapkan kekuatan yang diarahkan sepanjang jalan. Dalam hal ini, besar dan arah gaya ditunjukkan (perhatikan bahwa gaya adalah besaran vektor).
Interaksi benda-benda juga terjadi di bawah pengaruh gaya mekanis, yang akibatnya adalah gerak mekanis benda atau bagian-bagiannya. Kekuatan bukanlah suatu objek kontemplasi, ia adalah penyebab pergerakan. Setiap tindakan suatu benda dalam hubungannya dengan benda lain diwujudkan dalam gerak. Contoh gaya mekanis yang menghasilkan gerakan adalah apa yang disebut efek “domino”. Domino yang ditempatkan dengan indah akan jatuh satu demi satu, menyebarkan gerakan lebih jauh ke bawah barisan ketika domino pertama didorong. Terjadi perpindahan gerak dari satu bangun diam ke bangun diam lainnya.
Interaksi benda-benda saat bersentuhan tidak hanya menyebabkan perlambatan atau percepatan kecepatannya, tetapi juga deformasi - perubahan volume atau bentuk. Contoh yang mencolok adalah selembar kertas yang terkepal di tangan Anda. Dengan bekerja padanya dengan kekuatan, kita mempercepat pergerakan bagian-bagian lembaran ini dan deformasinya.
Setiap benda menolak deformasi ketika mereka mencoba meregangkan, menekan, atau menekuknya. Kekuatan mulai bekerja dari tubuh yang mencegah hal ini (elastisitas). Gaya elastis diwujudkan dari sisi pegas pada saat diregangkan atau dikompresi. Sebuah beban yang ditarik sepanjang tanah dengan tali mengalami percepatan karena adanya gaya elastis dari tali yang diregangkan.
Interaksi benda-benda ketika meluncur sepanjang permukaan yang memisahkannya tidak menyebabkan deformasi. Dalam kasus, misalnya, pensil meluncur di atas permukaan meja yang halus, atau papan ski atau kereta luncur meluncur di atas salju yang dipadatkan, ada gaya yang bekerja untuk mencegah geseran tersebut. Ini adalah gaya gesekan yang bergantung pada sifat-sifat permukaan benda yang berinteraksi dan gaya yang menekannya satu sama lain.
Interaksi benda juga dapat terjadi dari jarak jauh. Aksi tersebut, disebut juga gravitasi, terjadi di antara semua benda di sekitarnya, yang hanya dapat terlihat jika benda tersebut seukuran bintang atau planet. terbentuk dari gaya tarik gravitasi suatu benda astronomi dan disebabkan oleh rotasinya. Jadi, Bumi menarik Bulan, Matahari menarik Bumi, sehingga Bulan berputar mengelilingi Bumi, dan Bumi selanjutnya berputar mengelilingi Matahari.
Gaya elektromagnetik juga bekerja pada jarak tertentu. Meski tidak menyentuh benda apapun, jarum kompas akan selalu berputar sepanjang garis medan magnet. Contoh aksi gaya elektromagnetik adalah yang sering terjadi pada rambut saat menyisir. Pemisahan muatan di antara keduanya terjadi karena gaya gesekan. Rambut, yang bermuatan positif, mulai saling tolak menolak. Listrik statis seperti ini sering terjadi saat mengenakan sweter atau memakai topi.
Sekarang Anda tahu apa itu interaksi benda (definisinya ternyata cukup luas!).
Pertanyaan 4
Sistem referensi inersia
Kerangka acuan inersia Hukum pertama Newton
Pertanyaan 3
hukum pertama Newton– (hukum inersia) ada kerangka acuan yang relatif terhadap benda yang bergerak translasi, dengan tetap mempertahankan kecepatannya tidak berubah, dalam keadaan diam atau bergerak lurus dan beraturan, jika tidak ditindaklanjuti oleh benda luar atau aksinya sama dengan nol, artinya dikompensasi.
Sistem referensi di mana hukum inersia berlaku: suatu titik material, ketika tidak ada gaya yang bekerja padanya (atau gaya yang saling seimbang bekerja padanya), berada dalam keadaan diam atau gerak linier beraturan. Sistem referensi apa pun yang bergerak terhadap suatu sumbu. HAI. secara progresif, seragam dan lurus, ada juga I. s. HAI. Akibatnya, secara teori, terdapat sejumlah i.s yang sama. o., memiliki sifat penting bahwa dalam semua sistem tersebut hukum fisikanya sama (yang disebut prinsip relativitas).
Interaksi tubuh. Penyebab perubahan kecepatan gerak suatu benda selalu karena interaksinya dengan benda lain.
Setelah mesin dimatikan, mobil perlahan melambat dan berhenti. Penyebab utama perubahan kecepatan kendaraan adalah interaksi roda dengan permukaan jalan.
Sebuah bola yang tergeletak tak bergerak di tanah tidak pernah bergerak dengan sendirinya. Kecepatan bola berubah hanya sebagai akibat dari aksi benda lain di atasnya, misalnya kaki pemain sepak bola.
Keteguhan rasio modul akselerasi. Ketika dua benda berinteraksi, kecepatan benda pertama dan kedua selalu berubah, yaitu kedua benda memperoleh percepatan. Modul percepatan dua benda yang berinteraksi mungkin berbeda, tetapi rasionya tetap untuk interaksi apa pun:
Interaksinya berbeda satu sama lain baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Misalnya, jelas bahwa semakin banyak pegas yang mengalami deformasi, semakin besar interaksi putarannya. Atau semakin dekat dua muatan dengan nama yang sama, semakin kuat daya tariknya. Dalam kasus interaksi yang paling sederhana, karakteristik kuantitatifnya adalah memaksa.
Massa tubuh. Sifat suatu benda yang bergantung pada percepatannya ketika berinteraksi dengan benda lain disebut kelembaman.
Ukuran kuantitatif inersia suatu benda adalah massa benda. Semakin banyak massa yang dimiliki suatu benda, semakin kecil percepatan yang diterimanya selama interaksi.
Oleh karena itu, dalam fisika diterima bahwa rasio massa benda yang berinteraksi sama dengan rasio kebalikan dari modul percepatan:
Satuan massa dalam Sistem Internasional adalah massa standar khusus yang terbuat dari paduan platina dan iridium. Massa standar ini disebut kilogram(kg).
Massa benda apa pun dapat ditemukan dengan menginteraksikan benda tersebut dengan massa standar.
Menurut definisi konsep massa, rasio massa benda-benda yang berinteraksi sama dengan rasio kebalikan dari modul percepatannya (5.2). Dengan mengukur modul percepatan benda dan standarnya, seseorang dapat mengetahui rasio massa benda terhadap massa standar:
Perbandingan massa benda terhadap massa standar sama dengan perbandingan modul percepatan standar dengan modul percepatan benda selama interaksinya.
Massa benda dapat dinyatakan melalui massa standar:
Massa suatu benda adalah besaran fisika yang mencirikan kelembamannya.
Gaya adalah penyebab percepatan suatu benda relatif terhadap kerangka acuan inersia atau deformasinya. Gaya adalah besaran fisika vektor, yang merupakan ukuran percepatan yang diperoleh benda selama interaksi. Gaya tersebut dicirikan oleh: a) modulus; b) titik penerapan; c) arah.
Hukum kedua Newton - gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan hasil kali massa benda dan percepatan yang diberikan oleh gaya tersebut.
