Материя, движение, пространство, время
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
ка. Эта сила называется силой упругости. Сила упругости и сила тяжести по своей природе совершенно различные силы, но они сходны в том, что они сообщают ускорения телам, к которым приложены.
И. Ньютон сформулировал свой второй закон так: Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорения. Математически он выражается формулой F=m a; отсюда .Здесь под F надо понимать результирующую (равнодействующую) всех приложенных к телу сил.
И первой и второй законы справедливы, если движение рассматривать относительно инерциальных систем отсчета.
Третий закон Ньютона
Нам известно, что произведение массы тела на его ускорение равно приложенной к телу силе. Это значит, что m1a1 равно F1, а - m2a2 равно силеF2. Следовательно,F1= -F2 это равенство выражает третий Закон Ньютона: Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.
Эти силы всегда одной и той же природы. Если, например, на одно из тел действует со стороны другого сила упругости, то оно отвечает этому другому телу тоже силой упругости. Уравновешиваться могут лишь силы, приложенные к одному и тому же телу. Законы Ньютона - это проявления того, что мы называем единством природы: силы и тела могут быть разными, но законы одни для всех сил и всех тел. Тело движется по окружности, в этом случае сила направлена к центру окружности, постоянна по модулю и равна по формуле:
- центростремительная сила
Важно понять, что сила, согласно законам Ньютона, определяет ускорение, а не скорость. Она является причиной изменения движения. Законы механического движения одинаковы для всех инерциальных систем отсчета. Это утверждение называется принципом относительности Галилея.
Силы в природе и движения тел
При рассмотрении механического движения тел приходится иметь дело всего с тремя видами сил: с силой упругости, силой тяготения и силой трения. Все тела состоят из атомов и молекул. Расстояние между ними очень малы, как и сами частицы. Силы взаимодействия между частицами обладают одной особенностью. Если увеличить расстояние между частицами, то силы взаимодействия между ними будут силами притяжения, если уменьшить расстояние то они станут силами отталкивания. Силы упругости возникают при деформации тела. Причиной деформации является движение одних частей тела относительно других. Важная особенность силы упругости состоит в том, что она направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел. В случае сжатых или растянутых стержней, пружин, шнуров, нитей сила упругости направлена вдоль их осей. Зависимость силы упругости от удлинения (деформации) выражается законом Гука.
где х - удлинение тела (пружины)
к - коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела (пружины). Причем удлинение положительно при растяжении и отрицательно при сжатии. Закон Гука формулируется так: Сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна его удлинению и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела при деформации.
Сила всемирного тяготения
Так как падающие тела движутся с ускорением, направленным вниз, то на них действует сила, направленная вниз, сила притяжения к Земле. В 1667 г. И.Ньютон высказал предположение, что вообще между всеми телами действует силы всемирного тяготения или гравитационные силы. Одно из самых замечательных свойств сил всемирного тяготения - их универсальность. Все что имеет массу, а масса присуща любому виду материи - должно испытывать гравитационное воздействие. Закон всемирного тяготения записывается так:
где G - гравитационная постоянная
Тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.
Эти силы - дальнодействующие силы, они сообщают всем телам одинаковое ускорение свободного падения, вызванное земным притяжением, не зависящее ни от состава, ни от строения, ни от массы самих тел. Гравитационная постоянная очень малая величина, поэтому мы не замечаем притяжения обычных тел, окружающих нас, и сами не испытываем к ним притяжения.
Сила тяжести. Вес тела
Одно из проявлений силы всемирного тяготения - сила притяжения тела к Земле, называемая также силой тяжести. Она направлена к центру Земли. Ее находят по формуле:
где М3-масса Земли, mт-масса тела, R-радиус Земли.
Ускорение, сообщаемое телу силой тяжести и есть ускорение свободного падения, которое обозначают буквой g и оно равно примерно 9,81 м/сек.2 Для силы тяжести можно записать:
Ускорение свободного падения можно считать постоянным, а свободное падение вблизи Земли равноускоренным движением. Вес тела - это сила, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. Сила тяжести и вес тела - это не одно и то же. Сила тяжести - это гравитационная сила, приложенная к телу. Вес тела - это сила упругости, приложенная к подвесу. Вес тела может быть больше силы тяжести. Увеличение веса тела, вызванное его ускоренным движением называется перегрузкой. Причем ускорение тела противоположно ускорению свободного падения. Тело, падая, движется с ускорением потому, что на него действует сила тяжести, направленная вниз. Ускорение постоянно, так как постоянна действующая на тело сила. Ускорение не зависит от массы тела, потому что сама сила пропорциональна массе. Если тело брошено горизонтально или ?/p>