« Physics - Grade 10"
Bakit umiikot ang buwan sa mundo?
Ano ang mangyayari kung huminto ang buwan?
Bakit umiikot ang mga planeta sa araw?
Sa Kabanata 1, tinalakay nang detalyado na ang globo ay nagbibigay ng parehong acceleration sa lahat ng mga katawan na malapit sa ibabaw ng Earth - ang acceleration ng free fall. Ngunit kung ang globo ay nagbibigay ng acceleration sa katawan, kung gayon, ayon sa ikalawang batas ni Newton, ito ay kumikilos sa katawan nang may ilang puwersa. Ang puwersa kung saan kumikilos ang lupa sa katawan ay tinatawag grabidad. Una, hanapin natin ang puwersang ito, at pagkatapos ay isaalang-alang ang puwersa ng unibersal na grabitasyon.
Ang modulo acceleration ay tinutukoy mula sa pangalawang batas ni Newton:
Sa pangkalahatang kaso, nakasalalay ito sa puwersa na kumikilos sa katawan at sa masa nito. Dahil ang pagbilis ng libreng pagkahulog ay hindi nakasalalay sa masa, malinaw na ang puwersa ng grabidad ay dapat na proporsyonal sa masa:
Ang pisikal na dami ay ang free fall acceleration, ito ay pare-pareho para sa lahat ng katawan.
Batay sa formula F = mg, maaari mong tukuyin ang isang simple at praktikal na maginhawang paraan para sa pagsukat ng mga masa ng mga katawan sa pamamagitan ng paghahambing ng masa ng isang ibinigay na katawan sa karaniwang yunit ng masa. Ang ratio ng mga masa ng dalawang katawan ay katumbas ng ratio ng mga puwersa ng grabidad na kumikilos sa mga katawan:
Nangangahulugan ito na ang masa ng mga katawan ay pareho kung ang mga puwersa ng grabidad na kumikilos sa kanila ay pareho.
Ito ang batayan para sa pagtukoy ng masa sa pamamagitan ng pagtimbang sa isang spring o balance scale. Sa pamamagitan ng pagtiyak na ang puwersa ng presyon ng katawan sa mga kaliskis, katumbas ng puwersa ng grabidad na inilapat sa katawan, ay balanse ng puwersa ng presyon ng mga timbang sa iba pang mga kaliskis, katumbas ng puwersa ng grabidad na inilapat sa mga timbang. , sa gayon ay tinutukoy natin ang masa ng katawan.
Ang puwersa ng gravity na kumikilos sa isang partikular na katawan malapit sa Earth ay maaaring ituring na pare-pareho lamang sa isang tiyak na latitude malapit sa ibabaw ng Earth. Kung ang katawan ay itinaas o inilipat sa isang lugar na may ibang latitude, kung gayon ang acceleration ng free fall, at samakatuwid ang puwersa ng gravity, ay magbabago.
Ang lakas ng grabidad.
Si Newton ang unang mahigpit na nagpatunay na ang dahilan ng pagbagsak ng isang bato sa Earth, ang paggalaw ng Buwan sa paligid ng Earth at ang mga planeta sa paligid ng Araw, ay pareho. ito puwersa ng grabidad kumikilos sa pagitan ng anumang katawan ng Uniberso.
Napagpasyahan ni Newton na kung hindi dahil sa paglaban ng hangin, kung gayon ang tilapon ng isang bato na itinapon mula sa isang mataas na bundok (Larawan 3.1) na may isang tiyak na bilis ay maaaring maging tulad na hindi ito makakarating sa ibabaw ng Earth, ngunit magiging gumalaw sa paligid nito tulad ng kung paano inilarawan ng mga planeta ang kanilang mga orbit sa kalangitan.
Natagpuan ni Newton ang kadahilanang ito at naipahayag ito nang tumpak sa anyo ng isang formula - ang batas ng unibersal na grabitasyon.
Dahil ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ay nagbibigay ng parehong acceleration sa lahat ng mga katawan, anuman ang kanilang masa, dapat itong proporsyonal sa masa ng katawan kung saan ito kumikilos:
"Ang gravity ay umiiral para sa lahat ng mga katawan sa pangkalahatan at proporsyonal sa masa ng bawat isa sa kanila ... lahat ng mga planeta ay gumagalaw patungo sa isa't isa ..." I. Newton
Ngunit dahil, halimbawa, ang Earth ay kumikilos sa Buwan na may puwersang proporsyonal sa masa ng Buwan, kung gayon ang Buwan, ayon sa ikatlong batas ni Newton, ay dapat kumilos sa Earth na may parehong puwersa. Bukod dito, ang puwersang ito ay dapat na proporsyonal sa masa ng Earth. Kung ang puwersa ng gravitational ay tunay na unibersal, kung gayon mula sa gilid ng isang partikular na katawan ang anumang iba pang katawan ay dapat kumilos sa pamamagitan ng puwersang proporsyonal sa masa ng kabilang katawan na ito. Dahil dito, ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ay dapat na proporsyonal sa produkto ng masa ng mga nakikipag-ugnayang katawan. Mula dito ay sinusunod ang pagbabalangkas ng batas ng unibersal na grabitasyon.
Batas ng grabidad:
Ang puwersa ng kapwa pagkahumaling ng dalawang katawan ay direktang proporsyonal sa produkto ng masa ng mga katawan na ito at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila:
Ang proportionality factor G ay tinatawag pare-pareho ang gravitational.
Ang gravitational constant ay numerong katumbas ng puwersa ng atraksyon sa pagitan ng dalawang materyal na punto na may mass na 1 kg bawat isa, kung ang distansya sa pagitan nila ay 1 m Pagkatapos ng lahat, na may mga masa m 1 \u003d m 2 \u003d 1 kg at isang distansya r \u003d 1 m, nakukuha namin ang G \u003d F (numerically).
Dapat tandaan na ang batas ng unibersal na grabitasyon (3.4) bilang isang unibersal na batas ay may bisa para sa mga materyal na punto. Sa kasong ito, ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng gravitational ay nakadirekta sa linya na nagkokonekta sa mga puntong ito (Larawan 3.2, a).
Maipapakita na ang mga homogenous na katawan na may hugis ng bola (kahit na hindi sila maituturing na materyal na mga punto, Fig. 3.2, b) ay nakikipag-ugnayan din sa puwersa na tinukoy ng formula (3.4). Sa kasong ito, ang r ay ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga bola. Ang mga puwersa ng kapwa atraksyon ay nasa isang tuwid na linya na dumadaan sa mga sentro ng mga bola. Ang ganitong mga puwersa ay tinatawag sentral. Ang mga katawan na ang pagbagsak sa Earth ay karaniwang itinuturing nating mas maliit kaysa sa radius ng Earth (R ≈ 6400 km).
Ang nasabing mga katawan, anuman ang kanilang hugis, ay maaaring ituring na mga materyal na punto at ang puwersa ng kanilang pagkahumaling sa Earth ay maaaring matukoy gamit ang batas (3.4), na isinasaisip na ang r ay ang distansya mula sa ibinigay na katawan hanggang sa gitna ng Lupa.
Ang isang bato na itinapon sa Earth ay lilihis sa ilalim ng pagkilos ng grabidad mula sa isang tuwid na landas at, na inilarawan ang isang hubog na tilapon, sa wakas ay mahuhulog sa Earth. Kung ihahagis mo ito nang mas mabilis, ito ay babagsak pa." I. Newton
Kahulugan ng gravitational constant.
Ngayon, alamin natin kung paano mo mahahanap ang gravitational constant. Una sa lahat, tandaan na ang G ay may isang tiyak na pangalan. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga yunit (at, nang naaayon, ang mga pangalan) ng lahat ng mga dami na kasama sa batas ng unibersal na grabitasyon ay naitatag na nang mas maaga. Ang batas ng grabitasyon ay nagbibigay ng bagong koneksyon sa pagitan ng mga kilalang dami na may ilang mga pangalan ng mga yunit. Iyon ang dahilan kung bakit ang koepisyent ay lumalabas na isang pinangalanang halaga. Gamit ang formula ng batas ng unibersal na grabitasyon, madaling mahanap ang pangalan ng yunit ng gravitational constant sa SI: N m 2 / kg 2 \u003d m 3 / (kg s 2).
Upang mabilang ang G, kinakailangan upang malayang matukoy ang lahat ng mga dami na kasama sa batas ng unibersal na grabitasyon: parehong masa, puwersa at distansya sa pagitan ng mga katawan.
Ang kahirapan ay nakasalalay sa katotohanan na ang mga puwersa ng gravitational sa pagitan ng mga katawan ng maliliit na masa ay napakaliit. Ito ay para sa kadahilanang ito na hindi natin napapansin ang pagkahumaling ng ating katawan sa nakapalibot na mga bagay at ang magkaparehong pagkahumaling ng mga bagay sa isa't isa, bagaman ang mga puwersa ng gravitational ay ang pinaka-unibersal sa lahat ng mga puwersa sa kalikasan. Dalawang tao na tumitimbang ng 60 kg sa layo na 1 m mula sa isa't isa ay naaakit na may puwersa na humigit-kumulang 10 -9 N. Samakatuwid, upang sukatin ang pare-pareho ng gravitational, kailangan ang mga banayad na eksperimento.
Ang gravitational constant ay unang sinukat ng English physicist na si G. Cavendish noong 1798 gamit ang isang device na tinatawag na torsion balance. Ang scheme ng balanse ng torsion ay ipinapakita sa Figure 3.3. Ang isang magaan na rocker na may dalawang magkaparehong timbang sa mga dulo ay sinuspinde sa isang manipis na nababanat na sinulid. Dalawang mabibigat na bola ang hindi gumagalaw sa malapit. Ang mga puwersa ng gravity ay kumikilos sa pagitan ng mga timbang at hindi gumagalaw na mga bola. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersang ito, ang rocker ay lumiliko at pinipilipit ang sinulid hanggang ang lumalabas na elastikong puwersa ay naging katumbas ng gravitational force. Ang anggulo ng twist ay maaaring gamitin upang matukoy ang puwersa ng pagkahumaling. Upang gawin ito, kailangan mo lamang malaman ang mga nababanat na katangian ng thread. Ang masa ng mga katawan ay kilala, at ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga nakikipag-ugnayan na mga katawan ay maaaring direktang masukat.
Mula sa mga eksperimentong ito, nakuha ang sumusunod na halaga para sa gravitational constant:
G \u003d 6.67 10 -11 N m 2 / kg 2.
Sa kaso lamang kapag ang mga katawan ng napakalaking masa ay nakikipag-ugnayan (o hindi bababa sa masa ng isa sa mga katawan ay napakalaki), ang gravitational force ay umabot sa isang malaking halaga. Halimbawa, ang Earth at ang Buwan ay naaakit sa isa't isa na may puwersa F ≈ 2 10 20 N.
Pag-asa ng libreng pagbagsak ng acceleration ng mga katawan sa geographic na latitude.
Isa sa mga dahilan ng pagtaas ng acceleration ng grabidad kapag inililipat ang punto kung saan matatagpuan ang katawan mula sa ekwador patungo sa mga pole ay ang globo ay medyo patag sa mga pole at ang distansya mula sa gitna ng Earth hanggang sa ibabaw nito sa ang mga pole ay mas mababa kaysa sa ekwador. Ang isa pang dahilan ay ang pag-ikot ng Earth.
Pagkakapantay-pantay ng inertial at gravitational mass.
Ang pinaka-kapansin-pansing pag-aari ng gravitational forces ay ang pagbibigay nila ng parehong acceleration sa lahat ng katawan, anuman ang kanilang masa. Ano ang masasabi mo tungkol sa isang manlalaro ng putbol na ang sipa ay pantay na magpapabilis sa isang ordinaryong bola ng balat at isang dalawang-pound na timbang? Sasabihin ng lahat na imposible. Ngunit ang Daigdig ay isang "pambihirang manlalaro ng putbol", na may pagkakaiba lamang na ang epekto nito sa mga katawan ay walang katangian ng panandaliang epekto, ngunit patuloy na nagpapatuloy sa bilyun-bilyong taon.
Sa teorya ni Newton, ang masa ay ang pinagmulan ng gravitational field. Nasa gravitational field tayo ng Earth. Kasabay nito, tayo rin ay pinagmumulan ng gravitational field, ngunit dahil sa ang katunayan na ang ating masa ay mas mababa kaysa sa masa ng Earth, ang ating field ay mas mahina at ang mga nakapaligid na bagay ay hindi tumutugon dito.
Ang hindi pangkaraniwang pag-aari ng mga puwersa ng gravitational, tulad ng nasabi na natin, ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga puwersang ito ay proporsyonal sa masa ng parehong nakikipag-ugnayan na mga katawan. Ang masa ng katawan, na kasama sa ikalawang batas ni Newton, ay tumutukoy sa mga inertial na katangian ng katawan, ibig sabihin, ang kakayahang makakuha ng isang tiyak na acceleration sa ilalim ng pagkilos ng isang naibigay na puwersa. ito inertial mass m at.
Tila, ano ang kaugnayan nito sa kakayahan ng mga katawan na akitin ang isa't isa? Ang masa na tumutukoy sa kakayahan ng mga katawan na maakit ang isa't isa ay ang gravitational mass m r.
Hindi ito sumusunod sa lahat mula sa Newtonian mechanics na ang inertial at gravitational mass ay pareho, i.e. na
m at = m r . (3.5)
Ang pagkakapantay-pantay (3.5) ay isang direktang bunga ng karanasan. Nangangahulugan ito na masasabi lamang ng isa ang masa ng isang katawan bilang isang quantitative measure ng parehong inertial at gravitational properties nito.
Ang gravity ay ang dami kung saan ang isang katawan ay naaakit sa lupa sa ilalim ng impluwensya ng pagkahumaling nito. Ang tagapagpahiwatig na ito ay direktang nakasalalay sa bigat ng isang tao o sa masa ng isang bagay. Ang mas maraming timbang, mas mataas ito. Sa artikulong ito, ipapaliwanag namin kung paano hanapin ang puwersa ng grabidad.
Mula sa kursong pisika ng paaralan: ang puwersa ng grabidad ay direktang proporsyonal sa bigat ng katawan. Maaari mong kalkulahin ang halaga gamit ang formula F \u003d m * g, kung saan ang g ay isang koepisyent na katumbas ng 9.8 m / s 2. Alinsunod dito, para sa isang tao na tumitimbang ng 100 kg, ang puwersa ng pagkahumaling ay 980. Kapansin-pansin na sa pagsasagawa ang lahat ay medyo naiiba, at maraming mga kadahilanan ang nakakaapekto sa gravity.Mga salik na nakakaapekto sa gravity:
- distansya mula sa lupa;
- ang heograpikal na lokasyon ng katawan;
- Mga Oras ng Araw.
Kung ang katawan ay hindi na-drag sa isang pahalang na direksyon, pagkatapos ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa anggulo kung saan ang bagay ay lumihis mula sa abot-tanaw. Bilang resulta, magiging ganito ang formula: F=m*g – Fthrust*sin. Ang puwersa ng grabidad ay sinusukat sa newtons. Para sa mga kalkulasyon, gamitin ang bilis na sinusukat sa m/s. Upang gawin ito, hatiin ang bilis sa km/h ng 3.6.
Kinakailangang malaman ang punto ng aplikasyon at ang direksyon ng bawat puwersa. Mahalagang matukoy nang eksakto kung anong mga puwersa ang kumikilos sa katawan at sa anong direksyon. Ang puwersa ay tinutukoy bilang , sinusukat sa Newtons. Upang makilala sa pagitan ng mga puwersa, sila ay itinalaga bilang mga sumusunod
Nasa ibaba ang mga pangunahing puwersa na kumikilos sa kalikasan. Imposibleng mag-imbento ng mga di-umiiral na pwersa kapag nilulutas ang mga problema!
Maraming pwersa sa kalikasan. Dito isinasaalang-alang namin ang mga puwersa na isinasaalang-alang sa kurso ng pisika ng paaralan kapag nag-aaral ng dinamika. Nabanggit din ang iba pang pwersa, na tatalakayin sa ibang mga seksyon.
Grabidad
Ang bawat katawan sa planeta ay apektado ng gravity ng Earth. Ang puwersa kung saan umaakit ang Earth sa bawat katawan ay tinutukoy ng formula
Ang punto ng aplikasyon ay nasa gitna ng gravity ng katawan. Grabidad laging nakaturo patayo pababa.
Pwersa ng friction
Kilalanin natin ang puwersa ng alitan. Lumilitaw ang puwersang ito kapag gumagalaw ang mga katawan at nagkadikit ang dalawang ibabaw. Ang puwersa ay nagmumula bilang isang resulta ng katotohanan na ang mga ibabaw, kapag tiningnan sa ilalim ng mikroskopyo, ay hindi makinis na tila. Ang puwersa ng friction ay tinutukoy ng formula:
Ang isang puwersa ay inilalapat sa punto ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng dalawang ibabaw. Nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran ng paggalaw.
Suportahan ang puwersa ng reaksyon
Isipin ang isang napakabigat na bagay na nakahiga sa isang mesa. Ang mesa ay yumuko sa ilalim ng bigat ng bagay. Ngunit ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang talahanayan ay kumikilos sa bagay na may eksaktong kaparehong puwersa gaya ng bagay sa mesa. Ang puwersa ay nakadirekta sa tapat ng puwersa kung saan pinindot ng bagay ang mesa. Nakataas na yan. Ang puwersang ito ay tinatawag na reaksyon ng suporta. Ang pangalan ng puwersa ay "nagsasalita" tumugon sa suporta. Lumilitaw ang puwersang ito tuwing may epekto sa suporta. Ang likas na katangian ng paglitaw nito sa antas ng molekular. Ang bagay, tulad nito, ay nag-deform sa karaniwang posisyon at mga koneksyon ng mga molekula (sa loob ng talahanayan), sila, sa turn, ay may posibilidad na bumalik sa kanilang orihinal na estado, "lumalaban".
Ganap na anumang katawan, kahit na isang napakagaan (halimbawa, isang lapis na nakahiga sa isang mesa), deforms ang suporta sa micro level. Samakatuwid, nangyayari ang isang reaksyon ng suporta.
Walang espesyal na pormula para sa paghahanap ng puwersang ito. Itinalaga nila ito sa pamamagitan ng titik, ngunit ang puwersang ito ay isang hiwalay na uri ng elastikong puwersa, kaya maaari rin itong tukuyin bilang
Ang puwersa ay inilalapat sa punto ng pakikipag-ugnay ng bagay na may suporta. Nakadirekta patayo sa suporta.
Dahil ang katawan ay kinakatawan bilang isang materyal na punto, ang puwersa ay maaaring ilarawan mula sa gitna
Nababanat na puwersa
Ang puwersa na ito ay lumitaw bilang isang resulta ng pagpapapangit (mga pagbabago sa paunang estado ng bagay). Halimbawa, kapag nag-stretch tayo ng spring, pinapataas natin ang distansya sa pagitan ng mga molecule ng spring material. Kapag ini-compress namin ang spring, binabawasan namin ito. Kapag kami ay umiikot o lumipat. Sa lahat ng mga halimbawang ito, lumitaw ang isang puwersa na pumipigil sa pagpapapangit - ang nababanat na puwersa.
Batas ni Hooke
Ang nababanat na puwersa ay nakadirekta sa tapat ng pagpapapangit.
Dahil ang katawan ay kinakatawan bilang isang materyal na punto, ang puwersa ay maaaring ilarawan mula sa gitna
Kapag nakakonekta sa serye, halimbawa, mga spring, ang higpit ay kinakalkula ng formula
Kapag konektado sa parallel, ang higpit
Sample na paninigas. Modulus ni Young.
Ang modulus ni Young ay nagpapakilala sa mga nababanat na katangian ng isang sangkap. Ito ay isang palaging halaga na nakasalalay lamang sa materyal, ang pisikal na estado nito. Nailalarawan ang kakayahan ng isang materyal na labanan ang makunat o compressive na pagpapapangit. Ang halaga ng modulus ni Young ay tabular.
Matuto nang higit pa tungkol sa mga katangian ng solids.
Timbang ng katawan
Ang bigat ng katawan ay ang puwersa kung saan kumikilos ang isang bagay sa isang suporta. Sabi mo gravity! Ang pagkalito ay nangyayari sa mga sumusunod: sa katunayan, kadalasan ang bigat ng katawan ay katumbas ng puwersa ng grabidad, ngunit ang mga puwersang ito ay ganap na naiiba. Ang gravity ay ang puwersa na nagreresulta mula sa pakikipag-ugnayan sa Earth. Ang timbang ay ang resulta ng pakikipag-ugnayan sa suporta. Ang puwersa ng grabidad ay inilalapat sa sentro ng grabidad ng bagay, habang ang bigat ay ang puwersa na inilalapat sa suporta (hindi sa bagay)!
Walang formula para sa pagtukoy ng timbang. Ang puwersang ito ay tinutukoy ng titik.
Ang puwersa ng reaksyon ng suporta o nababanat na puwersa ay lumitaw bilang tugon sa epekto ng isang bagay sa isang suspensyon o suporta, samakatuwid ang timbang ng katawan ay palaging kapareho ng bilang ng puwersa ng nababanat, ngunit may kabaligtaran na direksyon.
Ang puwersa ng reaksyon ng suporta at ang bigat ay mga puwersa ng parehong kalikasan, ayon sa ika-3 batas ni Newton sila ay pantay at magkasalungat na direksyon. Ang timbang ay isang puwersa na kumikilos sa isang suporta, hindi sa isang katawan. Ang puwersa ng grabidad ay kumikilos sa katawan.
Maaaring hindi katumbas ng gravity ang timbang ng katawan. Maaari itong maging mas marami o mas kaunti, o maaaring maging zero ang timbang. Ang estadong ito ay tinatawag kawalan ng timbang. Ang kawalan ng timbang ay isang estado kapag ang isang bagay ay hindi nakikipag-ugnayan sa isang suporta, halimbawa, ang estado ng paglipad: mayroong gravity, ngunit ang timbang ay zero!
Posibleng matukoy ang direksyon ng acceleration kung matukoy mo kung saan nakadirekta ang resultang puwersa
Tandaan na ang timbang ay isang puwersa, na sinusukat sa Newtons. Paano tama na sagutin ang tanong na: "Magkano ang iyong timbang"? Sumasagot kami ng 50 kg, hindi pinangalanan ang timbang, ngunit ang aming masa! Sa halimbawang ito, ang ating timbang ay katumbas ng gravity, na humigit-kumulang 500N!
Overload- ang ratio ng timbang sa gravity
Lakas ni Archimedes
Ang puwersa ay lumitaw bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng isang katawan sa isang likido (gas), kapag ito ay nahuhulog sa isang likido (o gas). Ang puwersang ito ay nagtutulak sa katawan palabas ng tubig (gas). Samakatuwid, ito ay nakadirekta patayo pataas (tulak). Natutukoy ng formula:
Sa hangin, napapabayaan natin ang puwersa ni Archimedes.
Kung ang puwersa ni Archimedes ay katumbas ng puwersa ng grabidad, lumulutang ang katawan. Kung ang puwersa ng Archimedes ay mas malaki, pagkatapos ito ay tumataas sa ibabaw ng likido, kung ito ay mas mababa, ito ay lumulubog.
mga puwersang elektrikal
May mga puwersa ng pinagmulan ng kuryente. Nangyayari sa pagkakaroon ng isang electric charge. Ang mga puwersang ito, tulad ng puwersa ng Coulomb, puwersa ng Ampère, puwersa ng Lorentz, ay tinalakay nang detalyado sa seksyong Elektrisidad.
Schematic na pagtatalaga ng mga puwersa na kumikilos sa katawan
Kadalasan ang katawan ay na-modelo ng isang materyal na punto. Samakatuwid, sa mga diagram, ang iba't ibang mga punto ng aplikasyon ay inilipat sa isang punto - sa gitna, at ang katawan ay inilalarawan ng eskematiko bilang isang bilog o parihaba.
Upang maitalaga nang tama ang mga puwersa, kinakailangang ilista ang lahat ng mga katawan kung saan nakikipag-ugnayan ang katawan sa ilalim ng pag-aaral. Tukuyin kung ano ang mangyayari bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa bawat isa: friction, deformation, attraction, o maaaring repulsion. Tukuyin ang uri ng puwersa, ipahiwatig nang tama ang direksyon. Pansin! Ang bilang ng mga puwersa ay magkakasabay sa bilang ng mga katawan kung saan nagaganap ang pakikipag-ugnayan.
Ang pangunahing bagay na dapat tandaan
1) Mga puwersa at ang kanilang kalikasan;
2) Direksyon ng mga pwersa;
3) Matukoy ang mga kumikilos na pwersa
Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng panlabas (tuyo) at panloob (malagkit) na alitan. Ang panlabas na alitan ay nangyayari sa pagitan ng mga solidong ibabaw na nakikipag-ugnay, ang panloob na alitan ay nangyayari sa pagitan ng mga layer ng likido o gas sa panahon ng kanilang kamag-anak na paggalaw. May tatlong uri ng external friction: static friction, sliding friction at rolling friction.
Ang rolling friction ay tinutukoy ng formula
Ang puwersa ng paglaban ay lumitaw kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa isang likido o gas. Ang magnitude ng puwersa ng paglaban ay nakasalalay sa laki at hugis ng katawan, ang bilis ng paggalaw nito at ang mga katangian ng likido o gas. Sa mababang bilis, ang puwersa ng paglaban ay proporsyonal sa bilis ng katawan
Sa mataas na bilis ito ay proporsyonal sa parisukat ng bilis
Isaalang-alang ang mutual attraction ng isang bagay at ng Earth. Sa pagitan nila, ayon sa batas ng grabidad, isang puwersa ang lumitaw 
Ngayon ihambing natin ang batas ng grabidad at ang puwersa ng grabidad 
Ang halaga ng free fall acceleration ay depende sa masa ng Earth at sa radius nito! Kaya, posibleng kalkulahin kung anong acceleration na mga bagay sa Buwan o sa alinmang planeta ang mahuhulog, gamit ang masa at radius ng planetang iyon.
Ang distansya mula sa gitna ng Earth hanggang sa mga pole ay mas mababa kaysa sa ekwador. Samakatuwid, ang acceleration ng free fall sa ekwador ay bahagyang mas mababa kaysa sa mga pole. Kasabay nito, dapat tandaan na ang pangunahing dahilan para sa pag-asa ng acceleration ng free fall sa latitude ng lugar ay ang katotohanan na ang Earth ay umiikot sa paligid ng axis nito.
Kapag lumalayo sa ibabaw ng Earth, ang puwersa ng gravity at ang acceleration ng free fall ay nagbabago nang kabaligtaran sa parisukat ng distansya sa gitna ng Earth.
Grabidad- ito ang puwersang kumikilos sa katawan mula sa gilid ng Earth at nagpapaalam sa katawan ng acceleration ng free fall:
\(~\vec F_T = m \vec g.\)
Anumang katawan na matatagpuan sa Earth (o malapit dito), kasama ang Earth, ay umiikot sa paligid ng axis nito, ibig sabihin, ang katawan ay gumagalaw sa isang bilog na may radius r na may pare-parehong bilis ng modulo (Larawan 1).
Ang isang katawan sa ibabaw ng Earth ay apektado ng gravitational force \(~\vec F\) at ang puwersa mula sa ibabaw ng earth \(~\vec N_p\).
Ang kanilang resulta
\(~\vec F_1 = \vec F + \vec N_p \qquad (1)\)
nagbibigay ng centripetal acceleration sa katawan
\(~a_c = \frac(\upsilon^2)(r).\)
I-decompose natin ang gravitational force \(~\vec F\) sa dalawang bahagi, ang isa ay magiging \(~\vec F_1\), i.e.
\(~\vec F = \vec F_1 + \vec F_T. \qquad (2)\)
Mula sa mga equation (1) at (2) makikita natin iyon
\(~\vec F_T = - \vec N_p.\)
Kaya, ang puwersa ng grabidad \(~\vec F_T\) ay isa sa mga bahagi ng puwersa ng grabidad \(~\vec F\). Ang pangalawang bahagi \(~\vec F_1\) ay nagsasabi sa centripetal acceleration ng katawan.
Sa punto Μ sa heyograpikong latitude φ Ang gravity ay hindi nakadirekta sa radius ng Earth, ngunit sa ilang anggulo α sa kanya. Ang puwersa ng grabidad ay nakadirekta sa tinatawag na sheer line (patayo pababa).
Ang puwersa ng grabidad ay katumbas ng magnitude at direksyon sa puwersa ng grabidad lamang sa mga poste. Sa ekwador, nag-tutugma sila sa direksyon, at ang ganap na pagkakaiba ay pinakamalaki.
\(~F_T = F - F_1 = F - m \omega^2 R,\)
saan ω ay ang angular velocity ng pag-ikot ng Earth, R ay ang radius ng lupa.
\(~\omega = \frac(2 \pi)(T) = \frac(2 \cdot 2.34)(24 \cdot 3600)\) rad/s = 0.727 10 -4 rad/s.
kasi ω napakaliit, kung gayon F T≈ F. Dahil dito, ang puwersa ng gravity ay bahagyang naiiba sa modulus mula sa puwersa ng gravity, kaya ang pagkakaibang ito ay madalas na napapabayaan.
Pagkatapos F T≈ F, \(~mg = \frac(GMm)((h + R)^2) \Rightarrow g = \frac(GM)((h + R)^2)\) .
Ang formula na ito ay nagpapakita na ang libreng pagkahulog acceleration g ay hindi nakasalalay sa masa ng bumabagsak na katawan, ngunit depende sa taas.
Panitikan
Aksenovich L. A. Physics sa mataas na paaralan: Teorya. Mga gawain. Mga Pagsusulit: Proc. allowance para sa mga institusyong nagbibigay ng pangkalahatan. kapaligiran, edukasyon / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 39-40.
Kahulugan 1
Ang puwersa ng grabidad ay itinuturing na isang aplikasyon sa sentro ng grabidad ng katawan, na tinutukoy sa pamamagitan ng pagsususpinde sa katawan mula sa isang sinulid sa iba't ibang mga punto nito. Sa kasong ito, ang punto ng intersection ng lahat ng direksyon na minarkahan ng isang thread ay ituturing na sentro ng grabidad ng katawan.
Ang konsepto ng gravity
Ang gravity sa pisika ay ang puwersang kumikilos sa anumang pisikal na katawan na malapit sa ibabaw ng daigdig o ibang astronomical na katawan. Ang puwersa ng gravity sa ibabaw ng planeta, sa pamamagitan ng kahulugan, ay ang kabuuan ng gravitational pull ng planeta, pati na rin ang centrifugal force ng inertia, na pinukaw ng pang-araw-araw na pag-ikot ng planeta.
Ang iba pang mga puwersa (halimbawa, ang pagkahumaling ng Araw at Buwan), dahil sa kanilang kaliit, ay hindi isinasaalang-alang o pinag-aaralan nang hiwalay sa format ng mga temporal na pagbabago sa larangan ng gravitational ng Earth. Ang gravity ay nagbibigay ng pantay na acceleration sa lahat ng mga katawan, anuman ang kanilang masa, habang kumakatawan sa isang konserbatibong puwersa. Ito ay kinakalkula batay sa formula:
$\vec(P) = m\vec(g)$,
kung saan ang $\vec(g)$ ay ang acceleration na ibinibigay sa katawan sa pamamagitan ng gravity, na tinutukoy bilang ang gravitational acceleration.
Bilang karagdagan sa gravity, ang mga katawan na gumagalaw na may kaugnayan sa ibabaw ng Earth ay direktang apektado ng puwersa ng Coriolis, na ang puwersa na ginagamit sa pag-aaral ng paggalaw ng isang materyal na punto na may kinalaman sa isang umiikot na frame ng sanggunian. Ang pag-attach ng puwersa ng Coriolis sa mga pisikal na puwersa na kumikilos sa isang materyal na punto ay magbibigay-daan sa atin na isaalang-alang ang epekto ng pag-ikot ng frame of reference sa naturang paggalaw.
Mahalagang mga formula para sa pagkalkula
Ayon sa batas ng unibersal na grabitasyon, ang puwersa ng gravitational attraction na kumikilos sa isang materyal na punto na may mass na $m$ sa ibabaw ng isang astronomical spherically symmetrical body na may mass na $M$ ay matutukoy ng kaugnayan:
$F=(G)\frac(Mm)(R^2)$, kung saan:
- Ang $G$ ay ang gravitational constant,
- $R$ - body radius.
Ang kaugnayang ito ay lumalabas na wasto kung ipagpalagay natin ang isang spherically simetriko na pamamahagi ng masa sa dami ng katawan. Pagkatapos ang puwersa ng gravitational attraction ay direktang nakadirekta sa gitna ng katawan.
Ang modulus ng centrifugal force ng inertia $Q$ na kumikilos sa isang materyal na particle ay ipinahayag ng formula:
$Q = maw^2$ kung saan:
- Ang $a$ ay ang distansya sa pagitan ng particle at ang axis ng pag-ikot ng astronomical body na isinasaalang-alang,
- Ang $w$ ay ang angular velocity ng pag-ikot nito. Sa kasong ito, ang sentripugal na puwersa ng pagkawalang-galaw ay nagiging patayo sa axis ng pag-ikot at nakadirekta palayo dito.
Sa format ng vector, ang expression para sa centrifugal force ng inertia ay nakasulat tulad ng sumusunod:
$\vec(Q) = (mw^2\vec(R_0))$, kung saan:
Ang $\vec (R_0)$ ay isang vector na patayo sa axis ng pag-ikot, na iginuhit mula dito patungo sa tinukoy na punto ng materyal na matatagpuan malapit sa ibabaw ng Earth.
Sa kasong ito, ang puwersa ng gravity na $\vec (P)$ ay magiging katumbas ng kabuuan ng $\vec (F)$ at $\vec (Q)$:
$\vec(P) = \vec(F) = \vec(Q)$
batas ng pang-akit
Kung wala ang gravity, ang pinagmulan ng maraming bagay na ngayon ay tila natural sa atin ay magiging imposible: kaya, walang mga avalanches na bumababa mula sa mga bundok, walang mga ilog, walang mga ulan. Ang kapaligiran ng Earth ay maaari lamang mapanatili sa pamamagitan ng puwersa ng grabidad. Ang mga planeta na may mas kaunting masa, tulad ng Buwan o Mercury, ay nawala ang kanilang buong kapaligiran sa medyo mabilis na bilis at naging walang pagtatanggol laban sa agresibong cosmic radiation.
Ang kapaligiran ng Earth ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa proseso ng pagbuo ng buhay sa Earth, siya. Bilang karagdagan sa gravity, ang Earth ay apektado din ng gravity ng buwan. Dahil sa kalapitan nito (sa cosmic scale), ang pagkakaroon ng mga ebbs at flow ay posible sa Earth, at maraming biological rhythms ang tumutugma sa lunar calendar. Ang gravity, samakatuwid, ay dapat tingnan sa mga tuntunin ng isang kapaki-pakinabang at mahalagang batas ng kalikasan.
Puna 2
Ang batas ng pang-akit ay itinuturing na unibersal at maaaring ilapat sa alinmang dalawang katawan na may tiyak na masa.
Sa isang sitwasyon kung saan ang masa ng isang nakikipag-ugnayan na katawan ay lumalabas na mas malaki kaysa sa masa ng pangalawa, ang isa ay nagsasalita ng isang espesyal na kaso ng gravitational force, kung saan mayroong isang espesyal na termino, tulad ng "gravity". Naaangkop ito sa mga gawaing nakatuon sa pagtukoy sa puwersa ng pagkahumaling sa Earth o iba pang mga celestial na katawan. Kapag pinapalitan ang halaga ng grabidad sa pormula ng pangalawang batas ni Newton, nakukuha natin ang:
Narito ang $a$ ay ang acceleration ng gravity, na pinipilit ang mga katawan na magtungo sa isa't isa. Sa mga problemang kinasasangkutan ng paggamit ng free fall acceleration, ang acceleration na ito ay tinutukoy ng titik $g$. Sa tulong ng kanyang sariling integral calculus, mathematically pinamamahalaang ni Newton na patunayan ang patuloy na konsentrasyon ng gravity sa gitna ng isang mas malaking katawan.
