Qual é a interação dos corpos na definição da física. Interação de corpos

Considere o movimento de um carro. Por exemplo, se um carro percorre 15 km a cada quarto de hora (15 minutos), 30 km a cada meia hora (30 minutos) e 60 km a cada hora, considera-se que ele está se movendo uniformemente.

Movimento irregular.

Se um corpo percorre distâncias iguais em quaisquer intervalos de tempo iguais, seu movimento é considerado uniforme.

O movimento uniforme é muito raro. A Terra gira quase uniformemente em torno do Sol; em um ano, a Terra faz uma revolução em torno do Sol.

Quase nunca o motorista do carro deixa de manter a uniformidade do movimento - por diversos motivos, é necessário acelerar ou desacelerar o passeio. O movimento dos ponteiros do relógio (minutos e horas) só parece ser uniforme, o que é fácil de verificar observando o movimento do ponteiro dos segundos. Ela se move e depois para. As outras duas setas se movem exatamente da mesma maneira, apenas lentamente e, portanto, seus solavancos não são visíveis. Moléculas de gases, batendo umas nas outras, param por um tempo, depois aceleram novamente. Nas próximas colisões, já com outras moléculas, voltam a desacelerar seu movimento no espaço.

Estes são todos exemplos de movimento irregular. É assim que o trem se move, afastando-se da estação, passando pelos mesmos intervalos de mais e mais maneiras. Um esquiador ou patinador percorre caminhos iguais em tempos diferentes em competições. É assim que se move um avião decolando, uma porta que se abre, um floco de neve caindo.

Se um corpo percorre caminhos diferentes em intervalos de tempo iguais, seu movimento é chamado de desigual.

Movimentos irregulares podem ser observados experimentalmente. A figura mostra um carrinho com um conta-gotas, do qual as gotas caem em intervalos regulares. Quando o carrinho se move sob a ação de uma carga sobre ele, vemos que as distâncias entre os traços de gotas não são as mesmas. E isso significa que para os mesmos intervalos de tempo o carrinho percorre caminhos diferentes.

Velocidade. Unidades de velocidade.

Costumamos dizer que alguns corpos se movem mais rápido, outros mais devagar. Por exemplo, um turista caminha pela estrada, um carro corre, um avião voa no ar. Suponha que todos eles se movam uniformemente, no entanto, o movimento desses corpos será diferente.

Um carro é mais rápido que um pedestre e um avião é mais rápido que um carro. Em física, a quantidade que caracteriza a velocidade do movimento é chamada de velocidade.

Suponha que um turista percorra 5 km em 1 hora, um carro 90 km e a velocidade de um avião seja 850 km por hora.

A velocidade com um movimento uniforme do corpo mostra a distância que o corpo percorreu por unidade de tempo.

Assim, usando o conceito de velocidade, podemos agora dizer que um turista, um carro e um avião estão se movendo em velocidades diferentes.

Com movimento uniforme, a velocidade do corpo permanece constante.

Se um ciclista percorre 5 s uma distância igual a 25 m, então sua velocidade será igual a 25 m/5s = 5 m/s.

Para determinar a velocidade durante o movimento uniforme, é necessário dividir a trajetória percorrida pelo corpo em um determinado período de tempo por esse período de tempo:

velocidade = caminho/tempo.

A velocidade é denotada pela letra v, o caminho é s, o tempo é t. A fórmula para encontrar a velocidade ficará assim:

A velocidade de um corpo em movimento uniforme é um valor igual à razão entre a trajetória e o tempo durante o qual esta trajetória foi percorrida.

No Sistema Internacional (SI), a velocidade é medida em metros por segundo (m/s).

Isso significa que a unidade de velocidade é a velocidade de um movimento tão uniforme, em que em um segundo o corpo percorre uma distância igual a 1 metro.

A velocidade de um corpo também pode ser medida em quilômetros por hora (km/h), quilômetros por segundo (km/s), centímetros por segundo (cm/s).

Exemplo. Um trem em movimento uniforme percorre uma distância de 108 km em 2 horas. Calcule a velocidade do trem.

Então, s = 108 km; t = 2 h; v=?

Solução. v = s/t, v = 108 km/2 h = 54 km/h. De forma simples e fácil.

Agora, vamos expressar a velocidade do trem em unidades do SI, ou seja, vamos traduzir quilômetros em metros e horas em segundos:

54 km/h = 54.000 m/ 3.600 s = 15 m/s.

Responda: v = 54 km/h, ou 15 m/s.

Nesse caminho, o valor numérico da velocidade depende da unidade selecionada.

A velocidade, além de um valor numérico, tem uma direção.

Por exemplo, se você quiser especificar onde o avião estará localizado após 2 horas, decolando de Vladivostok, precisará especificar não apenas o valor de sua velocidade, mas também seu destino, ou seja, sua direção. Valores que, além de um valor numérico (módulo), também possuem uma direção, são chamados de vetores.

A velocidade é uma grandeza física vetorial.

Todas as grandezas vetoriais são indicadas pelas letras correspondentes com uma seta. Por exemplo, a velocidade é denotada pelo símbolo v com uma seta e o módulo de velocidade pela mesma letra, mas sem a seta v.

Algumas grandezas físicas não têm direção. Eles são caracterizados apenas por um valor numérico. Estes são tempo, volume, comprimento, etc. Eles são escalares.

Se durante o movimento do corpo sua velocidade mudar de uma seção do caminho para outra, esse movimento será desigual. Para caracterizar o movimento não uniforme do corpo, é introduzido o conceito de velocidade média.

Por exemplo, um trem de Moscou a São Petersburgo viaja a uma velocidade de 80 km/h. Que velocidade você quer dizer? Afinal, a velocidade do trem nas paradas é zero, depois de parar aumenta e antes de parar diminui.

Neste caso, o trem se move de forma desigual, o que significa que a velocidade igual a 80 km/h é a velocidade média do trem.

É definida da mesma maneira que a velocidade em movimento uniforme.

Para determinar a velocidade média do corpo durante o movimento irregular, é necessário dividir toda a distância percorrida pelo tempo total do movimento:

Deve-se lembrar que apenas com movimento uniforme, a razão s / t para qualquer período de tempo será constante.

Com o movimento do corpo irregular, a velocidade média caracteriza o movimento do corpo durante todo o período de tempo. Não explica como o corpo se movia em diferentes momentos desse intervalo.

A Tabela 1 mostra as velocidades médias de movimento de alguns corpos.

tabela 1

Velocidades médias de movimento de alguns corpos, a velocidade do som, ondas de rádio e luz.

Cálculo do caminho e tempo de movimento.

Se a velocidade do corpo e o tempo são conhecidos para movimento uniforme, então o caminho percorrido por ele pode ser encontrado.

Como v = s/t, o caminho é determinado pela fórmula

Para determinar o caminho percorrido por um corpo em movimento uniforme, é necessário multiplicar a velocidade do corpo pelo tempo de seu movimento.

Agora, sabendo que s = vt, podemos encontrar o tempo durante o qual o corpo se moveu, ou seja,

Para determinar o tempo de movimento irregular, é necessário dividir o caminho percorrido pelo corpo pela velocidade de seu movimento.

Se o corpo se move de forma desigual, então, conhecendo sua velocidade média de movimento e o tempo durante o qual esse movimento ocorre, eles encontram o caminho:

Usando esta fórmula, você pode determinar o tempo para um movimento corporal irregular:

Inércia.

Observações e experimentos mostram que a velocidade de um corpo não pode mudar por si só.

Experiência com carrinhos. Inércia.

A bola de futebol está no campo. Um jogador de futebol o coloca em movimento com um chute. Mas a própria bola não mudará sua velocidade e não começará a se mover até que outros corpos atuem sobre ela. Uma bala inserida no cano de uma arma não voará até que seja empurrada por gases em pó.

Assim, tanto a bola quanto a bala não têm velocidade própria até que outros corpos atuem sobre elas.

Uma bola de futebol rolando no chão para devido ao atrito no solo.

O corpo reduz sua velocidade e para não por si mesmo, mas sob a influência de outros corpos. Sob a ação de outro corpo, há também uma mudança na direção da velocidade.

Uma bola de tênis muda de direção após bater na raquete. O disco depois de bater no taco de hóquei também muda de direção. A direção do movimento de uma molécula de gás muda quando ela atinge outra molécula ou as paredes de um vaso.

Significa, uma mudança na velocidade de um corpo (magnitude e direção) ocorre como resultado da ação de outro corpo sobre ele.

Vamos fazer um experimento. Vamos colocar o tabuleiro em um ângulo sobre a mesa. Despeje sobre a mesa, a uma curta distância da ponta do tabuleiro, um monte de areia. Coloque o carrinho na tábua inclinada. A carroça, tendo rolado da prancha inclinada, pára rapidamente, batendo na areia. A velocidade do carrinho diminui muito rapidamente. Seu movimento é irregular.

Vamos nivelar a areia e novamente soltar o carrinho da altura anterior. O carrinho agora percorrerá uma distância maior na mesa antes de parar. Sua velocidade muda mais lentamente e o movimento se torna mais uniforme.

Se você remover completamente a areia do caminho do carrinho, apenas o atrito na mesa será um obstáculo ao seu movimento. O carrinho até a parada é ainda mais lento e vai viajar mais do que na primeira e na segunda vez.

Assim, quanto menor for a ação de outro corpo sobre o carrinho, mais tempo será mantida a velocidade de seu movimento e mais próximo estará do uniforme.

Como um corpo se moverá se outros corpos não agem sobre ele? Como isso pode ser determinado pela experiência? Experimentos completos sobre o estudo do movimento dos corpos foram realizados pela primeira vez por G. Galileu. Eles tornaram possível estabelecer que se nenhum outro corpo atua sobre o corpo, então ele está em repouso ou se move em linha reta e uniformemente em relação à Terra.

O fenômeno de manter a velocidade de um corpo na ausência de outros corpos agindo sobre ele é chamado de inércia.

Inércia- do latim inércia- imobilidade, inatividade.

Assim, o movimento de um corpo na ausência da ação de outro corpo sobre ele é chamado de inércia.

Por exemplo, uma bala disparada de uma arma teria voado, mantendo sua velocidade, se não tivesse sido acionada por outro corpo - o ar (ou melhor, as moléculas de gás que estão nele). Como resultado, a velocidade da bala diminui. O ciclista, tendo parado de pedalar, continua a se mover. Ele seria capaz de manter a velocidade de seu movimento se a força de atrito não atuasse sobre ele.

Então, Se nenhum outro corpo age sobre o corpo, então ele se move com velocidade constante.

Interação por telefone.

Você já sabe que com o movimento irregular, a velocidade do corpo muda com o tempo. Uma mudança na velocidade de um corpo ocorre sob a ação de outro corpo.

Experiência com carrinhos. Os carrinhos se movem em relação à mesa.

Vamos fazer um experimento. Anexamos uma placa elástica ao carrinho. Em seguida, dobre-o e amarre-o com um fio. O carrinho está em repouso em relação à mesa. O carrinho se moverá se a placa elástica for endireitada?

Para fazer isso, corte o fio. A placa vai endireitar. O carrinho permanecerá no mesmo lugar.

Então, perto da placa dobrada, colocamos outro carrinho semelhante. Vamos queimar o fio novamente. Depois disso, os dois carrinhos começam a se mover em relação à mesa. Eles vão em direções diferentes.

Para alterar a velocidade do carrinho, era necessário um segundo corpo. A experiência mostrou que a velocidade de um corpo muda apenas como resultado da ação de outro corpo (o segundo carro) sobre ele. Em nossa experiência, observamos que o segundo carrinho também começou a se mover. Ambos começaram a se mover em relação à mesa.

Experiência de barco. Ambos os barcos estão se movendo.

carrinhos agir um no outro, ou seja, eles interagem. Isso significa que a ação de um corpo sobre outro não pode ser unilateral, ambos os corpos agem um sobre o outro, ou seja, eles interagem.

Consideramos o caso mais simples da interação de dois corpos. Ambos os corpos (carrinhos) antes da interação estavam em repouso um em relação ao outro e em relação à mesa.

Experiência de barco. O barco parte na direção oposta ao salto.

Por exemplo, a bala também estava em repouso em relação à arma antes de ser disparada. Ao interagir (durante o tiro), a bala e a arma se movem em direções diferentes. Acontece que o fenômeno - retorna.

Se uma pessoa sentada em um barco empurra outro barco para longe dele, ocorre uma interação. Ambos os barcos estão se movendo.

Se uma pessoa pula do barco para a margem, o barco se move na direção oposta ao salto. O homem afetou o barco. Por sua vez, o barco age sobre uma pessoa. Adquire uma velocidade que se dirige para a costa.

Então, como resultado da interação, ambos os corpos podem mudar sua velocidade.

Massa corporal. Unidade de massa.

Quando dois corpos interagem, as velocidades do primeiro e do segundo corpos sempre mudam.

Experiência com carrinhos. Um é maior que o outro.

Um corpo após a interação adquire uma velocidade que pode diferir significativamente da velocidade de outro corpo. Por exemplo, depois de disparar um arco, a velocidade da flecha é muito maior do que a velocidade que a corda do arco adquire após a interação.

Por que isso está acontecendo? Vamos fazer o experimento descrito no parágrafo 18. Só agora, vamos pegar carrinhos de tamanhos diferentes. Depois que o fio é queimado, os truques se movem em velocidades diferentes. Um carrinho que se move mais lentamente após uma interação é chamado mais massivo. ela tem mais peso. O carrinho, que após a interação se move em maior velocidade, tem uma massa menor. Isso significa que os carrinhos têm massas diferentes.

As velocidades que os carrinhos adquiriram como resultado da interação podem ser medidas. Essas velocidades são usadas para comparar as massas dos carrinhos que interagem.

Exemplo. As velocidades dos carrinhos antes da interação são iguais a zero. Após a interação, a velocidade de um carrinho tornou-se igual a 10 m/s e a velocidade dos outros 20 m/s. Como a velocidade adquirida pelo segundo carrinho, 2 vezes a velocidade do primeiro, então sua massa é 2 vezes menor que a massa do primeiro carrinho.

Se, após a interação, as velocidades dos carrinhos inicialmente em repouso forem as mesmas, então suas massas serão as mesmas. Assim, no experimento mostrado na Figura 42, após a interação, os carrinhos se afastam com velocidades iguais. Portanto, suas massas eram as mesmas. Se após a interação os corpos adquiriram velocidades diferentes, então suas massas são diferentes.

Padrão internacional do quilograma. Na foto: o padrão do quilograma nos EUA.

Quantas vezes a velocidade do primeiro corpo é maior (menor) que a velocidade do segundo corpo, tantas vezes a massa do primeiro corpo é menor (maior) que a massa do segundo.

Quão menos mudança na velocidade do corpo ao interagir, maior a massa que tem. Tal corpo é chamado mais inerte.

E vice-versa do que mais mudanças na velocidade do corpo ao interagir, quanto menos massa tiver, mais menos isto inerte.

Isso significa que todos os corpos são caracterizados pela propriedade de alterar sua velocidade de diferentes maneiras durante a interação. Essa propriedade é chamada inércia.

A massa de um corpo é uma grandeza física que caracteriza sua inércia.

Você deve saber que qualquer corpo: a Terra, uma pessoa, um livro, etc. - tem massa.

A massa é denotada pela letra m. A unidade de massa do SI é o quilograma ( 1 kg).

Quilogramaé a massa do padrão. O padrão é feito de uma liga de dois metais: platina e irídio. O padrão internacional do quilograma é mantido em Sevres (perto de Paris). Mais de 40 cópias exatas foram feitas a partir do padrão internacional e enviadas para diferentes países. Uma das cópias da norma internacional está em nosso país, no Instituto de Metrologia. D. I. Mendeleev em São Petersburgo.

Na prática, outras unidades de massa também são usadas: tonelada (t), grama (G), miligrama (mg).

1 t	= 1000 kg (10 3 kg)	1g	= 0,001 kg (10 -3 kg)
1 kg	= 1000 g (10 3 g)	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)

No futuro, ao estudar física, o conceito de massa será revelado mais profundamente.

Medição do peso corporal na balança.

Para medir o peso corporal, o método descrito no parágrafo 19 pode ser usado.

Escalas educacionais.

Comparando as velocidades adquiridas pelos corpos durante a interação, determine quantas vezes a massa de um corpo é maior (ou menor) que a massa de outro. É possível medir a massa de um corpo dessa maneira se a massa de um dos corpos em interação for conhecida. Dessa forma, as massas dos corpos celestes, assim como as moléculas e os átomos, são determinadas na ciência.

Na prática, o peso corporal pode ser medido usando balanças. As escalas são de vários tipos: educacionais, médicas, analíticas, farmacêuticas, eletrônicas, etc.

Conjunto especial de pesos.

Considere escalas de treinamento. A parte principal de tais escalas é o balancim. Uma seta é anexada ao meio do balancim - um ponteiro que se move para a direita ou para a esquerda. Os copos são suspensos nas extremidades do balancim. Em que condições as balanças estarão em equilíbrio?

Coloquemos os carrinhos usados na experiência nos pratos da balança (ver § 18). como durante a interação os carrinhos adquiriram as mesmas velocidades, descobrimos que suas massas são as mesmas. Portanto, a balança estará em equilíbrio. Isso significa que as massas dos corpos sobre a balança são iguais entre si.

Agora, em um prato de balança, colocamos o corpo, cuja massa deve ser encontrada. Colocaremos pesos no outro, cujas massas são conhecidas, até que a balança esteja em equilíbrio. Portanto, a massa do corpo pesado será igual à massa total dos pesos.

Ao pesar, é usado um conjunto especial de pesos.

Várias balanças são projetadas para pesar corpos diferentes, tanto muito pesados quanto muito leves. Assim, por exemplo, com a ajuda de balanças de vagão, é possível determinar a massa de um vagão de 50 toneladas a 150 toneladas. A massa de um mosquito, igual a 1 mg, pode ser encontrada usando uma balança analítica.

A densidade da matéria.

Pese dois cilindros de igual volume. Um é alumínio e o outro é chumbo.

Os corpos que nos cercam são compostos de várias substâncias: madeira, ferro, borracha e assim por diante.

A massa de qualquer corpo depende não apenas de seu tamanho, mas também de qual substância ele consiste. Portanto, corpos com os mesmos volumes, mas constituídos por substâncias diferentes, têm massas diferentes.

Vamos fazer este experimento. Pese dois cilindros de mesmo volume, mas constituídos de substâncias diferentes. Por exemplo, um é alumínio, o outro é chumbo. A experiência mostra que a massa do alumínio é menor que o chumbo, ou seja, o alumínio é mais leve que o chumbo.

Ao mesmo tempo, corpos com as mesmas massas, constituídos por substâncias diferentes, têm volumes diferentes.

Uma viga de ferro pesando 1 tonelada ocupa 0,13 metros cúbicos. E gelo pesando 1 tonelada tem um volume de 1,1 metros cúbicos.

Assim, uma barra de ferro com massa de 1 t ocupa um volume de 0,13 m 3 e gelo com a mesma massa de 1 t - um volume de 1,1 m 3. O volume de gelo é quase 9 vezes o volume de uma barra de ferro. Isso ocorre porque substâncias diferentes podem ter densidades diferentes.

Segue-se que corpos com um volume de, por exemplo, 1 m 3 cada, constituídos por substâncias diferentes, têm massas diferentes. Vamos dar um exemplo. O alumínio com um volume de 1 m 3 tem uma massa de 2700 kg, o chumbo do mesmo volume tem uma massa de 11.300 kg. Ou seja, com o mesmo volume (1 m 3), o chumbo tem uma massa que excede a massa do alumínio em cerca de 4 vezes.

A densidade mostra qual é a massa de uma substância, tomada em um determinado volume.

Como você pode encontrar a densidade de uma substância?

Exemplo. A laje de mármore tem um volume de 2m 3 e sua massa é de 5400 kg. É necessário determinar a densidade do mármore.

Então, sabemos que o mármore com um volume de 2 m 3 tem uma massa de 5400 kg. Isso significa que 1 m 3 de mármore terá uma massa 2 vezes menor. No nosso caso - 2700 kg (5400: 2 = 2700). Assim, a densidade do mármore será igual a 2700 kg por 1 m 3.

Assim, se a massa do corpo e seu volume são conhecidos, a densidade pode ser determinada.

Para encontrar a densidade de uma substância, é necessário dividir a massa do corpo pelo seu volume.

A densidade é uma quantidade física que é igual à razão entre a massa de um corpo e seu volume:

densidade = massa/volume.

Denotamos as quantidades incluídas nesta expressão por letras: a densidade da substância - ρ (letra grega "ro"), a massa do corpo - m, seu volume - V. Então obtemos a fórmula para calcular a densidade:

A unidade SI para a densidade de uma substância é quilograma por metro cúbico (1kg/m3).

A densidade de uma substância é frequentemente expressa em gramas por centímetro cúbico (1g/cm3).

Se a densidade de uma substância for expressa em kg/m 3, então ela pode ser convertida em g/cm 3 da seguinte forma.

Exemplo. A densidade da prata é 10.500 kg/m3. Expresse em g/cm 3.

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

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

Então ρ \u003d 10.500 kg / m 3 \u003d 10,5 * 10 6 / 10 6 g / cm 3 \u003d 10,5 g / cm 3.

Deve-se lembrar que a densidade da mesma substância nos estados sólido, líquido e gasoso é diferente. Assim, a densidade do gelo é de 900 kg/m 3, da água de 1000 kg/m 3 e do vapor de água - 0,590 kg/m 3. Embora todos estes sejam estados da mesma substância - água.

Abaixo estão tabelas de densidades de alguns sólidos, líquidos e gases.

mesa 2

Densidades de alguns sólidos (à pressão atmosférica padrão, t = 20 °C)

Sólido	ρ, kg/m3	ρ, g/cm3	Sólido	ρ, kg/m3	ρ, g/cm3
Ósmio	22 600	22,6	Mármore	2700	2,7
Irídio	22 400	22,4	Vidro da janela	2500	2,5
Platina	21 500	21,5	Porcelana	2300	2,3
Ouro	19 300	19,3	Concreto	2300	2,3
Conduzir	11 300	11,3	Tijolo	1800	1,8
Prata	10 500	10,5	Açúcar refinado	1600	1,6
Cobre	8900	8,9	acrílico	1200	1,2
Latão	8500	8,5	Kapron	1100	1,1
Aço ferro	7800	7,8	Polietileno	920	0,92
Lata	7300	7,3	Parafina	900	0,90
Zinco	7100	7,2	Gelo	900	0,90
Ferro fundido	7000	7	Carvalho (seco)	700	0,70
Corindo	4000	4	Pinho (seco)	400	0,40
Alumínio	2700	2,7	Cortiça	240	0,24

Tabela 3

Densidades de alguns líquidos (na pressão atmosférica padrão t = 20 °C)

Tabela 4

Densidades de alguns gases (à pressão atmosférica padrão t = 20 °C)

Cálculo de massa e volume por sua densidade.

Conhecer a densidade das substâncias é muito importante para vários propósitos práticos. Ao projetar uma máquina, um engenheiro pode calcular antecipadamente a massa da futura máquina com base na densidade e no volume do material. O construtor pode determinar qual será a massa do edifício em construção.

Portanto, conhecendo a densidade de uma substância e o volume de um corpo, sempre se pode determinar sua massa.

Como a densidade de uma substância pode ser encontrada pela fórmula ρ = m/V, então a partir daqui você pode encontrar a massa, ou seja.

m = ρV.

Para calcular a massa de um corpo, se seu volume e densidade são conhecidos, é necessário multiplicar a densidade pelo volume.

Exemplo. Determine a massa da peça de aço, o volume é 120 cm 3.

De acordo com a tabela 2, descobrimos que a densidade do aço é 7,8 g/cm 3 . Vamos anotar a condição do problema e resolvê-lo.

Dado:

V \u003d 120 cm3;

ρ \u003d 7,8 g / cm 3;

Solução:

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

Responda: m= 936

Se a massa do corpo e sua densidade são conhecidas, então o volume do corpo pode ser expresso pela fórmula m = ρV, ou seja volume corporal será:

V = m/ρ.

Para calcular o volume de um corpo, se sua massa e densidade são conhecidas, é necessário dividir a massa pela densidade.

Exemplo. A massa de óleo de girassol que enche a garrafa é de 930 g. Determine o volume da garrafa.

De acordo com a tabela 3, verificamos que a densidade do óleo de girassol é de 0,93 g/cm 3 .

Vamos anotar a condição do problema e resolvê-lo.

Dado:

ρ \u003d 0,93 g / cm 3

Solução:

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

Responda: V= 1l.

Para determinar o volume, uma fórmula é usada, como regra, nos casos em que o volume é difícil de encontrar usando medições simples.

Força.

Cada um de nós se depara constantemente com vários casos da ação dos corpos uns sobre os outros. Como resultado da interação, a velocidade de movimento de um corpo muda. Você já sabe que a velocidade de um corpo muda quanto mais, menos sua massa. Vejamos alguns exemplos para provar isso.

Ao empurrar o carrinho com as mãos, podemos colocá-lo em movimento. A velocidade do carrinho muda sob a ação da mão humana.

Um pedaço de ferro sobre uma rolha mergulhada em água é atraído por um ímã. Um pedaço de ferro e uma rolha mudam de velocidade sob a influência de um ímã.

Atuando na mola com a mão, você pode comprimi-la. Primeiro, a extremidade da mola entra em movimento. Em seguida, o movimento é transferido para o resto de suas partes. Uma mola comprimida, quando endireitada, pode, por exemplo, colocar uma bola em movimento.

Quando a mola é comprimida, a mão humana era o corpo atuante. Quando a mola é estendida, o corpo atuante é a própria mola. Ele coloca a bola em movimento.

Com uma raquete ou uma mão, você pode parar ou mudar a direção de uma bola voadora.

Em todos os exemplos dados, um corpo sob a ação de outro corpo começa a se mover, para ou muda a direção de seu movimento.

Nesse caminho, A velocidade de um corpo muda quando ele interage com outros corpos.

Muitas vezes não é indicado qual órgão e como atuou neste órgão. Apenas diz que uma força agindo ou aplicada a um corpo. Assim, a força pode ser considerada como a razão para a mudança de velocidade.

Ao empurrar o carrinho com as mãos, podemos colocá-lo em movimento.

Experimente com um pedaço de ferro e um ímã.

Experiência de primavera. Colocamos a bola em movimento.

Experiência com raquete e bola voadora.

A força que atua sobre o corpo pode não apenas alterar a velocidade de seu corpo, mas também de suas partes individuais.

Uma prancha apoiada em suporte cede se uma pessoa se sentar nela.

Por exemplo, se você pressionar os dedos em uma borracha ou um pedaço de plasticina, ele encolherá e mudará de forma. É chamado deformação.

Deformação é qualquer alteração na forma e tamanho do corpo.

Vamos dar outro exemplo. Uma prancha apoiada em suportes cede se uma pessoa se sentar nela, ou qualquer outra carga. O meio do tabuleiro se move uma distância maior do que as bordas.

Sob a ação de uma força, a velocidade de diferentes corpos ao mesmo tempo pode mudar da mesma maneira. Para fazer isso, é necessário aplicar diferentes forças a esses corpos.

Assim, para colocar um caminhão em movimento, é necessária mais potência do que para um carro. Isso significa que o valor numérico da força pode ser diferente: maior ou menor. O que é força?

A força é uma medida da interação dos corpos.

A força é uma quantidade física, o que significa que pode ser medida.

No desenho, a força é exibida como um segmento de linha reta com uma seta no final.

A força, como a velocidade, é grandeza vetorial. Caracteriza-se não apenas pelo valor numérico, mas também pela direção. A força é denotada pela letra F com uma seta (como lembramos, a seta indica a direção), e seu módulo também é a letra F, mas sem a seta.

Ao falar de força, é importante indicar em qual ponto do corpo a força atuante é aplicada.

No desenho, a força é representada como um segmento de linha reta com uma seta no final. O início do segmento - o ponto A é o ponto de aplicação da força. O comprimento do segmento denota condicionalmente o módulo de força em uma determinada escala.

Então, O resultado de uma força agindo sobre um corpo depende de seu módulo, direção e ponto de aplicação.

O fenômeno da atração. Gravidade.

Vamos soltar a pedra de nossas mãos - ela cairá no chão.

Se você soltar uma pedra de suas mãos, ela cairá no chão. O mesmo acontecerá com qualquer outro organismo. Se a bola é lançada na direção horizontal, ela não voa reta e uniformemente. Sua trajetória será uma linha curva.

A pedra voa em uma linha curva.

Um satélite artificial da Terra também não voa em linha reta, ele voa ao redor da Terra.

Um satélite artificial está se movendo ao redor da Terra.

Qual é a razão para os fenômenos observados? E aqui está o quê. Uma força atua sobre esses corpos - a força de atração para a Terra. Devido à atração pela Terra, os corpos caem, elevados acima da Terra e depois abaixados. E também, por causa dessa atração, caminhamos sobre a Terra e não voamos para o Espaço sem fim, onde não há ar para respirar.

As folhas das árvores caem no chão porque o chão as puxa. Devido à atração pela Terra, a água flui nos rios.

A Terra atrai para si quaisquer corpos: casas, pessoas, a Lua, o Sol, a água dos mares e oceanos, etc. Por sua vez, a Terra é atraída por todos esses corpos.

A atração existe não apenas entre a Terra e os corpos listados. Todos os corpos são atraídos uns pelos outros. A lua e a terra são atraídas uma pela outra. A atração da Terra pela Lua causa o fluxo e refluxo da água. Enormes massas de água sobem nos oceanos e mares duas vezes por dia por muitos metros. Você está bem ciente de que a Terra e outros planetas se movem ao redor do Sol, sendo atraídos por ele e uns pelos outros.

A atração de todos os corpos do universo entre si é chamada de gravitação universal.

O cientista inglês Isaac Newton foi o primeiro a provar e estabelecer a lei da gravitação universal.

De acordo com esta lei, a força de atração entre os corpos é maior, quanto maior a massa desses corpos. As forças de atração entre os corpos diminuem à medida que a distância entre eles aumenta.

Para todos os que vivem na Terra, um dos valores mais importantes é a força de atração para a Terra.

A força com que a Terra puxa um corpo para si mesma é chamada gravidade.

A força da gravidade é indicada pela letra F com o índice: Ftyazh. Sempre aponta verticalmente para baixo.

O globo é ligeiramente achatado nos pólos, de modo que os corpos nos pólos estão localizados um pouco mais perto do centro da Terra. Portanto, a gravidade no pólo é ligeiramente maior do que no equador, ou em outras latitudes. A força da gravidade no topo da montanha é um pouco menor do que no seu pé.

A força da gravidade é diretamente proporcional à massa de um determinado corpo.

Se compararmos dois corpos com massas diferentes, então o corpo com maior massa é mais pesado. Um corpo com menos massa é mais leve.

Quantas vezes a massa de um corpo é maior que a massa de outro corpo, o mesmo número de vezes que a força da gravidade que age no primeiro corpo é maior que a força da gravidade que age no segundo. Quando as massas dos corpos são as mesmas, então as forças da gravidade que atuam sobre eles são as mesmas.

Força elástica. Lei de Hooke.

Você já sabe que todos os corpos da Terra são afetados pela gravidade.

Um livro sobre uma mesa também é afetado pela gravidade, mas não cai sobre a mesa, mas está em repouso. Vamos pendurar o corpo em um fio. Não vai cair.

Lei de Hooke. Uma experiência.

Por que os corpos repousam em um suporte ou suspensos em um fio? Aparentemente, a força da gravidade é equilibrada por alguma outra força. O que é esse poder e de onde ele vem?

Vamos fazer um experimento. No meio de uma placa localizada horizontalmente, localizada em suportes, colocamos um peso. Sob a influência da gravidade, o peso começará a se mover para baixo e dobrar a prancha, ou seja, placa está deformada. Nesse caso, surge uma força com a qual a placa atua sobre o corpo localizado nela. A partir dessa experiência, podemos concluir que, além da força da gravidade direcionada verticalmente para baixo, outra força atua sobre o peso. Essa força é direcionada verticalmente para cima. Ela equilibrou a força da gravidade. Essa força é chamada força de elasticidade.

Assim, a força que surge no corpo como resultado de sua deformação e tende a retornar o corpo à sua posição original é chamada de força elástica.

A força elástica é denotada pela letra F com o índice Fupr.

Quanto mais o suporte (tábua) dobrar, maior será a força elástica. Se a força elástica se tornar igual à força da gravidade agindo sobre o corpo, então o suporte e o corpo param.

Agora vamos pendurar o corpo no fio. A linha (suspensão) é esticada. No fio (suspensão), assim como no suporte, surge uma força elástica. Quando a suspensão é esticada, a força elástica será igual à força da gravidade, então o estiramento para. A força elástica surge apenas quando os corpos são deformados. Se a deformação do corpo desaparece, a força elástica também desaparece.

Experimente um corpo suspenso por um fio.

As deformações são de diferentes tipos: tração, compressão, cisalhamento, flexão e torção.

Já encontramos dois tipos de deformação - compressão e flexão. Você estudará esses e outros tipos de deformação com mais detalhes no ensino médio.

Agora vamos tentar descobrir do que depende a força elástica.

cientista inglês Robert Hooke , contemporâneo de Newton, estabeleceu como a força elástica depende da deformação.

Considere a experiência. Pegue um cordão de borracha. Fixamos uma extremidade em um tripé. O comprimento original da corda era l 0 . Se você pendurar um copo com um peso na extremidade livre do cordão, o cordão se alongará. Seu comprimento se tornará igual a l. A extensão do cabo pode ser encontrada assim:

Se você alterar os pesos no copo, o comprimento do cordão também mudará, o que significa que seu alongamento Δl.

A experiência mostrou que o módulo da força elástica em tração (ou compressão) do corpo é diretamente proporcional à mudança no comprimento do corpo.

Esta é a lei de Hooke. A lei de Hooke é escrita da seguinte forma:

Fcontrol \u003d -kΔl,

O peso de um corpo é a força com que um corpo, devido à atração pela Terra, atua sobre um suporte ou suspensão.

onde Δl é o alongamento do corpo (mudança em seu comprimento), k é o coeficiente de proporcionalidade, que é chamado rigidez.

A rigidez de um corpo depende de sua forma e dimensões, bem como do material de que é feito.

A lei de Hooke é válida apenas para deformação elástica. Se, após a cessação das forças que deformam o corpo, ele retorna à sua posição original, então a deformação é elástico.

Você aprenderá mais sobre a lei de Hooke e os tipos de deformações no ensino médio.

Peso corporal.

Na vida cotidiana, o conceito de "peso" é usado com muita frequência. Vamos tentar descobrir qual é esse valor. Em experimentos, quando o corpo era colocado em um suporte, não apenas o suporte era comprimido, mas também o corpo atraído pela Terra.

Um corpo deformado e comprimido pressiona um suporte com uma força chamada peso corporal . Se o corpo estiver suspenso em um fio, não apenas o fio será esticado, mas o próprio corpo.

O peso de um corpo é a força com que um corpo, devido à atração pela Terra, atua sobre um suporte ou suspensão.

O peso corporal é uma grandeza física vetorial e é denotado pela letra P com uma seta acima desta letra, apontando para a direita.

No entanto, deve-se lembrar que a força da gravidade é aplicada ao corpo e o peso é aplicado ao suporte ou suspensão.

Se o corpo e o suporte estão imóveis ou se movem de maneira uniforme e retilínea, então o peso do corpo em seu valor numérico é igual à força da gravidade, ou seja,

P = Ft.

Deve-se lembrar que a gravidade é o resultado da interação do corpo e da Terra.

Assim, o peso do corpo é o resultado da interação do corpo e do suporte (suspensão). O suporte (suspensão) e o corpo são assim deformados, o que leva ao aparecimento de uma força elástica.

Unidades de poder. Relação entre gravidade e massa corporal.

Você já sabe que a força é uma quantidade física. Além do valor numérico (módulo), tem uma direção, ou seja, é uma grandeza vetorial.

A força, como qualquer quantidade física, pode ser medida, comparada com a força tomada como unidade.

As unidades de grandezas físicas são sempre escolhidas condicionalmente. Assim, qualquer força pode ser tomada como uma unidade de força. Por exemplo, você pode tomar como unidades de força a força elástica de uma mola esticada até um certo comprimento. A unidade de força é a força da gravidade que age sobre um corpo.

Você conhece isso força provoca uma mudança na velocidade do corpo. É por isso Uma unidade de força é uma força que altera a velocidade de um corpo de 1 kg em 1 m/s em 1 s.

Em homenagem ao físico inglês Newton, esta unidade é nomeada newton (1N). Outras unidades são frequentemente usadas quilonewtons (kN), millinewtons (mN):

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

Vamos tentar determinar a magnitude da força em 1 N. Está estabelecido que 1 N é aproximadamente igual à força da gravidade que atua sobre um corpo com massa de 1/10 kg, ou mais precisamente 1/9,8 kg (ou seja, , cerca de 102 g).

Deve ser lembrado que a força da gravidade que atua sobre um corpo depende da latitude geográfica em que o corpo está localizado. A força da gravidade muda à medida que a altura acima da superfície da Terra muda.

Se se sabe que a unidade de força é 1 N, então como calcular a força da gravidade que atua sobre um corpo de qualquer massa?

Sabe-se que quantas vezes a massa de um corpo é maior que a massa de outro corpo, o mesmo número de vezes que a força da gravidade que atua no primeiro corpo é maior que a força da gravidade que atua no segundo corpo. Assim, se um corpo de massa 1/9,8 kg sofre a ação de uma força da gravidade igual a 1 N, então um corpo de 2/9,8 kg sofrerá a ação de uma força da gravidade igual a 2 N.

Em um corpo pesando 5 / 9,8 kg - gravidade igual a - 5 N, 5,5 / 9,8 kg - 5,5 N, etc. Em um corpo pesando 9,8 / 9,8 kg - 9, 8 N.

Desde 9,8 / 9,8 kg \u003d 1 kg, então um corpo com massa de 1 kg sofrerá a ação de uma força da gravidade igual a 9,8 N. O valor da força da gravidade que atua sobre um corpo de massa de 1 kg pode ser escrito da seguinte forma: 9,8 N/kg.

Assim, se uma força igual a 9,8 N atua em um corpo de massa de 1 kg, então uma força 2 vezes maior atuará em um corpo de massa de 2 kg. Será igual a 19,6 N, e assim por diante.

Assim, para determinar a força da gravidade agindo sobre um corpo de qualquer massa, é necessário multiplicar 9,8 N/kg pela massa desse corpo.

O peso corporal é expresso em quilogramas. Então obtemos isso:

Ft = 9,8 N/kgm.

O valor de 9,8 N/kg é denotado pela letra g, e a fórmula da gravidade será:

onde m é a massa, g é chamado aceleração de queda livre. (O conceito de aceleração de queda livre será dado na 9ª série.)

Ao resolver problemas em que não é necessária grande precisão, g \u003d 9,8 N / kg é arredondado para 10 N / kg.

Você já sabe que P = Fstrand se o corpo e o suporte estiverem estacionários ou se moverem uniformemente e em linha reta. Portanto, o peso corporal pode ser determinado pela fórmula:

Exemplo. Há um bule com água pesando 1,5 kg sobre a mesa. Determine a força da gravidade e o peso da chaleira. Mostre essas forças na figura 68.

Dado:

g ≈ 10 N/kg

Solução:

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

Responda: Fstrand = P = 15 N.

Agora vamos representar as forças graficamente. Vamos escolher a escala. Seja 3 N igual a um segmento de 0,3 cm de comprimento, então uma força de 15 N deve ser desenhada com um segmento de 1,5 cm de comprimento.

Deve-se ter em mente que a gravidade atua sobre o corpo e, portanto, é aplicada ao próprio corpo. O peso atua sobre o suporte ou suspensão, ou seja, é aplicado ao suporte, no nosso caso, à mesa.

Dinamômetro.

O dinamômetro mais simples.

Na prática, muitas vezes é necessário medir a força com que um corpo age sobre outro. Um instrumento usado para medir a força é chamado dinamômetro (do grego. dinamis- força, metro- a medida).

Os dinamômetros vêm em uma variedade de dispositivos. Sua parte principal é uma mola de aço, que recebe uma forma diferente dependendo da finalidade do dispositivo. O dispositivo do dinamômetro mais simples é baseado na comparação de qualquer força com a força elástica da mola.

O dinamômetro mais simples pode ser feito de uma mola com dois ganchos montados em uma prancha. Um ponteiro é preso à extremidade inferior da mola e uma tira de papel é colada na placa.

Marque no papel com um traço a posição do ponteiro quando a mola não estiver esticada. Esta marca será a divisão zero.

Dinamômetro manual - medidor de potência.

Em seguida, penduraremos um peso de 1/9,8 kg, ou seja, 102 g, do gancho. Uma força de gravidade de 1 N atuará sobre essa carga. Sob a ação dessa força (1 N), a mola se esticará, o ponteiro vai descer. Marcamos sua nova posição no papel e colocamos o número 1. Depois disso, penduramos a carga com uma massa de 204 g e colocamos a marca 2. Isso significa que nesta posição a força elástica da mola é de 2 N. Tendo suspendido a carga com uma massa de 306 g, marcamos 3 e t d.

Para aplicar décimos de newton, é necessário aplicar divisões - 0,1; 0,2; 0,3; 0,4, etc. Para isso, as distâncias entre cada marca inteira são divididas em dez partes iguais. Isso pode ser feito, dado que a força elástica da mola Fupr aumenta tantas vezes quanto seu alongamento Δl aumenta. Isso decorre da lei de Hooke: Fupr \u003d kΔl, ou seja, a força de elasticidade do corpo durante a tensão é diretamente proporcional à mudança no comprimento do corpo.

Dinamômetro de tração.

Uma mola graduada será o dinamômetro mais simples.

Com a ajuda de um dinamômetro, não apenas a gravidade é medida, mas também outras forças, como força elástica, força de atrito, etc.

Assim, por exemplo, para medir a força de vários grupos musculares humanos, dinamômetros médicos.

Para medir a força muscular da mão ao apertar a mão em punho, um manual dinamômetro - medidor de potência .

Mercúrio, hidráulicos, elétricos e outros dinamômetros também são usados.

Recentemente, os dinamômetros elétricos têm sido amplamente utilizados. Eles têm um sensor que converte a deformação em um sinal elétrico.

Para medir grandes forças, como, por exemplo, as forças de tração de tratores, tratores, locomotivas, rebocadores marítimos e fluviais, dinamômetros de tração . Eles podem medir forças de até várias dezenas de milhares de newtons.

Em cada um desses casos, é possível substituir várias forças realmente aplicadas ao corpo por uma força equivalente em seu efeito a essas forças.

Uma força que produz o mesmo efeito em um corpo que várias forças atuando simultaneamente é chamada de resultante dessas forças.

Encontre a resultante dessas duas forças que atuam sobre o corpo em uma linha reta em uma direção.

Vamos nos voltar para a experiência. Na mola, um abaixo do outro, penduraremos dois pesos com massa de 102 g e 204 g, ou seja, pesando 1 N e 2 N. Observe o comprimento sobre o qual a mola é esticada. Vamos remover esses pesos e substituí-los por um peso, que estica a mola no mesmo comprimento. O peso desta carga é de 3 N.

A experiência mostra que: a resultante das forças dirigidas ao longo de uma linha reta na mesma direção, e seu módulo é igual à soma dos módulos das forças componentes.

Na figura, a resultante das forças que atuam sobre o corpo é indicada pela letra R, e os termos da força são indicados pelas letras F 1 e F 2. Nesse caso

Vamos agora descobrir como encontrar a resultante de duas forças que atuam sobre o corpo ao longo de uma linha reta em direções diferentes. O corpo é uma mesa de dinamômetro. Vamos colocar um peso de 5 N na mesa, ou seja, atua sobre ela com uma força de 5 N direcionada para baixo. Amarramos um fio à mesa e agimos sobre ele com uma força igual a 2 N direcionada para cima. Então o dinamômetro mostrará uma força de 3 N. Essa força é resultante de duas forças: 5 N e 2N.

Então, a resultante de duas forças dirigidas ao longo da mesma linha reta em sentidos opostos é direcionada para a força maior em valor absoluto, e seu módulo é igual à diferença entre os módulos das forças componentes(arroz.):

Se duas forças iguais e opostas são aplicadas a um corpo, então a resultante dessas forças é zero. Por exemplo, se em nosso experimento a extremidade for puxada com uma força de 5 N, a agulha do dinamômetro será ajustada para zero. A resultante das duas forças neste caso é zero:

O trenó rolado montanha abaixo logo para.

O trenó, tendo rolado montanha abaixo, move-se irregularmente ao longo de um caminho horizontal, sua velocidade diminui gradualmente e depois de um tempo eles param. Um homem, depois de correr, desliza em seu patim no gelo, mas, por mais liso que seja o gelo, o homem ainda para. A bicicleta também para quando o ciclista para de pedalar. Sabemos que a força é a causa de tais fenômenos. Neste caso, é a força de atrito.

Quando um corpo entra em contato com outro, obtém-se uma interação que impede seu movimento relativo, que é chamado de atrito. E a força que caracteriza essa interação é chamada força de fricção.

Força de fricção- este é outro tipo de força que difere das forças gravitacionais e elásticas anteriormente consideradas.

Outra razão para o atrito é atração mútua de moléculas de corpos em contato.

O surgimento da força de atrito deve-se principalmente ao primeiro motivo, quando as superfícies dos corpos são rugosas. Mas se as superfícies são bem polidas, quando entram em contato, algumas de suas moléculas estão localizadas muito próximas umas das outras. Nesse caso, a atração entre as moléculas dos corpos em contato começa a se manifestar visivelmente.

Experiência com barra e dinamômetro. Medimos a força de atrito.

A força de atrito pode ser reduzida muitas vezes se um lubrificante for introduzido entre as superfícies de atrito. Uma camada de lubrificante separa as superfícies dos corpos em atrito. Nesse caso, não são as superfícies dos corpos que estão em contato, mas as camadas de lubrificante. A lubrificação, na maioria dos casos, é líquida, e o atrito das camadas líquidas é menor que o das superfícies sólidas. Por exemplo, nos patins, o baixo atrito ao deslizar no gelo também é explicado pela ação do lubrificante. Uma fina camada de água se forma entre os patins e o gelo. Vários óleos são amplamente utilizados na engenharia como lubrificantes.

No deslizando um corpo na superfície de outro, surgirá o atrito, que é chamado de Fricção deslizante. Por exemplo, esse atrito ocorrerá quando trenós e esquis se moverem na neve.

Se um corpo não desliza, mas rola na superfície de outro, o atrito que ocorre neste caso é chamado de atrito de rolamento . Assim, quando as rodas de um vagão, um carro se movem, quando toras ou barris rolam no chão, aparece o atrito de rolamento.

A força de atrito pode ser medida. Por exemplo, para medir a força de atrito deslizante de um bloco de madeira em uma tábua ou mesa, você precisa conectar um dinamômetro a ele. Em seguida, mova o bloco uniformemente ao longo do tabuleiro, mantendo o dinamômetro na horizontal. O que o dinamômetro mostrará? Duas forças atuam sobre o bloco na direção horizontal. Uma força é a força elástica da mola do dinamômetro direcionada na direção do movimento. A segunda força é a força de atrito dirigida contra o movimento. Como o bloco se move uniformemente, isso significa que a resultante dessas duas forças é zero. Portanto, essas forças são iguais em módulo, mas opostas em direção. O dinamômetro mostra a força elástica (força de tração), igual em módulo à força de atrito.

Nesse caminho, medindo a força com que o dinamômetro atua sobre o corpo durante seu movimento uniforme, medimos a força de atrito.

Se um peso, por exemplo, um peso, for colocado em uma barra e a força de atrito for medida usando o método descrito acima, ela será maior que a força de atrito medida sem carga.

Quanto maior a força que pressiona o corpo contra a superfície, maior a força de atrito resultante.

Ao colocar um bloco de madeira em varas redondas, a força de atrito de rolamento pode ser medida. Acaba sendo menor que a força de atrito deslizante.

Nesse caminho, para cargas iguais, a força de atrito de rolamento é sempre menor que a força de atrito de deslizamento . É por isso que, nos tempos antigos, as pessoas usavam rolos para arrastar grandes cargas e, mais tarde, começaram a usar a roda.

Fricção do repouso.

Conhecemos a força de atrito decorrente do movimento de um corpo na superfície de outro. Mas é possível falar sobre a força de atrito entre corpos sólidos em contato se eles estão em repouso?

Quando um corpo está em repouso sobre um plano inclinado, ele é mantido sobre ele por atrito. De fato, se não houvesse atrito, o corpo deslizaria pelo plano inclinado sob a influência da gravidade. Considere o caso em que o corpo está em repouso em um plano horizontal. Por exemplo, há um guarda-roupa no chão. Vamos tentar movê-lo. Se o gabinete for pressionado levemente, ele não se moverá de seu lugar. Por quê? A força de atuação neste caso é equilibrada pela força de atrito entre o piso e as pernas do gabinete. Como essa força existe entre corpos em repouso em relação um ao outro, essa força é chamada de força de atrito estático.

Na natureza e na tecnologia, o atrito é de grande importância. O atrito pode ser benéfico e prejudicial. Quando é útil, eles tentam aumentá-lo, quando é prejudicial - reduzi-lo.

Sem o atrito do repouso, nem as pessoas nem os animais seriam capazes de andar no chão, pois ao caminhar nos empurramos do chão. Quando o atrito entre a sola do sapato e o chão (ou gelo) é pequeno, por exemplo, em condições de gelo, é muito difícil empurrar o chão, as pernas escorregam. Para que os pés não escorreguem, as calçadas são polvilhadas com areia. Isso aumenta a força de atrito entre a sola do sapato e o gelo.

Se não houvesse atrito, os objetos escorregariam das mãos.

A força de atrito para o carro na frenagem, mas sem atrito ele não parava, derrapava. Para aumentar o atrito, a superfície dos pneus do carro é feita com saliências com nervuras. No inverno, quando a estrada é especialmente escorregadia, ela é salpicada de areia e limpa de gelo.

Muitas plantas e animais têm vários órgãos que servem para agarrar (as antenas das plantas, a tromba do elefante, as caudas tenazes dos animais escaladores). Todos eles têm uma superfície áspera para aumentar o atrito.

Inserir . As pastilhas são feitas de metais duros - bronze, ferro fundido ou aço. Sua superfície interna é coberta com materiais especiais, na maioria das vezes babbit (é uma liga de chumbo ou estanho com outros metais) e lubrificada. Os rolamentos nos quais o eixo desliza sobre a superfície da bucha durante a rotação são chamados rolamentos lisos.

Sabemos que a força de atrito de rolamento sob a mesma carga é muito menor que a força de atrito de deslizamento. Este fenômeno é baseado no uso de rolamentos de esferas e rolos. Nesses rolamentos, o eixo rotativo não desliza sobre o casquilho fixo, mas rola ao longo dele sobre esferas ou rolos de aço.

O dispositivo dos rolamentos de esferas e rolos mais simples é mostrado na figura. O anel interno do rolamento, feito de aço duro, é montado no eixo. O anel externo é fixado no corpo da máquina. À medida que o eixo gira, o anel interno rola em esferas ou rolos entre os anéis. A substituição de rolamentos lisos na máquina por rolamentos de esferas ou rolos pode reduzir a força de atrito em 20 a 30 vezes.

Os rolamentos de esferas e rolos são usados em uma variedade de máquinas: carros, tornos, motores elétricos, bicicletas, etc. Sem rolamentos (eles usam fricção), é impossível imaginar a indústria e o transporte modernos.

Qual é a razão para o movimento dos corpos? A resposta a esta pergunta é dada pela seção de mecânica chamada dinâmica.
Como você pode mudar a velocidade de um corpo, fazê-lo se mover mais rápido ou mais devagar? Somente ao interagir com outros corpos. Ao interagir, os corpos podem alterar não apenas a velocidade, mas também a direção do movimento e deformar-se, alterando a forma e o volume. Em dinâmica, para uma medida quantitativa da interação dos corpos entre si, uma quantidade chamada força é introduzida. E a mudança de velocidade durante a ação da força é caracterizada pela aceleração. A força é a causa da aceleração.

O conceito de força

Força é uma grandeza física vetorial que caracteriza a ação de um corpo sobre outro, manifestada na deformação do corpo ou na mudança de seu movimento em relação a outros corpos.

A força é denotada pela letra F. A unidade de medida no sistema SI é Newton (N), que é igual à força sob a ação da qual um corpo pesando um quilograma recebe uma aceleração de um metro por segundo ao quadrado. A força F é completamente determinada se seu módulo, direção no espaço e ponto de aplicação forem dados.
Para medir forças, um dispositivo especial chamado dinamômetro é usado.

Quantas forças existem na natureza?

As forças podem ser divididas em dois tipos:

Atuam com interação direta, contato (forças elásticas, forças de atrito);
Eles agem à distância, de longo alcance (atração, gravidade, magnético, elétrico).

Na interação direta, por exemplo, um tiro de uma arma de brinquedo, os corpos experimentam uma mudança de forma e volume em relação ao estado original, ou seja, deformação de compressão, alongamento, flexão. A mola da pistola é comprimida antes de disparar, a bala é deformada quando atinge a mola. Nesse caso, as forças atuam no momento da deformação e desaparecem junto com ela. Tais forças são chamadas elásticas. As forças de atrito surgem da interação direta dos corpos, quando rolam, deslizam um em relação ao outro.

Um exemplo de forças que atuam à distância é uma pedra arremessada, devido à gravidade, ela cairá na Terra, fluxos e refluxos que ocorrem nas costas oceânicas. À medida que a distância aumenta, essas forças diminuem.
Dependendo da natureza física da interação, as forças podem ser divididas em quatro grupos:

fraco;
Forte;
gravidade;
eletromagnético.

Encontramos todos os tipos dessas forças na natureza.
As forças gravitacionais ou gravitacionais são as mais universais, qualquer coisa que tenha massa é capaz de experimentar essas interações. Eles são onipresentes e onipresentes, mas muito fracos, por isso não os notamos, especialmente a grandes distâncias. As forças gravitacionais são de longo alcance, ligando todos os corpos do Universo.

As interações eletromagnéticas ocorrem entre corpos ou partículas carregadas, através da ação de um campo eletromagnético. As forças eletromagnéticas nos permitem ver objetos, já que a luz é uma das formas de interações eletromagnéticas.

As interações fracas e fortes tornaram-se conhecidas através do estudo da estrutura do átomo e do núcleo atômico. Fortes interações ocorrem entre partículas em núcleos. Os fracos caracterizam as transformações mútuas de partículas elementares umas nas outras, atuam em reações de fusão termonuclear e decaimentos radioativos de núcleos.

E se várias forças agirem sobre o corpo?

Quando várias forças atuam sobre um corpo, essa ação é simultaneamente substituída por uma força igual à sua soma geométrica. A força obtida neste caso é chamada de força resultante. Ele transmite ao corpo a mesma aceleração que as forças que atuam simultaneamente sobre o corpo. Este é o chamado princípio da superposição de forças.

A interação é uma ação que é mútua. Todos os corpos são capazes de interagir uns com os outros usando inércia, força, densidade da matéria e, de fato, a interação dos corpos. Na física, a ação de dois corpos ou um sistema de corpos um sobre o outro é chamada de interação. Sabe-se que quando os corpos se aproximam, a natureza de seu comportamento muda. Essas mudanças são mútuas. Quando os corpos são separados por distâncias consideráveis, as interações desaparecem.

Quando os corpos interagem, seu resultado é sempre sentido por todos os corpos (afinal, ao agir sobre algo, sempre segue um retorno). Assim, por exemplo, no bilhar, quando um taco atinge uma bola, esta sai muito mais forte do que o taco, o que se explica pela inércia dos corpos. Tipos e medidas de interação de corpos são determinados por esta característica. Alguns corpos são menos inertes, outros mais. Quanto maior a massa do corpo, maior a sua inércia. Um corpo que muda sua velocidade mais lentamente durante a interação tem uma massa maior e é mais inerte. Um corpo que muda sua velocidade mais rapidamente tem menos massa e é menos inerte.

A força é uma medida que mede a interação dos corpos. A física identifica quatro tipos de interações que não são redutíveis entre si: eletromagnética, gravitacional, forte e fraca. Na maioria das vezes, a interação dos corpos ocorre quando eles entram em contato, o que leva a uma mudança nas velocidades desses corpos, que é medida pela força que atua entre eles. Assim, para colocar em movimento um carro parado, empurrado pelas mãos, é necessário aplicar força. Se precisar ser empurrado para cima, é muito mais difícil fazê-lo, pois isso exigirá muita força. A melhor opção neste caso seria aplicar uma força direcionada ao longo da estrada. Nesse caso, a magnitude e a direção da força são indicadas (observe que a força é uma grandeza vetorial).

A interação dos corpos também ocorre sob a ação de uma força mecânica, cuja consequência é o movimento mecânico dos corpos ou de suas partes. A força não é um objeto de contemplação, é a causa do movimento. Toda ação de um corpo em relação a outro se manifesta em movimento. Um exemplo da ação de uma força mecânica que gera movimento é o chamado efeito "dominó". Dominós artisticamente colocados caem um após o outro, passando o movimento mais ao longo da linha se você empurrar o primeiro dominó. Há uma transferência de movimento de uma figura inerte para outra.

A interação de corpos em contato pode levar não apenas a uma desaceleração ou aceleração de suas velocidades, mas também à sua deformação - uma mudança de volume ou forma. Um exemplo notável é um pedaço de papel apertado na mão. Agindo sobre ela à força, levamos a um movimento acelerado de partes dessa folha e sua deformação.

Qualquer corpo resiste à deformação quando se tenta esticar, comprimir, dobrar. Do lado do corpo, começam a agir forças que impedem isso (elasticidade). A força elástica se manifesta na lateral da mola no momento em que ela é esticada ou comprimida. Uma carga que é puxada ao longo do solo por uma corda acelera porque a força elástica da corda esticada atua.

A interação dos corpos durante o deslizamento ao longo da superfície que os separa não causa sua deformação. No caso de, por exemplo, um lápis deslizar sobre uma superfície lisa de uma mesa, esquis ou trenós em neve compactada, há uma força que impede o deslizamento. Esta é a força de atrito, que depende das propriedades das superfícies dos corpos que interagem e da força que os pressiona um contra o outro.

A interação de corpos também pode ocorrer à distância. A ação, também chamada de gravitacional, ocorre entre todos os corpos ao redor, o que pode ser perceptível apenas quando os corpos são do tamanho de estrelas ou planetas. formados a partir da atração gravitacional de qualquer corpo astronômico e que são causados por sua rotação. Então, a Terra atrai a Lua para si, o Sol atrai a Terra, então a Lua gira em torno da Terra, e a Terra, por sua vez, gira em torno do Sol.

As forças eletromagnéticas também atuam à distância. Apesar de não tocar em nenhum corpo, a agulha da bússola sempre gira ao longo da linha do campo magnético. Um exemplo da ação de forças eletromagnéticas é a que ocorre frequentemente no cabelo ao pentear. A separação de cargas sobre eles ocorre devido à força de atrito. O cabelo, carregando positivamente, começa a se repelir. Essa estática geralmente ocorre ao vestir um suéter, usar chapéus.

Agora você sabe o que é a interação dos corpos (a definição acabou sendo bastante detalhada!).

O movimento mecânico é uma mudança na posição de um corpo no espaço ao longo do tempo em relação a outros corpos.
A tarefa da mecânica é revelar os padrões comuns a todos os movimentos, seja o movimento de estrelas, galáxias, organismos vivos (peixes, pássaros, animais, pessoas), máquinas feitas pelo homem, partículas de poeira, correntes de água e vento, etc.
A classificação mais simples dos movimentos pode ser realizada de acordo com a forma da trajetória.
Uma trajetória é uma linha ao longo da qual um corpo se move.
De acordo com a divisão das linhas em retas e curvas, o movimento é dividido em retilíneo e curvilíneo.
Se medirmos o comprimento da trajetória, obtemos o caminho. Aqueles. caminho é o comprimento da trajetória ao longo da qual o corpo se moveu.
O movimento ocorre no espaço e no tempo. Portanto, para obter informações sobre o movimento, é necessário medir o caminho percorrido pelo corpo e o tempo em que esse caminho foi percorrido.
O corpo pode se mover de maneira uniforme e desigual. Qual é a diferença entre movimento uniforme e não uniforme? E qual é mais comum?
O mais comum é o movimento irregular. É assim que quase todos os corpos se movem. É quando o corpo primeiro se move rapidamente, depois lentamente, então pode parar completamente. Movimento não uniforme é um movimento no qual um corpo percorre diferentes trajetórias em quaisquer intervalos de tempo iguais. Se o corpo percorre os mesmos caminhos em intervalos de tempo iguais, esse movimento é chamado de uniforme. Concordo que tal movimento é menos comum. Tente dar um exemplo. Pensamento!?
O conceito de velocidade está "à vista, ao ouvir" para todos. E tudo parece estar claro. Mas está tudo tão claro?
Suponha que lhe dissessem: a velocidade do carro é de 60 km/h. O que esse número realmente significa? Que um carro percorreu exatamente 60 km a cada hora? Dificilmente. Eles venceram as seções quando um carro percorreu uma distância maior ou menor em uma hora. Uma média de 60 km? Mas o carro geralmente pode dirigir menos de uma hora e cobrir uma distância de menos de 60 km.
Como você pode ver, esse conceito simples, até mesmo mundano, não é tão simples.
Para resolver os problemas que surgem, precisamos dar uma definição estrita de velocidade, o que faremos.
O valor igual à razão de todo o caminho para o tempo de movimento do corpo é chamado de velocidade média de movimento ( v cf \u003d s / t)
É esse conceito que é usado com mais frequência, mas a palavra "média" é omitida e em vão, pois essas palavras impõem restrições significativas ao uso do conceito.
Se o movimento é uniforme, eles simplesmente falam sobre velocidade. E a fórmula é quase a mesma: v=s/t. A velocidade de um corpo em movimento uniforme é um valor igual à razão entre a trajetória e o tempo durante o qual esta trajetória foi percorrida.
Não será supérfluo mencionar que a velocidade é uma grandeza física vetorial.
Uma quantidade vetorial é uma quantidade que, além de um valor, também possui uma direção. Tais quantidades são indicadas por uma letra com uma seta no topo.
E as quantidades que têm apenas um valor numérico são chamadas de escalares.

Se você leu sobre o fenômeno da inércia, deve ter entendido que a velocidade de um corpo só muda se outro corpo agir sobre ele. Mas, ao mesmo tempo, a velocidade do segundo corpo também muda. Tente empurrar no gelo de um amigo que está por perto. Você notará que seu amigo também começará a se mover. Corpos interagem. Não há ação unilateral.