Aká je interakcia telies vo fyzike. Interakcia telies

Zvážte pohyb auta. Napríklad, ak auto prejde 15 km za každú štvrťhodinu (15 minút), 30 km za každú polhodinu (30 minút) a 60 km za každú hodinu, považuje sa to za rovnomerný pohyb.

Nerovnomerný pohyb.

Ak teleso prekoná rovnaké vzdialenosti v rovnakých časových intervaloch, jeho pohyb sa považuje za rovnomerný.

Jednotný pohyb je veľmi zriedkavý. Zem sa točí okolo Slnka takmer rovnomerne, za rok urobí Zem jednu otáčku okolo Slnka.

Takmer nikdy sa vodičovi auta nepodarí udržať rovnomernosť pohybu - z rôznych dôvodov je potrebné jazdu zrýchliť alebo spomaliť. Pohyb ručičiek hodín (minúty a hodiny) sa zdá byť iba rovnomerný, čo sa dá ľahko overiť sledovaním pohybu sekundovej ručičky. Pohne sa a potom sa zastaví. Ďalšie dve šípky sa pohybujú úplne rovnakým spôsobom, len pomaly, a preto ich trhnutie nie je viditeľné. Molekuly plynov, ktoré na seba narážajú, sa na chvíľu zastavia a potom opäť zrýchlia. Pri ďalších zrážkach už s inými molekulami opäť spomalia svoj pohyb v priestore.

To všetko sú príklady nerovnomerného pohybu. Takto sa vlak pohybuje, vzďaľuje sa od stanice, prechádza v rovnakých intervaloch stále viac ciest. Lyžiar alebo korčuliar prejde na súťažiach rovnaké cesty v rôznych časoch. Takto sa pohybuje vzlietajúce lietadlo, otvárajúce sa dvere, padajúca snehová vločka.

Ak teleso prechádza rôznymi dráhami v rovnakých časových intervaloch, potom sa jeho pohyb nazýva nerovnomerný.

Experimentálne je možné pozorovať nerovnomerný pohyb. Na obrázku je znázornený vozík s kvapkadlom, z ktorého v pravidelných intervaloch padajú kvapky. Keď sa vozík pohybuje pôsobením zaťaženia naň, vidíme, že vzdialenosti medzi stopami kvapiek nie sú rovnaké. A to znamená, že v rovnakých časových intervaloch prechádza vozík rôznymi cestami.

Rýchlosť. Jednotky rýchlosti.

Často hovoríme, že niektoré telesá sa pohybujú rýchlejšie, iné pomalšie. Napríklad turista kráča po diaľnici, auto sa ponáhľa, vo vzduchu letí lietadlo. Predpokladajme, že sa všetky pohybujú rovnomerne, no pohyb týchto telies bude odlišný.

Auto je rýchlejšie ako chodec a lietadlo rýchlejšie ako auto. Vo fyzike sa veličina, ktorá charakterizuje rýchlosť pohybu, nazýva rýchlosť.

Predpokladajme, že turista prejde 5 km za 1 hodinu, auto 90 km a rýchlosť lietadla je 850 km za hodinu.

Rýchlosť pri rovnomernom pohybe telesa ukazuje, akú vzdialenosť teleso prešlo za jednotku času.

Takže pomocou konceptu rýchlosti môžeme teraz povedať, že turista, auto a lietadlo sa pohybujú rôznymi rýchlosťami.

Pri rovnomernom pohybe zostáva rýchlosť tela konštantná.

Ak cyklista prejde za 5 s vzdialenosť rovnajúcu sa 25 m, jeho rýchlosť sa bude rovnať 25 m/5 s = 5 m/s.

Na určenie rýchlosti pri rovnomernom pohybe je potrebné rozdeliť dráhu, ktorú telo prejde za určitý čas, týmto časovým úsekom:

rýchlosť = dráha/čas.

Rýchlosť sa označuje písmenom v, dráha je s, čas je t. Vzorec na nájdenie rýchlosti bude vyzerať takto:

Rýchlosť rovnomerného pohybu telesa je hodnota rovnajúca sa pomeru dráhy k času, za ktorý bola táto dráha prejdená.

V medzinárodnom systéme (SI) sa rýchlosť meria v metroch za sekundu (m/s).

To znamená, že jednotkou rýchlosti je rýchlosť takého rovnomerného pohybu, pri ktorom telo za jednu sekundu prejde vzdialenosť rovnajúcu sa 1 metru.

Rýchlosť telesa možno merať aj v kilometroch za hodinu (km/h), kilometroch za sekundu (km/s), centimetroch za sekundu (cm/s).

Príklad. Vlak idúci rovnomerne prejde vzdialenosť 108 km za 2 hodiny. Vypočítajte rýchlosť vlaku.

Takže s = 108 km; t = 2 h; v=?

Riešenie. v = s/t, v = 108 km/2 h = 54 km/h. Jednoducho a jednoducho.

Teraz vyjadrime rýchlosť vlaku v jednotkách SI, t. j. kilometre preložíme na metre a hodiny na sekundy:

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

Odpoveď: v = 54 km/h alebo 15 m/s.

Touto cestou, číselná hodnota rýchlosti závisí od zvolenej jednotky.

Rýchlosť má okrem číselnej hodnoty aj smer.

Napríklad, ak chcete uviesť, kde bude lietadlo o 2 hodiny štartovať z Vladivostoku, musíte zadať nielen hodnotu jeho rýchlosti, ale aj cieľ, t.j. jeho smerovanie. Hodnoty, ktoré majú okrem číselnej hodnoty (modulu) aj smer, sa nazývajú vektor.

Rýchlosť je vektorová fyzikálna veličina.

Všetky vektorové veličiny sú označené príslušnými písmenami so šípkou. Napríklad rýchlosť je označená symbolom v so šípkou a modul rýchlosti rovnakým písmenom, ale bez šípky v.

Niektoré fyzikálne veličiny nemajú smer. Sú charakterizované iba číselnou hodnotou. Sú to čas, objem, dĺžka atď. Sú skalárne.

Ak sa počas pohybu tela mení jeho rýchlosť z jedného úseku dráhy na druhý, potom je takýto pohyb nerovnomerný. Na charakterizáciu nerovnomerného pohybu tela sa zavádza pojem priemerná rýchlosť.

Napríklad vlak z Moskvy do Petrohradu ide rýchlosťou 80 km/h. Akú rýchlosť máš na mysli? Veď rýchlosť vlaku na zastávkach je nulová, po zastavení sa zvyšuje a pred zastavením klesá.

V tomto prípade sa vlak pohybuje nerovnomerne, čo znamená, že rýchlosť rovnajúca sa 80 km/h je priemerná rýchlosť vlaku.

Je definovaná v podstate rovnakým spôsobom ako rýchlosť pri rovnomernom pohybe.

Na určenie priemernej rýchlosti tela pri nerovnomernom pohybe je potrebné vydeliť celú prejdenú vzdialenosť celým časom pohybu:

Je potrebné pripomenúť, že iba pri rovnomernom pohybe bude pomer s / t pre akékoľvek časové obdobie konštantný.

Pri nerovnomernom pohybe tela priemerná rýchlosť charakterizuje pohyb tela počas celého časového obdobia. Nevysvetľuje, ako sa telo pohybovalo v rôznych časoch tohto intervalu.

V tabuľke 1 sú uvedené priemerné rýchlosti pohybu niektorých telies.

stôl 1

Priemerné rýchlosti pohybu niektorých telies, rýchlosť zvuku, rádiových vĺn a svetla.

Výpočet dráhy a času pohybu.

Ak je rýchlosť tela a čas známe pre rovnomerný pohyb, potom možno nájsť cestu, ktorú prešlo.

Keďže v = s/t, dráha je určená vzorcom

Na určenie dráhy, ktorú prejde teleso v rovnomernom pohybe, je potrebné vynásobiť rýchlosť telesa časom jeho pohybu.

Teraz, keď vieme, že s = vt, môžeme nájsť čas, počas ktorého sa teleso pohybovalo, t.j.

Na určenie času nerovnomerného pohybu je potrebné rozdeliť dráhu, ktorú telo prejde, rýchlosťou jeho pohybu.

Ak sa telo pohybuje nerovnomerne, potom, keď poznajú jeho priemernú rýchlosť pohybu a čas, počas ktorého k tomuto pohybu dochádza, nájdu cestu:

Pomocou tohto vzorca môžete určiť čas pre nerovnomerný pohyb tela:

Zotrvačnosť.

Pozorovania a experimenty ukazujú, že rýchlosť telesa sa nemôže meniť sama od seba.

Skúsenosti s vozíkmi. Zotrvačnosť.

Futbalová lopta leží na ihrisku. Futbalista ho kopom uvedie do pohybu. Samotná loptička však nezmení svoju rýchlosť a nezačne sa pohybovať, kým na ňu nepôsobia iné telesá. Guľka vložená do hlavne pištole nevyletí, kým ju nevytlačia práškové plyny.

Lopta aj guľka teda nemajú svoju rýchlosť, kým na ne nepôsobia iné telesá.

Futbalová lopta kotúľajúca sa po zemi sa zastaví v dôsledku trenia o zem.

Telo znižuje rýchlosť a nezastavuje sa samo, ale pod vplyvom iných telies. Pôsobením iného telesa dochádza aj k zmene smeru rýchlosti.

Tenisová loptička po údere do rakety zmení smer. Puk po údere na hokejku tiež mení smer. Smer pohybu molekuly plynu sa mení, keď narazí na inú molekulu alebo steny nádoby.

znamená, k zmene rýchlosti telesa (veľkosti a smeru) dochádza v dôsledku pôsobenia iného telesa naň.

Urobme experiment. Položme dosku pod uhlom na stôl. Nasypte na stôl v krátkej vzdialenosti od konca dosky kopec piesku. Umiestnite vozík na šikmú dosku. Vozík sa po zvalení z naklonenej dosky rýchlo zastaví a narazí do piesku. Rýchlosť vozíka veľmi rýchlo klesá. Jej pohyb je nerovnomerný.

Vyrovnajme piesok a opäť uvoľníme vozík z predchádzajúcej výšky. Vozík teraz prejde na stole väčšiu vzdialenosť, kým sa zastaví. Jeho rýchlosť sa mení pomalšie a pohyb sa približuje k rovnomernosti.

Ak úplne odstránite piesok z dráhy vozíka, potom bude prekážkou jeho pohybu iba trenie o stôl. Vozík na zastávku je ešte pomalší a prejde viac ako prvý a druhý raz.

Takže čím menšie je pôsobenie iného tela na vozík, tým dlhšie je udržiavaná rýchlosť jeho pohybu a tým je bližšie k rovnomernosti.

Ako sa bude teleso pohybovať, ak naň iné telesá vôbec nepôsobia? Ako sa to dá určiť na základe skúseností? Dôkladné pokusy o štúdiu pohybu telies ako prvý uskutočnil G. Galileo. Umožnili zistiť, že ak na teleso nepôsobia žiadne iné telesá, potom je buď v pokoji, alebo sa pohybuje priamočiaro a rovnomerne voči Zemi.

Jav udržiavania rýchlosti telesa v neprítomnosti iných telies naň pôsobiacich sa nazýva tzv zotrvačnosť.

Zotrvačnosť- z latinčiny zotrvačnosť- nehybnosť, nečinnosť.

Pohyb telesa v neprítomnosti pôsobenia iného telesa naň sa teda nazýva zotrvačnosť.

Napríklad guľka vystrelená z pištole by letela a udržala by si svoju rýchlosť, keby na ňu nepôsobilo iné telo - vzduch (alebo skôr molekuly plynu, ktoré sa v ňom nachádzajú). V dôsledku toho sa rýchlosť strely znižuje. Cyklista, ktorý prestal šliapať do pedálov, pokračuje v pohybe. Rýchlosť pohybu by dokázal udržať, keby naňho nepôsobila sila trenia.

takze Ak na teleso nepôsobia žiadne iné telesá, potom sa pohybuje konštantnou rýchlosťou.

Telefonická interakcia.

Už viete, že pri nerovnomernom pohybe sa rýchlosť tela časom mení. K zmene rýchlosti telesa dochádza pôsobením iného telesa.

Skúsenosti s vozíkmi. Vozíky sa pohybujú vzhľadom na stôl.

Urobme experiment. Na vozík pripevníme elastickú platňu. Potom ho ohnite a zviažte niťou. Vozík je v kľude vzhľadom na stôl. Pohne sa vozík, ak sa elastická doska narovná?

Ak to chcete urobiť, odrežte niť. Doska sa vyrovná. Vozík zostane na rovnakom mieste.

Potom tesne k ohnutému plechu položíme ďalší podobný vozík. Opäť vypálime niť. Potom sa oba vozíky začnú pohybovať vzhľadom na stôl. Idú rôznymi smermi.

Na zmenu rýchlosti vozíka bolo potrebné druhé telo. Prax ukázala, že rýchlosť telesa sa mení len v dôsledku pôsobenia iného telesa (druhého vozíka) naň. Podľa našich skúseností sme pozorovali, že sa začal hýbať aj druhý vozík. Obaja sa začali pohybovať vzhľadom na stôl.

Zážitok z lode. Obe lode sa pohybujú.

vozíky pôsobiť na seba t.j. vzájomne sa ovplyvňujú. To znamená, že pôsobenie jedného telesa na druhé nemôže byť jednostranné, obe telesá na seba pôsobia, čiže spolupôsobia.

Uvažovali sme o najjednoduchšom prípade interakcie dvoch telies. Obe telesá (vozíky) pred interakciou boli v pokoji voči sebe navzájom a voči stolu.

Zážitok z lode. Loď odchádza v opačnom smere ako je skok.

Napríklad guľka bola pred vystrelením v pokoji vzhľadom na zbraň. Pri interakcii (počas výstrelu) sa guľka a zbraň pohybujú rôznymi smermi. Ukazuje sa fenomén - návraty.

Ak osoba sediaca v člne od seba odtlačí inú loď, dôjde k interakcii. Obe lode sa pohybujú.

Ak osoba skočí z člna na breh, potom sa čln pohne v opačnom smere ako je skok. Muž ovplyvnil čln. Čln zase pôsobí na človeka. Nadobudne rýchlosť, ktorá smeruje k brehu.

takze v dôsledku interakcie môžu obe telesá meniť svoju rýchlosť.

Telesná hmotnosť. Jednotka hmotnosti.

Pri interakcii dvoch telies sa rýchlosť prvého a druhého telesa vždy mení.

Skúsenosti s vozíkmi. Jeden je väčší ako druhý.

Jedno teleso po interakcii nadobudne rýchlosť, ktorá sa môže výrazne líšiť od rýchlosti iného telesa. Napríklad po vystrelení z luku je rýchlosť šípu oveľa väčšia ako rýchlosť, ktorú nadobudne tetiva luku po interakcii.

Prečo sa to deje? Urobme pokus opísaný v odseku 18. Až teraz si vezmime vozíky rôznych veľkostí. Po vyhorení závitu sa podvozky pohybujú rôznymi rýchlosťami. Volá sa vozík, ktorý sa po interakcii pohybuje pomalšie masívnejšie. Má viac hmotnosť. Vozík, ktorý sa po interakcii pohybuje vyššou rýchlosťou, má menšiu hmotnosť. To znamená, že vozíky majú rôznu hmotnosť.

Je možné merať rýchlosti, ktoré vozíky nadobudli v dôsledku interakcie. Tieto rýchlosti sa používajú na porovnanie hmotností interagujúcich vozíkov.

Príklad. Rýchlosti vozíkov pred interakciou sú rovné nule. Po interakcii sa rýchlosť jedného vozíka rovnala 10 m/s a rýchlosť druhého 20 m/s. Od rýchlosti získanej druhým vozíkom, 2-násobok rýchlosti prvého vozíka, potom je jeho hmotnosť 2-krát menšia ako hmotnosť prvého vozíka.

Ak sú po interakcii rýchlosti pôvodne odpočívajúcich vozíkov rovnaké, potom sú rovnaké aj ich hmotnosti. Takže v experimente znázornenom na obrázku 42 sa vozíky po interakcii pohybujú od seba rovnakou rýchlosťou. Preto ich hmotnosti boli rovnaké. Ak po interakcii telesá nadobudli rôzne rýchlosti, ich hmotnosti sú rôzne.

Medzinárodný štandard kilogramu. Na obrázku: kilogramová norma v USA.

Koľkokrát je rýchlosť prvého telesa väčšia (menšia) ako rýchlosť druhého telesa, toľkokrát je hmotnosť prvého telesa menšia (väčšia) ako hmotnosť druhého.

Ako menšia zmena rýchlosti tela pri interakcii tým väčšiu hmotnosť má. Takéto telo sa nazýva viac inertný.

A naopak viac zmien rýchlosti tela pri interakcii, čím má menšiu hmotnosť, tým menej to zotrvačne.

To znamená, že všetky telesá sa vyznačujú vlastnosťou meniť svoju rýchlosť rôznymi spôsobmi počas interakcie. Táto vlastnosť je tzv zotrvačnosť.

Hmotnosť telesa je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje jeho zotrvačnosť.

Mali by ste vedieť, že každé telo: Zem, osoba, kniha atď. - má hmotnosť.

omša sa označuje písmenom m. Jednotkou hmotnosti SI je kilogram ( 1 kg).

Kilogram je hmotnosť štandardu. Norma je vyrobená zo zliatiny dvoch kovov: platiny a irídia. Medzinárodný štandard kilogramu sa drží v Sevres (neďaleko Paríža). Viac ako 40 presných kópií bolo vyrobených z medzinárodného štandardu a zaslaných do rôznych krajín. Jedna z kópií medzinárodného štandardu je u nás, v Ústave metrológie. D. I. Mendelejeva v Petrohrade.

V praxi sa používajú aj iné jednotky hmotnosti: ton (t), gram (G), miligram (mg).

1 t	= 1000 kg (103 kg)	1 g	= 0,001 kg (10 -3 kg)
1 kg	= 1000 g (103 g)	1 mg	= 0,001 g (10-3 g)
1 kg	= 1 000 000 mg (106 mg)	1 mg	= 0,000001 kg (10 -6 kg)

V budúcnosti, pri štúdiu fyziky, sa pojem hmotnosti odhalí hlbšie.

Meranie telesnej hmotnosti na váhe.

Na meranie telesnej hmotnosti možno použiť metódu opísanú v odseku 19.

Vzdelávacie stupnice.

Porovnaním rýchlostí získaných telesami počas interakcie určite, koľkokrát je hmotnosť jedného telesa väčšia (alebo menšia) ako hmotnosť iného. Týmto spôsobom je možné zmerať hmotnosť telesa, ak je známa hmotnosť jedného z interagujúcich telies. Týmto spôsobom sa vo vede určujú hmotnosti nebeských telies, ako aj molekúl a atómov.

V praxi sa telesná hmotnosť môže merať pomocou váh. Váhy sú rôznych typov: vzdelávacie, lekárske, analytické, farmaceutické, elektronické atď.

Špeciálna sada závaží.

Zvážte tréningové váhy. Hlavnou súčasťou takýchto váh je rocker. V strede vahadla je pripevnená šípka - ukazovateľ, ktorý sa pohybuje doprava alebo doľava. Na koncoch vahadla sú zavesené poháre. Za akých podmienok budú váhy v rovnováhe?

Položme vozíky použité v experimente na misky váh (pozri § 18). keďže počas interakcie vozíky nadobudli rovnaké rýchlosti, zistili sme, že ich hmotnosti sú rovnaké. Misky váh budú preto v rovnováhe. To znamená, že hmotnosti telies ležiacich na váhe sa navzájom rovnajú.

Teraz na jednu misku váh položíme telo, ktorého hmotnosť musí byť nájdená. Na druhú položíme závažia, ktorých hmotnosti sú známe, kým váhy nebudú v rovnováhe. Preto sa hmotnosť váženého telesa bude rovnať celkovej hmotnosti závaží.

Pri vážení sa používa špeciálna sada závaží.

Rôzne váhy sú určené na váženie rôznych tiel, veľmi ťažkých aj veľmi ľahkých. Takže napríklad pomocou vagónových váh je možné určiť hmotnosť vozňa od 50 ton do 150 ton.Hmotnosť komára rovnajúca sa 1 mg sa dá zistiť pomocou analytických váh.

Hustota hmoty.

Odvážte dva valce rovnakého objemu. Jeden je hliník a druhý je olovo.

Telá, ktoré nás obklopujú, sa skladajú z rôznych látok: dreva, železa, gumy atď.

Hmotnosť akéhokoľvek telesa závisí nielen od jeho veľkosti, ale aj od toho, z akej látky pozostáva. Preto telesá, ktoré majú rovnaký objem, ale pozostávajú z rôznych látok, majú rôzne hmotnosti.

Urobme tento experiment. Odvážte dva valce s rovnakým objemom, ale pozostávajúce z rôznych látok. Napríklad jeden je hliník, druhý je olovo. Skúsenosti ukazujú, že hmotnosť hliníka je menšia ako olovo, to znamená, že hliník je ľahší ako olovo.

Zároveň telesá s rovnakými hmotnosťami, pozostávajúce z rôznych látok, majú rôzne objemy.

Železný nosník s hmotnosťou 1 tony zaberá 0,13 metrov kubických. A ľad s hmotnosťou 1 tony má objem 1,1 metra kubického.

Takže železná tyč s hmotnosťou 1 t zaberá objem 0,13 m 3 a ľad s rovnakou hmotnosťou 1 t - objem 1,1 m 3. Objem ľadu je takmer 9-krát väčší ako objem železnej tyče. Rôzne látky totiž môžu mať rôznu hustotu.

Z toho vyplýva, že telesá s objemom každé napríklad 1 m 3, pozostávajúce z rôznych látok, majú rôznu hmotnosť. Vezmime si príklad. Hliník s objemom 1 m 3 má hmotnosť 2700 kg, olovo rovnakého objemu má hmotnosť 11 300 kg. To znamená, že pri rovnakom objeme (1 m 3) má olovo hmotnosť, ktorá prevyšuje hmotnosť hliníka asi 4-krát.

Hustota ukazuje, aká je hmotnosť látky v určitom objeme.

Ako zistíte hustotu látky?

Príklad. Mramorová doska má objem 2 m 3 a jej hmotnosť je 5400 kg. Je potrebné určiť hustotu mramoru.

Vieme teda, že mramor s objemom 2 m 3 má hmotnosť 5400 kg. To znamená, že 1 m 3 mramoru bude mať hmotnosť 2-krát menšiu. V našom prípade - 2700 kg (5400: 2 = 2700). Hustota mramoru sa teda bude rovnať 2700 kg na 1 m3.

Takže ak je známa hmotnosť telesa a jeho objem, dá sa určiť hustota.

Na zistenie hustoty látky je potrebné vydeliť hmotnosť telesa jeho objemom.

Hustota je fyzikálna veličina, ktorá sa rovná pomeru hmotnosti telesa k jeho objemu:

hustota = hmotnosť/objem.

Veličiny zahrnuté v tomto výraze označujeme písmenami: hustota látky - ρ (grécke písmeno "ro"), hmotnosť telesa - m, jeho objem - V. Potom dostaneme vzorec na výpočet hustoty:

Jednotkou SI pre hustotu látky je kilogram na meter kubický (1 kg/m3).

Hustota látky sa často vyjadruje v gramoch na centimeter kubický (1 g/cm3).

Ak je hustota látky vyjadrená v kg / m 3, potom sa môže previesť na g / cm 3 nasledovne.

Príklad. Hustota striebra je 10 500 kg/m 3 . Vyjadrite to v g / cm 3.

10 500 kg \u003d 10 500 000 g (alebo 10,5 * 10 6 g),

1 m3 \u003d 1 000 000 cm 3 (alebo 10 6 cm 3).

Potom ρ \u003d 10 500 kg / m 3 \u003d 10,5 * 10 6 / 10 6 g / cm 3 \u003d 10,5 g / cm 3.

Malo by sa pamätať na to, že hustota tej istej látky v pevnom, kvapalnom a plynnom stave je odlišná. Hustota ľadu je teda 900 kg / m3, vody 1000 kg / m3 a vodnej pary - 0,590 kg / m3. Aj keď sú to všetko stavy tej istej látky - vody.

Nižšie sú uvedené tabuľky hustôt niektorých pevných látok, kvapalín a plynov.

tabuľka 2

Hustoty niektorých pevných látok (pri štandardnom atmosférickom tlaku, t = 20 °C)

Pevné	ρ, kg / m 3	ρ, g/cm 3	Pevné	ρ, kg / m 3	ρ, g/cm 3
Osmium	22 600	22,6	Mramor	2700	2,7
Iridium	22 400	22,4	Okenné sklo	2500	2,5
Platina	21 500	21,5	Porcelán	2300	2,3
Zlato	19 300	19,3	Betón	2300	2,3
Viesť	11 300	11,3	Tehla	1800	1,8
Strieborná	10 500	10,5	Rafinovaný cukor	1600	1,6
Meď	8900	8,9	plexisklo	1200	1,2
Mosadz	8500	8,5	Kapron	1100	1,1
Oceľ, železo	7800	7,8	Polyetylén	920	0,92
Cín	7300	7,3	Parafín	900	0,90
Zinok	7100	7,2	Ľad	900	0,90
Liatina	7000	7	Dub (suchý)	700	0,70
korund	4000	4	Borovica (suchá)	400	0,40
hliník	2700	2,7	Cork	240	0,24

Tabuľka 3

Hustoty niektorých kvapalín (pri štandardnom atmosférickom tlaku t=20 °C)

Tabuľka 4

Hustoty niektorých plynov (pri štandardnom atmosférickom tlaku t=20 °C)

Výpočet hmotnosti a objemu podľa jeho hustoty.

Poznanie hustoty látok je veľmi dôležité pre rôzne praktické účely. Pri navrhovaní stroja môže inžinier vopred vypočítať hmotnosť budúceho stroja na základe hustoty a objemu materiálu. Stavebník môže určiť, aká bude hmota rozostavanej stavby.

Preto, keď poznáme hustotu látky a objem tela, je možné vždy určiť jeho hmotnosť.

Keďže hustotu látky možno nájsť podľa vzorca p = m/V, potom odtiaľto nájdete hmotnosť t.j.

m = ρV.

Na výpočet hmotnosti telesa, ak je známy jeho objem a hustota, je potrebné vynásobiť hustotu objemom.

Príklad. Určte hmotnosť oceľovej časti, objem je 120 cm 3.

Podľa tabuľky 2 zistíme, že hustota ocele je 7,8 g/cm3. Zapíšme si stav problému a vyriešme ho.

Dané:

V \u003d 120 cm 3;

ρ \u003d 7,8 g / cm3;

Riešenie:

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

Odpoveď: m= 936

Ak je známa hmotnosť telesa a jeho hustota, potom je možné objem telesa vyjadriť zo vzorca m = ρV, t.j. objem tela bude:

V = m/ρ.

Na výpočet objemu telesa, ak je známa jeho hmotnosť a hustota, je potrebné vydeliť hmotnosť hustotou.

Príklad. Hmotnosť slnečnicového oleja plniaceho fľašu je 930 g. Určte objem fľaše.

Podľa tabuľky 3 zistíme, že hustota slnečnicového oleja je 0,93 g/cm 3 .

Zapíšme si stav problému a vyriešme ho.

Vzhľadom na to:

ρ \u003d 0,93 g / cm3

Riešenie:

V \u003d 930 / 0,93 g / cm 3 \u003d 1 000 cm 3 \u003d 1 l.

Odpoveď: V= 1 l.

Na určenie objemu sa spravidla používa vzorec v prípadoch, keď je objem ťažké nájsť pomocou jednoduchých meraní.

Pevnosť.

Každý z nás sa neustále stretáva s rôznymi prípadmi pôsobenia tiel na seba. V dôsledku interakcie sa mení rýchlosť pohybu tela. Už viete, že rýchlosť telesa sa mení tým viac, čím je menšia jeho hmotnosť. Pozrime sa na niekoľko príkladov, ktoré to dokážu.

Tlačením vozíka rukami ho môžeme uviesť do pohybu. Rýchlosť vozíka sa mení pôsobením ľudskej ruky.

Kus železa ležiaci na korku ponorenom do vody priťahuje magnet. Kus železa a korok menia svoju rýchlosť vplyvom magnetu.

Pôsobením na pružinu rukou ju môžete stlačiť. Najprv sa uvedie do pohybu koniec pružiny. Potom sa pohyb prenesie na ostatné jeho časti. Stlačená pružina, keď je narovnaná, môže napríklad uviesť do pohybu guľu.

Keď je pružina stlačená, ľudská ruka bola konajúcim telom. Keď je pružina vysunutá, pôsobiacim telesom je samotná pružina. Uvádza loptu do pohybu.

Raketou alebo rukou môžete zastaviť alebo zmeniť smer letiacej lopty.

Vo všetkých uvedených príkladoch sa jedno teleso pôsobením iného telesa začne pohybovať, zastaví sa alebo zmení smer svojho pohybu.

Touto cestou, Rýchlosť telesa sa mení, keď interaguje s inými telesami.

Často nie je uvedené, ktoré telo a ako na toto telo pôsobilo. To len hovorí sila pôsobiaca na teleso alebo naň pôsobiaca. Takže silu možno zvážiť ako dôvod zmeny rýchlosti.

Tlačením vozíka rukami ho môžeme uviesť do pohybu.

Experimentujte s kúskom železa a magnetom.

Jarný zážitok. Dali sme loptu do pohybu.

Skúsenosti s raketou a lietajúcou loptičkou.

Sila pôsobiaca na teleso môže meniť nielen rýchlosť jeho telesa, ale aj jeho jednotlivých častí.

Doska ležiaca na podperách sa prehne, ak si na ňu človek sadne.

Ak napríklad stlačíte prsty na gumu alebo kúsok plastelíny, zmenší sa a zmení svoj tvar. To sa nazýva deformácia.

Deformácia je akákoľvek zmena tvaru a veľkosti tela.

Uveďme si ďalší príklad. Doska ležiaca na podperách sa prehne, ak si na ňu človek sadne, alebo akýkoľvek iný náklad. Stred dosky sa posúva o väčšiu vzdialenosť ako okraje.

Pri pôsobení sily sa rýchlosť rôznych telies v rovnakom čase môže meniť rovnakým spôsobom. Na to je potrebné na tieto telesá pôsobiť rôznymi silami.

Takže na uvedenie nákladného auta do pohybu je potrebný väčší výkon ako na osobné auto. To znamená, že číselná hodnota sily môže byť rôzna: väčšia alebo menšia. čo je sila?

Sila je mierou interakcie telies.

Sila je fyzikálna veličina, čo znamená, že ju možno merať.

Na výkrese je sila zobrazená ako priamka so šípkou na konci.

Sila, rovnako ako rýchlosť, je vektorové množstvo. Vyznačuje sa nielen číselnou hodnotou, ale aj smerom. Sila je označená písmenom F so šípkou (ako si pamätáme, šípka označuje smer) a jej modul je tiež písmeno F, ale bez šípky.

Keď hovoríme o sile, je dôležité uviesť, na ktorý bod telesa pôsobí pôsobiaca sila.

Na výkrese je sila znázornená ako priamka so šípkou na konci. Začiatok segmentu - bod A je miestom pôsobenia sily. Dĺžka segmentu podmienene označuje modul sily v určitej mierke.

takze Výsledok sily pôsobiacej na teleso závisí od jeho modulu, smeru a bodu pôsobenia.

Fenomén príťažlivosti. Gravitácia.

Pustime kameň z rúk – spadne na zem.

Ak uvoľníte kameň z rúk, spadne na zem. To isté sa stane s akýmkoľvek iným telom. Ak je loptička hodená v horizontálnom smere, neletí rovno a rovnomerne. Jeho dráha bude zakrivená čiara.

Kameň letí v zakrivenej línii.

Umelá družica Zeme tiež neletí po priamke, ale lieta okolo Zeme.

Okolo Zeme sa pohybuje umelý satelit.

Aký je dôvod pozorovaných javov? A tu je čo. Na tieto telesá pôsobí sila – sila príťažlivosti k Zemi. V dôsledku príťažlivosti k Zemi padajú telá, zdvihnú sa nad Zem a potom sa znížia. A tiež kvôli tejto príťažlivosti kráčame po Zemi a neodlietame do nekonečného Vesmíru, kde nie je vzduch na dýchanie.

Listy stromov padajú na zem, pretože ich zem ťahá. Vďaka príťažlivosti k Zemi tečie voda v riekach.

Zem k sebe priťahuje akékoľvek telá: domy, ľudí, Mesiac, Slnko, vodu v moriach a oceánoch atď. Všetky tieto telá zase priťahujú Zem.

Príťažlivosť existuje nielen medzi Zemou a uvedenými telesami. Všetky telá sa navzájom priťahujú. Mesiac a Zem sa navzájom priťahujú. Príťažlivosť Zeme k Mesiacu spôsobuje príliv a odliv vody. Obrovské masy vody stúpajú v oceánoch a moriach dvakrát denne na mnoho metrov. Dobre viete, že Zem a ostatné planéty sa pohybujú okolo Slnka a sú k nemu a navzájom priťahované.

Vzájomná príťažlivosť všetkých telies vesmíru sa nazýva univerzálna gravitácia.

Anglický vedec Isaac Newton ako prvý dokázal a stanovil zákon univerzálnej gravitácie.

Podľa tohto zákona príťažlivá sila medzi telesami je tým väčšia, čím väčšia je hmotnosť týchto telies. Príťažlivé sily medzi telesami sa zmenšujú so zväčšujúcou sa vzdialenosťou medzi nimi.

Pre všetkých žijúcich na Zemi je jednou z najdôležitejších hodnôt sila príťažlivosti k Zemi.

Sila, ktorou Zem priťahuje teleso k sebe, sa nazýva gravitácia.

Gravitačná sila je označená písmenom F s indexom: Ftyazh. Vždy smeruje kolmo nadol.

Zemeguľa je na póloch mierne sploštená, takže telesá na póloch sú umiestnené o niečo bližšie k stredu Zeme. Preto je gravitácia na póle o niečo väčšia ako na rovníku alebo v iných zemepisných šírkach. Gravitačná sila na vrchole hory je o niečo menšia ako na jej úpätí.

Gravitačná sila je priamo úmerná hmotnosti daného telesa.

Ak porovnáme dve telesá s rôznou hmotnosťou, tak teleso s väčšou hmotnosťou je ťažšie. Telo s menšou hmotnosťou je ľahšie.

Koľkokrát je hmotnosť jedného telesa väčšia ako hmotnosť iného telesa, toľkokrát je gravitačná sila pôsobiaca na prvé teleso väčšia ako gravitačná sila pôsobiaca na druhé. Keď sú hmotnosti telies rovnaké, potom sú rovnaké aj gravitačné sily, ktoré na ne pôsobia.

Elastická sila. Hookov zákon.

Už viete, že všetky telesá na Zemi sú ovplyvnené gravitáciou.

Kniha ležiaca na stole je tiež ovplyvnená gravitáciou, ale neprepadáva cez stôl, ale je v pokoji. Korpus zavesíme na niť. To nespadne.

Hookov zákon. Skúsenosť.

Prečo telá spočívajú na podpere alebo zavesené na nite? Zdá sa, že gravitačná sila je vyvážená nejakou inou silou. Čo je táto sila a odkiaľ pochádza?

Urobme experiment. Do stredu vodorovne umiestnenej dosky umiestnenej na podperách položíme závažie. Vplyvom gravitácie sa váha začne pohybovať dole a ohýbať dosku, t.j. doska je zdeformovaná. V tomto prípade vzniká sila, ktorou doska pôsobí na teleso, ktoré sa na nej nachádza. Z tejto skúsenosti môžeme usúdiť, že okrem gravitačnej sily smerujúcej zvisle nadol pôsobí na závažie aj iná sila. Táto sila smeruje kolmo nahor. Vyrovnávala silu gravitácie. Táto sila sa nazýva elastická sila.

Takže sila, ktorá vzniká v tele v dôsledku jeho deformácie a má tendenciu vrátiť teleso do pôvodnej polohy, sa nazýva elastická sila.

Pružná sila je označená písmenom F s indexom Fupr.

Čím viac sa podpera (doska) ohýba, tým väčšia je elastická sila. Ak sa elastická sila rovná gravitačnej sile pôsobiacej na telo, potom sa podpera a telo zastavia.

Teraz zavesíme korpus na niť. Niť (záves) je natiahnutá. V závite (závese), ako aj v podpere vzniká elastická sila. Keď je zavesenie natiahnuté, elastická sila sa bude rovnať sile gravitácie, potom sa napínanie zastaví. Elastická sila vzniká až pri deformácii telies. Ak zmizne deformácia telesa, potom zmizne aj elastická sila.

Experimentujte s telom zaveseným na nite.

Deformácie sú rôznych typov: ťah, tlak, šmyk, ohyb a krútenie.

Stretli sme sa už s dvomi typmi deformácií – stláčaním a ohýbaním. Tieto a ďalšie druhy deformácií budete podrobnejšie študovať na strednej škole.

Teraz sa pokúsme zistiť, od čoho závisí elastická sila.

anglický vedec Robert Hooke , Newtonov súčasník, zistil, ako elastická sila závisí od deformácie.

Zvážte skúsenosti. Vezmite gumenú šnúru. Jeden jeho koniec upevníme v statíve. Pôvodná dĺžka šnúry bola l 0 . Ak na voľný koniec šnúrky zavesíte pohár so závažím, šnúrka sa predĺži. Jeho dĺžka sa bude rovnať l. Predlžovací kábel nájdete takto:

Ak zmeníte závažia na pohári, zmení sa aj dĺžka šnúrky, čo znamená jej predĺženie Δl.

Skúsenosti ukázali že modul pružnej sily v ťahu (alebo stlačení) telesa je priamo úmerný zmene dĺžky telesa.

Toto je Hookov zákon. Hookov zákon je napísaný takto:

Fcontrol \u003d -kΔl,

Hmotnosť telesa je sila, ktorou teleso v dôsledku príťažlivosti k Zemi pôsobí na podperu alebo zavesenie.

kde Δl je predĺženie telesa (zmena jeho dĺžky), k je koeficient úmernosti, ktorý je tzv. tuhosť.

Tuhosť tela závisí od jeho tvaru a rozmerov, ako aj od materiálu, z ktorého je vyrobené.

Hookov zákon platí len pre pružnú deformáciu. Ak sa po ukončení síl, ktoré deformujú teleso, vráti do pôvodnej polohy, potom je deformácia elastické.

Viac o Hookovom zákone a typoch deformácií sa dozviete na strednej škole.

Telesná hmotnosť.

V každodennom živote sa pojem „váha“ veľmi často používa. Pokúsme sa zistiť, aká je táto hodnota. Pri pokusoch, keď bolo teleso umiestnené na podpere, bola stlačená nielen podpera, ale aj telo priťahované Zemou.

Deformované, stlačené teleso tlačí na podperu silou tzv telesná hmotnosť . Ak je telo zavesené na nite, potom sa natiahne nielen vlákno, ale aj samotné telo.

Hmotnosť telesa je sila, ktorou teleso v dôsledku príťažlivosti k Zemi pôsobí na podperu alebo zavesenie.

Telesná hmotnosť je vektorová fyzikálna veličina a označuje sa písmenom P so šípkou nad týmto písmenom smerujúcou doprava.

Malo by sa to však pamätať že na telo pôsobí gravitačná sila a závažie pôsobí na podperu alebo záves.

Ak sú teleso a podpera nehybné alebo sa pohybujú rovnomerne a priamočiaro, potom sa hmotnosť telesa vo svojej číselnej hodnote rovná sile gravitácie, t.j.

P = Ft.

Treba mať na pamäti, že gravitácia je výsledkom interakcie tela a Zeme.

Hmotnosť tela je teda výsledkom interakcie tela a podpery (odpruženia). Podpera (odpruženie) a telo sa tak deformujú, čo vedie k vzniku elastickej sily.

Jednotky sily. Vzťah medzi gravitáciou a telesnou hmotnosťou.

Už viete, že sila je fyzikálna veličina. Okrem číselnej hodnoty (modulo) má smer, čiže je to vektorová veličina.

Sila, ako každá fyzikálna veličina, môže byť meraná v porovnaní so silou branou ako jednotka.

Jednotky fyzikálnych veličín sa vždy vyberajú podmienene. Za jednotku sily teda možno brať akúkoľvek silu. Napríklad môžete brať ako jednotky sily elastickú silu pružiny natiahnutej na určitú dĺžku. Jednotkou sily je gravitačná sila pôsobiaca na teleso.

Vieš to silu spôsobuje zmenu rýchlosti tela. Preto Jednotka sily je sila, ktorá zmení rýchlosť telesa s hmotnosťou 1 kg o 1 m/s za 1 s.

Na počesť anglického fyzika Newtona je táto jednotka pomenovaná newton (1 N). Často sa používajú iné jednotky kilonewtonov (kN), millinewtonov (mN):

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

Skúsme určiť veľkosť sily v 1 N. Zistilo sa, že 1 N sa približne rovná sile gravitácie, ktorá pôsobí na teleso s hmotnosťou 1/10 kg, presnejšie 1/9,8 kg (t.j. asi 102 g).

Je potrebné si uvedomiť, že gravitačná sila pôsobiaca na teleso závisí od zemepisnej šírky, v ktorej sa teleso nachádza. Gravitačná sila sa mení so zmenou výšky nad povrchom Zeme.

Ak je známe, že jednotka sily je 1 N, ako potom vypočítať gravitačnú silu, ktorá pôsobí na teleso akejkoľvek hmotnosti?

Je známe, že koľkokrát je hmotnosť jedného telesa väčšia ako hmotnosť iného telesa, toľkokrát je gravitačná sila pôsobiaca na prvé teleso väčšia ako gravitačná sila pôsobiaca na druhé teleso. Ak teda na teleso s hmotnosťou 1/9,8 kg pôsobí tiažová sila rovnajúca sa 1 N, potom na teleso s hmotnosťou 2/9,8 kg bude pôsobiť tiažová sila rovnajúca sa 2 N.

Na tele s hmotnosťou 5 / 9,8 kg - gravitácia rovná - 5 N, 5,5 / 9,8 kg - 5,5 N atď. Na tele s hmotnosťou 9,8 / 9,8 kg - 9,8 N.

Od 9,8 / 9,8 kg \u003d 1 kg, potom na teleso s hmotnosťou 1 kg bude pôsobiť gravitačná sila rovnajúca sa 9,8 N. Hodnotu gravitačnej sily pôsobiacej na teleso s hmotnosťou 1 kg môžeme zapísať nasledovne: 9,8 N/kg.

Ak teda na teleso s hmotnosťou 1 kg pôsobí sila rovnajúca sa 9,8 N, potom na teleso s hmotnosťou 2 kg bude pôsobiť sila 2-krát väčšia. Bude sa rovnať 19,6 N a tak ďalej.

Na určenie gravitačnej sily pôsobiacej na teleso akejkoľvek hmotnosti je teda potrebné vynásobiť 9,8 N / kg hmotnosťou tohto telesa.

Telesná hmotnosť je vyjadrená v kilogramoch. Potom dostaneme toto:

Ft = 9,8 N/kg m.

Hodnota 9,8 N / kg je označená písmenom g a vzorec pre gravitáciu bude:

kde m je hmotnosť, g sa nazýva zrýchlenie voľného pádu. (Koncept zrýchlenia voľného pádu bude uvedený v 9. stupni.)

Pri riešení problémov, kde sa nevyžaduje veľká presnosť, sa g \u003d 9,8 N / kg zaokrúhľuje na 10 N / kg.

Už viete, že P = Fstrand, ak sú telo a podpera nehybné alebo sa pohybujú rovnomerne a v priamom smere. Preto sa telesná hmotnosť môže určiť podľa vzorca:

Príklad. Na stole je čajník s vodou o hmotnosti 1,5 kg. Určte gravitačnú silu a hmotnosť kanvice. Ukážte tieto sily na obrázku 68.

Dané:

g ≈ 10 N/kg

Riešenie:

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

Odpoveď: Fstrand = P = 15 N.

Teraz znázornime sily graficky. Vyberme si mierku. Nech sa 3 N rovnajú segmentu dlhému 0,3 cm.. Potom sa musí nakresliť sila 15 N. segmentom dlhým 1,5 cm.

Treba mať na pamäti, že gravitácia pôsobí na telo, a preto sa aplikuje na telo samotné. Hmotnosť pôsobí na podperu alebo zavesenie, to znamená, že sa aplikuje na podperu, v našom prípade na stôl.

Dynamometer.

Najjednoduchší dynamometer.

V praxi je často potrebné merať silu, ktorou jedno teleso pôsobí na druhé. Prístroj používaný na meranie sily je tzv dynamometer (z gréčtiny. dynamis- sila, metero- opatrenie).

Dynamometre sa dodávajú v rôznych zariadeniach. Ich hlavnou súčasťou je oceľová pružina, ktorá má rôzny tvar v závislosti od účelu zariadenia. Zariadenie najjednoduchšieho dynamometra je založené na porovnaní akejkoľvek sily s pružnou silou pružiny.

Najjednoduchší dynamometer môže byť vyrobený z pružiny s dvoma hákmi namontovanými na doske. Na spodný koniec pružiny je pripevnený ukazovateľ a na dosku je prilepený pás papiera.

Označte na papieri pomlčkou polohu ukazovateľa, keď pružina nie je napnutá. Táto značka bude nulové delenie.

Ručný dynamometer - merač výkonu.

Potom na háčik zavesíme závažie 1 / 9,8 kg, teda 102 g. Na túto záťaž bude pôsobiť gravitačná sila 1 N. Pôsobením tejto sily (1 N) sa pružina natiahne, ukazovateľ pôjde dole. Na papier si označíme jeho novú polohu a dáme číslo 1. Potom zavesíme bremeno s hmotnosťou 204 g a nastavíme značku 2. To znamená, že v tejto polohe je elastická sila pružiny 2 N. Po zavesení záťaž s hmotnosťou 306 g označíme 3 a t d.

Aby bolo možné aplikovať desatiny newtonu, je potrebné použiť delenia - 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 atď. Na tento účel sú vzdialenosti medzi jednotlivými celočíselnými značkami rozdelené na desať rovnakých častí. To sa dá urobiť, ak vezmeme do úvahy, že elastická sila pružiny Fupr sa zvyšuje toľkokrát, koľkokrát sa zvyšuje jej predĺženie Δl. Vyplýva to z Hookovho zákona: Fupr \u003d kΔl, t.j. sila pružnosti tela počas napätia je priamo úmerná zmene dĺžky tela.

Trakčný dynamometer.

Odstupňovaná pružina bude najjednoduchším dynamometrom.

Pomocou dynamometra sa meria nielen gravitácia, ale aj iné sily, ako elastická sila, trecia sila atď.

Napríklad na meranie sily rôznych ľudských svalových skupín, lekárske dynamometre.

Na meranie svalovej sily ruky pri zovretí ruky v päsť, manuál dynamometer - merač výkonu .

Používajú sa aj ortuťové, hydraulické, elektrické a iné dynamometre.

V poslednej dobe sa široko používajú elektrické dynamometre. Majú snímač, ktorý premieňa deformáciu na elektrický signál.

Na meranie veľkých síl, ako sú napríklad ťažné sily traktorov, ťahačov, lokomotív, námorných a riečnych remorkérov, špeciálnych trakčné dynamometre . Dokážu merať sily až niekoľko desiatok tisíc newtonov.

V každom takomto prípade je možné nahradiť niekoľko síl skutočne pôsobiacich na teleso jednou silou, ktorá je svojim účinkom ekvivalentná týmto silám.

Sila, ktorá má na teleso rovnaký účinok ako niekoľko súčasne pôsobiacich síl, sa nazýva výslednica týchto síl.

Nájdite výslednicu týchto dvoch síl pôsobiacich na teleso v jednej priamke v jednom smere.

Obráťme sa na skúsenosti. Na pružinu pod seba zavesíme dve závažia s hmotnosťou 102 g a 204 g, t.j. s hmotnosťou 1 N a 2 N. Všimnite si dĺžku, o ktorú je pružina natiahnutá. Odstránime tieto závažia a nahraďme ich jedným závažím, ktoré natiahne pružinu na rovnakú dĺžku. Hmotnosť tohto nákladu je 3 N.

Skúsenosti ukazujú, že: výslednica síl smerujúcich pozdĺž jednej priamky v rovnakom smere a jej modul sa rovná súčtu modulov zložiek zložiek.

Na obrázku je výslednica síl pôsobiacich na teleso označená písmenom R a členy sily sú označené písmenami F 1 a F 2. V tomto prípade

Poďme teraz zistiť, ako nájsť výslednicu dvoch síl pôsobiacich na teleso pozdĺž jednej priamky v rôznych smeroch. Telo je dynamometrický stôl. Položme na stôl závažie 5 N, t.j. pôsobiť naň silou 5 N smerujúcou nadol. Na stôl priviažeme niť a pôsobíme na ňu silou rovnajúcou sa 2 N smerujúcou nahor. Potom dynamometer ukáže silu 3 N. Táto sila je výslednicou dvoch síl: 5 N a 2N.

takze výslednica dvoch síl smerujúcich pozdĺž tej istej priamky v opačných smeroch smeruje k väčšej sile v absolútnej hodnote a jej modul sa rovná rozdielu medzi modulmi zložiek zložiek(ryža.):

Ak na teleso pôsobia dve rovnaké a opačné sily, potom je výslednica týchto síl nulová. Napríklad, ak je v našom experimente koniec ťahaný silou 5 N, potom sa strelka dynamometra nastaví na nulu. Výslednica týchto dvoch síl je v tomto prípade nula:

Sane kotúľané dolu horou sa čoskoro zastavia.

Sane, ktoré sa valili z hory, sa pohybujú po vodorovnej ceste nerovnomerne, ich rýchlosť sa postupne znižuje a po chvíli sa zastavia. Muž, ktorý pribehol, skĺzne na korčuliach po ľade, ale bez ohľadu na to, aký hladký je ľad, muž sa stále zastaví. Bicykel sa zastaví aj vtedy, keď cyklista prestane šliapať do pedálov. Vieme, že príčinou takýchto javov je sila. V tomto prípade je to sila trenia.

Keď sa jedno teleso dostane do kontaktu s druhým, získa sa interakcia, ktorá bráni ich relatívnemu pohybu, čo je tzv trenie. A sila, ktorá charakterizuje túto interakciu, sa nazýva trecia sila.

Trecia sila- ide o ďalší druh sily, ktorý sa líši od predtým uvažovaných gravitačných a elastických síl.

Ďalším dôvodom trenia je vzájomná príťažlivosť molekúl kontaktujúcich telies.

Vznik trecej sily je spôsobený najmä prvým dôvodom, kedy sú povrchy telies drsné. Ale ak sú povrchy dobre vyleštené, potom keď prídu do kontaktu, niektoré z ich molekúl sú umiestnené veľmi blízko seba. V tomto prípade sa príťažlivosť medzi molekulami kontaktujúcich telies začína zreteľne prejavovať.

Skúsenosti s tyčou a dynamometrom. Meriame silu trenia.

Trecia sila sa môže mnohonásobne znížiť, ak sa medzi trecie plochy vloží mazivo. Vrstva lubrikantu oddeľuje povrchy trecích telies. V tomto prípade nie sú v kontakte povrchy telies, ale vrstvy maziva. Mazanie je vo väčšine prípadov kvapalné a trenie vrstiev kvapaliny je menšie ako trenie pevných povrchov. Napríklad na korčuliach sa nízke trenie pri kĺzaní po ľade vysvetľuje aj pôsobením maziva. Medzi korčuľami a ľadom sa vytvorí tenká vrstva vody. V strojárstve sa ako mazivá široko používajú rôzne oleje.

o posuvné jedno teleso na povrchu druhého, vznikne trenie, ktoré je tzv klzné trenie. K takémuto treniu dôjde napríklad pri pohybe saní a lyží po snehu.

Ak sa jedno teleso nekĺže, ale odvaľuje sa po povrchu druhého, tak trenie, ku ktorému v tomto prípade dochádza, sa nazýva valivé trenie . Takže keď sa pohnú kolesá vagóna, auta, keď sa polená alebo sudy váľajú po zemi, objaví sa valivé trenie.

Sila trenia sa dá merať. Napríklad na meranie posuvnej trecej sily dreveného bloku na doske alebo stole musíte k nemu pripojiť dynamometer. Potom rovnomerne posúvajte blok pozdĺž dosky, pričom dynamometer držte vodorovne. Čo ukáže dynamometer? Na blok pôsobia dve sily v horizontálnom smere. Jedna sila je elastická sila pružiny dynamometra smerujúca v smere pohybu. Druhá sila je sila trenia smerujúca proti pohybu. Keďže sa blok pohybuje rovnomerne, znamená to, že výslednica týchto dvoch síl je nulová. Preto sú tieto sily rovnaké v module, ale v opačnom smere. Dynamometer ukazuje elastickú silu (ťahovú silu), ktorá sa rovná modulu trecej sily.

Touto cestou, meraním sily, ktorou dynamometer pôsobí na teleso pri jeho rovnomernom pohybe, meriame silu trenia.

Ak sa závažie, napríklad závažie, umiestni na tyč a trecia sila sa meria pomocou metódy opísanej vyššie, potom bude väčšia ako trecia sila nameraná bez zaťaženia.

Čím väčšia je sila, ktorá tlačí teleso k povrchu, tým väčšia je výsledná trecia sila.

Položením dreveného bloku na okrúhle palice je možné merať treciu silu. Ukazuje sa, že je menšia ako klzná trecia sila.

Touto cestou, pri rovnakých zaťaženiach je valivá trecia sila vždy menšia ako klzná trecia sila . Preto ľudia v staroveku používali na ťahanie veľkých nákladov valčeky a neskôr začali používať koleso.

Trenie odpočinku.

Zoznámili sme sa so silou trenia vznikajúcou pri pohybe jedného telesa po povrchu druhého. Je však možné hovoriť o sile trenia medzi pevnými telesami v kontakte, ak sú v pokoji?

Keď je teleso v pokoji na naklonenej rovine, je na nej držané trením. Ak by totiž nedochádzalo k treniu, potom by sa telo pod vplyvom gravitácie kĺzlo po naklonenej rovine. Zvážte prípad, keď je telo v pokoji vo vodorovnej rovine. Na poschodí je napríklad šatník. Skúsme to posunúť. Ak je skrinka stlačená ľahko, potom sa nepohne z miesta. prečo? Pôsobiaca sila je v tomto prípade vyvážená silou trenia medzi podlahou a nohami skrine. Pretože táto sila existuje medzi telesami, ktoré sú navzájom v pokoji, nazýva sa táto sila statická trecia sila.

V prírode a technike má trenie veľký význam. Trenie môže byť prospešné aj škodlivé. Keď je to užitočné, snažia sa to zvýšiť, keď je to škodlivé - znížiť to.

Bez pokojového trenia by ľudia ani zvieratá nemohli chodiť po zemi, keďže sa pri chôdzi odtláčame od zeme. Keď je trenie medzi podrážkou topánky a zemou (alebo ľadom) malé, napríklad v ľadových podmienkach, je veľmi ťažké odtlačiť sa od zeme, nohy sa šmýkajú. Aby sa nohy nešmýkali, chodníky sú posypané pieskom. Tým sa zvyšuje trecia sila medzi podrážkou topánky a ľadom.

Ak by nedochádzalo k treniu, predmety by vykĺzli z rúk.

Sila trenia auto pri brzdení zastaví, no bez trenia by nedokázalo stáť, dostalo sa do šmyku. Pre zvýšenie trenia je povrch pneumatík na aute vyrobený s rebrovanými výstupkami. V zime, keď je cesta obzvlášť šmykľavá, je posypaná pieskom a očistená od ľadu.

Mnohé rastliny a živočíchy majú rôzne orgány, ktoré slúžia na uchopenie (tykadlá rastlín, chobot slona, húževnaté chvosty lezúcich zvierat). Všetky majú drsný povrch na zvýšenie trenia.

Vložiť . Vložky sú vyrobené z tvrdých kovov - bronzu, liatiny alebo ocele. Ich vnútorný povrch je pokrytý špeciálnymi materiálmi, najčastejšie babbitom (ide o zliatinu olova alebo cínu s inými kovmi), a mazaný. Ložiská, v ktorých hriadeľ počas otáčania kĺže po povrchu puzdra, sa nazývajú klzné ložiská.

Vieme, že sila valivého trenia pri rovnakom zaťažení je oveľa menšia ako sila klzného trenia. Tento jav je založený na použití guľôčkových a valčekových ložísk. V takýchto ložiskách rotujúci hriadeľ nekĺže po pevnej ložiskovej panve, ale odvaľuje sa po nej na oceľových guličkách alebo valčekoch.

Zariadenie najjednoduchších guľôčkových a valivých ložísk je znázornené na obrázku. Vnútorný krúžok ložiska vyrobený z tvrdej ocele je namontovaný na hriadeli. Vonkajší krúžok je upevnený v tele stroja. Keď sa hriadeľ otáča, vnútorný krúžok sa odvaľuje na guľôčkach alebo valčekoch medzi krúžkami. Výmena klzných ložísk v stroji za guľkové alebo valčekové ložiská môže znížiť treciu silu 20-30-krát.

Guličkové a valčekové ložiská sa používajú v rôznych strojoch: autá, sústruhy, elektromotory, bicykle atď. Bez ložísk (využívajú trenie) si nemožno predstaviť moderný priemysel a dopravu.

Aký je dôvod pohybu telies? Odpoveď na túto otázku dáva odvetvie mechaniky nazývané dynamika.
Ako môžete zmeniť rýchlosť tela, prinútiť ho pohybovať sa rýchlejšie alebo pomalšie? Iba pri interakcii s inými orgánmi. Telesá môžu pri interakcii meniť nielen rýchlosť, ale aj smer pohybu a deformovať sa, pričom menia tvar a objem. V dynamike sa pre kvantitatívne meranie vzájomného pôsobenia telies na seba zavádza veličina nazývaná sila. A zmena rýchlosti pri pôsobení sily je charakterizovaná zrýchlením. Príčinou zrýchlenia je sila.

Pojem sily

Sila je vektorová fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje pôsobenie jedného telesa na druhé, prejavujúce sa deformáciou telesa alebo zmenou jeho pohybu voči iným telesám.

Sila sa označuje písmenom F. Jednotkou merania v sústave SI je Newton (N), čo sa rovná sile, pri ktorej pôsobení teleso s hmotnosťou jeden kilogram dostane zrýchlenie jeden meter za sekundu na druhú. Sila F je úplne určená, ak je daný jej modul, smer v priestore a bod pôsobenia.
Na meranie síl sa používa špeciálne zariadenie nazývané dynamometer.

Koľko síl je v prírode?

Sily možno rozdeliť do dvoch typov:

Pôsobia priamou interakciou, kontaktom (elastické sily, trecie sily);
Pôsobia na diaľku, na veľké vzdialenosti (príťažlivosť, gravitácia, magnetická, elektrická).

Pri priamej interakcii, napríklad výstrelom z hračkárskej pištole, dochádza na telách k zmene tvaru a objemu oproti pôvodnému stavu, teda k deformácii stlačenia, natiahnutia, ohybu. Pružina pištole sa pred výstrelom stlačí, strela sa pri dopade na pružinu zdeformuje. V tomto prípade sily pôsobia v momente deformácie a spolu s ňou miznú. Takéto sily sa nazývajú elastické. Trecie sily vznikajú z priamej interakcie telies, keď sa odvaľujú, kĺžu voči sebe.

Príkladom síl pôsobiacich na diaľku je kameň vyhodený dohora, v dôsledku gravitácie spadne na Zem, príliv a odliv, ktorý sa vyskytuje na pobreží oceánov. S rastúcou vzdialenosťou sa tieto sily znižujú.
V závislosti od fyzikálnej povahy interakcie možno sily rozdeliť do štyroch skupín:

slabý;
silný;
gravitácia;
elektromagnetické.

V prírode sa stretávame so všetkými druhmi týchto síl.
Gravitačné alebo gravitačné sily sú najuniverzálnejšie, čokoľvek, čo má hmotnosť, je schopné zažiť tieto interakcie. Sú všadeprítomné a všadeprítomné, ale veľmi slabé, takže si ich nevšimneme, najmä na veľké vzdialenosti. Gravitačné sily majú veľký dosah a spájajú všetky telesá vo vesmíre.

K elektromagnetickým interakciám dochádza medzi nabitými telesami alebo časticami prostredníctvom pôsobenia elektromagnetického poľa. Elektromagnetické sily nám umožňujú vidieť predmety, pretože svetlo je jednou z foriem elektromagnetických interakcií.

Slabé a silné interakcie sa stali známymi vďaka štúdiu štruktúry atómu a atómového jadra. Medzi časticami v jadrách dochádza k silným interakciám. Slabé charakterizujú vzájomné premeny elementárnych častíc na seba, pôsobia pri termonukleárnych fúznych reakciách a rádioaktívnych rozpadoch jadier.

Čo ak na telo pôsobí viacero síl?

Keď na teleso pôsobí viacero síl, toto pôsobenie je súčasne nahradené jednou silou rovnajúcou sa ich geometrickému súčtu. Sila získaná v tomto prípade sa nazýva výsledná sila. Dodáva telu rovnaké zrýchlenie ako sily súčasne pôsobiace na teleso. Ide o takzvaný princíp superpozície síl.

Interakcia je činnosť, ktorá je vzájomná. Všetky telesá sú schopné vzájomnej interakcie pomocou zotrvačnosti, sily, hustoty hmoty a vlastne aj vzájomného pôsobenia telies. Vo fyzike sa vzájomné pôsobenie dvoch telies alebo sústavy telies nazýva interakcia. Je známe, že keď sa telá priblížia k sebe, zmení sa povaha ich správania. Tieto zmeny sú vzájomné. Keď sú telá oddelené na značné vzdialenosti, interakcie zmiznú.

Pri interakcii telies, jej výsledok vždy pociťujú všetky telesá (napokon, pri pôsobení na niečo vždy nasleduje návrat). Takže napríklad v biliarde, keď tágo zasiahne guľu, tá odletí oveľa silnejšie ako tágo, čo sa vysvetľuje inertnosťou tiel. Typy a miera interakcie telies sú určené touto charakteristikou. Niektoré telesá sú menej inertné, iné viac. Čím väčšia je hmotnosť telesa, tým väčšia je jeho zotrvačnosť. Teleso, ktoré pri interakcii mení svoju rýchlosť pomalšie, má väčšiu hmotnosť a je inertnejšie. Teleso, ktoré mení svoju rýchlosť rýchlejšie, má menšiu hmotnosť a je menej inertné.

Sila je miera, ktorá meria interakciu telies. Fyzika identifikuje štyri typy interakcií, ktoré nie sú vzájomne redukovateľné: elektromagnetické, gravitačné, silné a slabé. Najčastejšie dochádza k interakcii telies pri ich kontakte, čo vedie k zmene rýchlostí týchto telies, ktorá sa meria silou pôsobiacou medzi nimi. Takže, aby sme dali do pohybu zastavené auto, tlačené rukami, je potrebné použiť silu. Ak je potrebné tlačiť do kopca, je to oveľa ťažšie, pretože to bude vyžadovať veľa sily. Najlepšou možnosťou v tomto prípade by bolo použiť silu nasmerovanú pozdĺž cesty. V tomto prípade je uvedená veľkosť a smer sily (všimnite si, že sila je vektorová veličina).

K interakcii telies dochádza aj pôsobením mechanickej sily, ktorej dôsledkom je mechanický pohyb telies alebo ich častí. Sila nie je predmetom kontemplácie, je príčinou pohybu. Každé pôsobenie jedného telesa vo vzťahu k druhému sa prejavuje pohybom. Príkladom pôsobenia mechanickej sily, ktorá generuje pohyb, je takzvaný „domino“ efekt. Umne umiestnené domino padajú jedno po druhom a pohyb posúvajú ďalej v rade, ak stlačíte prvé domino. Dochádza k prenosu pohybu z jednej inertnej figúry na druhú.

Vzájomné pôsobenie telies v kontakte môže viesť nielen k spomaleniu alebo zrýchleniu ich rýchlostí, ale aj k ich deformácii – zmene objemu alebo tvaru. Pozoruhodným príkladom je kus papiera zovretý v ruke. Pôsobením na ňu silou vedieme k zrýchlenému pohybu častí tohto listu a jeho deformácii.

Každé telo odoláva deformácii, keď sa pokúša natiahnuť, stlačiť, ohnúť. Zo strany tela začnú pôsobiť sily, ktoré tomu bránia (elasticita). Pružná sila sa prejavuje zo strany pružiny v momente jej natiahnutia alebo stlačenia. Záťaž, ktorá je ťahaná po zemi lanom, sa zrýchľuje, pretože pôsobí elastická sila napnutej šnúry.

Interakcia telies počas kĺzania po povrchu, ktorý ich oddeľuje, nespôsobuje ich deformáciu. V prípade napríklad kĺzania ceruzky po hladkom povrchu stola, lyží alebo saní po udusenom snehu existuje sila, ktorá bráni pošmyknutiu. Ide o treciu silu, ktorá závisí od vlastností povrchov interagujúcich telies a od sily, ktorá ich tlačí k sebe.

Interakcia telies môže prebiehať aj na diaľku. K pôsobeniu, nazývanému aj gravitácia, dochádza medzi všetkými telesami naokolo, čo môže byť viditeľné iba vtedy, keď sú telesá veľkosti hviezd alebo planét. tvorené gravitačnou príťažlivosťou akéhokoľvek astronomického telesa a ktoré sú spôsobené ich rotáciou. Takže Zem priťahuje Mesiac k sebe, Slnko priťahuje Zem, takže Mesiac sa točí okolo Zeme a Zem sa otáča okolo Slnka.

Elektromagnetické sily pôsobia aj na diaľku. Napriek tomu, že sa strelka kompasu nedotkne žiadneho telesa, bude sa vždy otáčať pozdĺž siločiary magnetického poľa. Príkladom pôsobenia elektromagnetických síl je ten, ktorý sa často vyskytuje na vlasoch pri česaní. K oddeleniu nábojov na nich dochádza v dôsledku sily trenia. Vlasy, ktoré sa nabíjajú pozitívne, sa začnú navzájom odpudzovať. Takáto statika sa často vyskytuje, keď si obliekate sveter, nosíte klobúky.

Teraz viete, čo je interakcia telies (definícia sa ukázala byť dosť podrobná!).

Mechanický pohyb je zmena polohy telesa v priestore v čase vzhľadom na iné telesá.
Úlohou mechaniky je odhaliť vzorce spoločné pre všetky pohyby, či už ide o pohyb hviezd, galaxií, živých organizmov (ryb, vtákov, zvierat, ľudí), umelých strojov, prachových častíc, prúdov vody a vetra, atď.
Najjednoduchšiu klasifikáciu pohybov možno vykonať podľa tvaru trajektórie.
Trajektória je čiara, po ktorej sa teleso pohybuje.
V súlade s delením čiar na priame a krivky sa pohyb delí aj na priamočiary a krivočiary.
Ak zmeriame dĺžku dráhy, dostaneme dráhu. Tie. dráha je dĺžka trajektórie, po ktorej sa teleso pohybovalo.
Pohyb sa odohráva v priestore a čase. Preto na získanie informácií o pohybe je potrebné merať dráhu, ktorú telo prešlo a čas, za ktorý túto dráhu prešlo.
Telo sa môže pohybovať rovnomerne a nerovnomerne. Aký je rozdiel medzi rovnomerným a nerovnomerným pohybom? A ktorý je bežnejší?
Najbežnejší je nerovnomerný pohyb. Takto sa pohybujú takmer všetky telesá. Vtedy sa telo pohybuje najskôr rýchlo, potom pomaly, potom sa môže úplne zastaviť. Nerovnomerný pohyb je pohyb, pri ktorom telo prechádza rôznymi dráhami v rovnakých časových intervaloch. Ak telo prechádza rovnakými dráhami v rovnakých časových intervaloch, potom sa takýto pohyb nazýva rovnomerný. Súhlaste s tým, že takýto pohyb je menej bežný. Skúste uviesť príklad. Myšlienka!?
Pojem rýchlosť je „v dohľade, v počutí“ pre každého. A všetko sa zdá byť jasné. Ale je všetko také jasné?
Predpokladajme, že vám bolo povedané: rýchlosť auta je 60 km/h. Čo toto číslo vlastne znamená? Že auto prešlo každú hodinu presne 60 km? Sotva. Porazili úseky, keď auto prešlo za hodinu dlhšiu alebo kratšiu vzdialenosť. Priemerne 60 km? Vo všeobecnosti však auto mohlo jazdiť menej ako hodinu a prejsť vzdialenosť menej ako 60 km.
Ako vidíte, tento jednoduchý, až všedný koncept nie je taký jednoduchý.
Aby sme vyriešili vzniknuté problémy, musíme presne definovať rýchlosť, čo aj urobíme.
Hodnota rovnajúca sa pomeru celej dráhy k času pohybu tela sa nazýva priemerná rýchlosť pohybu ( v cf \u003d s / t)
Práve tento pojem sa používa najčastejšie, ale slovo „priemerný“ je vynechané a márne, pretože tieto slová ukladajú značné obmedzenia na používanie tohto pojmu.
Ak je pohyb rovnomerný, potom jednoducho hovoria o rýchlosti. A vzorec je takmer rovnaký: v=s/t. Rýchlosť rovnomerného pohybu telesa je hodnota rovnajúca sa pomeru dráhy k času, za ktorý bola táto dráha prejdená.
Nebude zbytočné spomenúť, že rýchlosť je vektorová fyzikálna veličina.
Vektorová veličina je veličina, ktorá má okrem hodnoty aj smer. Takéto množstvá sú označené písmenom so šípkou v hornej časti.
A veličiny, ktoré majú len číselnú hodnotu, sa nazývajú skalárne.

Ak ste čítali o fenoméne zotrvačnosti, mali ste pochopiť, že rýchlosť telesa sa mení iba vtedy, ak naň pôsobí iné teleso. No zároveň sa mení aj rýchlosť druhého telesa. Skúste sa odraziť na ľade od kamaráta stojaceho neďaleko. Všimnete si, že aj váš priateľ sa začne hýbať. Telá interagujú. Neexistuje žiadna jednostranná akcia.