Материя, движение, пространство, время
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
коростью, но все - таки нужно знать мгновенную скорость.
Если скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, то такое движение тела называется равноускоренным движением.
Ускорением тела при его равноускоренном движении называется величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло.
Если ускорение велико по модулю, то значит, тело быстро набирает скорость (разгоняется) или быстро теряет ее (при торможении).
Замечательным примером прямолинейного равноускоренного движения в природе является свободное падение тела и движение тела, брошенного вертикально вверх. Такие движения изучал еще в ХVI в. Галилео Галилей. Он установил, что эти движения равноускоренные, что ускорение направлено по вертикали вниз и по модулю равно 9,81 м/сек2.
Это ускорение было одинаково для всех тел в вакууме. Такое падение называется свободным падением. Вниз тело движется с возрастающей скоростью и скорость каждую секунду увеличивается на 9,81 м/сек. Вверх брошенное тело движется с убывающей скоростью.
Криволинейное движение
Зачастую траектории движения представляют собой не прямые, а кривые линии. Это движение в космическом пространстве планет и искусственных спутников Земли, а на Земле - движение транспорта, частей механизмов и др. Криволинейное движение сложнее прямолинейного. При прямолинейном движении направление вектора скорости всегда совпадает с направлением перемещения. При криволинейном движении тела направление вектора скорости изменяется непрерывно. Мгновенная скорость тела в любой точке криволинейной траектории направлена по касательной к траектории в этой точке, т.е. в разных точках имеет различные направления. По модулю же скорость может быть всюду одинаковой или изменяется от точке к точке.
Криволинейное движение с постоянной по модулю скоростью - называется криволинейным равномерным движением. Ускорение при таком движении связано с изменением направления скорости. Криволинейное движение - это движение по дугам окружностей. Поэтому отыскание ускорения сводится к нахождению ускорения при равномерном движение тела по окружности.
Было установлено, что ускорение тела, равномерно движущегося по окружности в любой его точке, центростремительное, т.е. направлено по радиусу окружности к ее центру. В любой точке вектор ускорения перпендикулярен вектору скорости и по модулю ускорение во всех точках одно и то же - а. Модуль ускорения зависит от скорости тела и от радиуса соответствующей окружности.
Движение тела по окружности часто характеризуется не скоростью V движения тела, а промежутком времени, за которой тело совершает полный оборот. Эта величина называется периодом обращения Т. Действительно, за период времени Т тело проходит путь, равный длине окружности 2Пr.
Отсюда скорость движения тела по орбите
Подставив в формулу
это выражение, получим формулу для центростремительного ускорения
Скорость v движения тела по окружности можно выразить и через частоту n. Частота - величина обратная периоду, n= ;при n оборотах тело пройдет за 1с путь, равный 2Пnr. Подставив это выражение в формулу , получим - центростремительное ускорение.
Законы движения
В основе классической динамики лежат три закона Ньютона, впервые сформулированные им в его сочинении Математические начала натуральной философии в 1687 г. первый закон гласит так:
Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения и не требует для его поддержания каких-либо воздействий.
В этом проявляется особое динамическое свойство тел, называемое инертностью. А сам закон называют также законом инерции. Системы отсчета, по отношению к которым выполняется закон инерции называется инерциальными системами отсчета. Если действия на тело других тел скомпенсированы, то скорость тела остается неизменной, тело движется без ускорения (в состоянии покоя тело тоже не имеет ускорения). Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальной системы с ускорением, называется неинерциальными системами отсчета.
Взаимодействие тел
Если мы наблюдаем ускоренное движение тела, то всегда можем указать другое тело, которое это ускорение вызвало. Оказывается, что оба тела влияют и подвергаются взаимному влиянию.
Опытным путем было установлено, что отношение модулей ускорений этих тел всегда одно и то же и зависит только от того какие тела взаимодействуют. Всем телам присуще свойство инертности. Поэтому говорят, что масса тела - мера его инертности. Если обозначить массы действующих тел через m1 и m2, то можно написать:
отношение модулей ускорений двух взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс.
Сила. Второй закон Ньютона
В качестве меры механического действия одного тела на другое вводится векторная величина, называемой силой. Именно так определял силу Ньютон: Приложенная сила есть действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Если свободно падающее тело движется с ускорением, то оно вызвано действием на это тело Земли. Сила, приложенная к нему (или действующая на него) называется силой тяжести.
Если прикрепить к бруску пружину, растянуть ее и отпустить, то брусок движется по опоре с ускорением. На брусок действует сила со стороны пружины - она и вызвала ускорение брус