Материя, движение, пространство, время
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
?од углом к горизонту, то во всех этих случаях тело движется с ускорением свободного падения и оно не зависит от того, имело ли тело еще и скорость в горизонтальном направлении или нет.
Сила трения. Трение покоя
В земных условиях трение и сила трения всегда сопутствуют механическому движению. Сила трения возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Этим она отличается от силы упругости, направленной перпендикулярно этой поверхности. На брусок, лежащий на столе действует сила тяжести и уравновешивающая ее сила упругости деформированного стола - сила реакции опоры . Она направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения со столом. Если сила, которую приложили параллельно поверхности соприкосновения тела со столом невелика, тело остается в покое. Силы и компенсируют друг друга. Но на тело действует еще одна сила, равная по модулю. Это и есть сила трения покоя . Главная особенность ее в том, что она по модулю равна приложенной к телу силе, но направлена противоположно. Только при некотором определенном значении силы тело сдвинется с места и начнет скользить. Эта определенная сила будет max, когда она станет хоть немного больше тело получит ускорение. Если на брусок положить груз и прижать рукой (т.е. увеличить силу ), то max увеличится во столько раз, во сколько раз увеличится приложенная сила. Эту силу иногда называют силой нормального давления. По модулю она равна силе реакции опоры . Можно записать, что максимальная сила трения равна , где - коэффициент трения
Следовательно: Максимальная сила трения покоя пропорциональна силе нормального давления. Сила трения покоя мешает начать движение, но иногда служит причиной начала движения. Например, при ходьбе сила трения покоя, действующая на подошву сообщает нам ускорение. Когда тело получает ускорение и начинает скользить по поверхности другого тела на него продолжает действовать сила трения. Однако это уже другая сила трения. Ее называют силой трения скольжения. По модулю она почти равна max, но направлена всегда в сторону, противоположную направлению движения. Эта самая важная особенность силы трения. Ее находят по формуле: отсюда коэффициент трения. Коэффициент трения меньше единицы, он зависит из каких материалов сделаны оба тела и как обработаны из поверхности, но не зависит от площади соприкосновения их. Трения без смазки называют сухим трением. Смазка уменьшает силу трения. Сила жидкого трения много меньше силы сухого трения. Она зависит от направления движения, от значения скорости и формы. Лучшей считается обтекаемая форма. Сила трения уменьшает значение скорости тела и оно в конце концов останавливается. Тормозной путь пропорционален квадрату начальной скорости. Это нужно помнить машинисту. Если увеличить скорость поезда вдвое, то потребуется вчетверо больший путь до остановки.
Наряду со скоростью важной характеристикой движения является импульс тела - векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость - mv. Согласно современной терминологии второй закон Ньютона гласит: Скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силы.
Импульс и энергия - особые величины. Они обладают свойством сохранения и играют важную роль в механике и во всех разделах физики.
Изменение импульса равно произведению силы на время ее действия.
Сохранение импульса неизменным возможно только в замкнутой системе, где нет взаимодействия с внешними телами. В незамкнутой системе импульс изменяется.
Важный пример проявления и практического применения закона сохранения импульса - это реактивное движение. В отличие от других транспортных средств ракета может двигаться, не взаимодействуя ни с какими другими телами, кроме продуктов сгорания, содержащегося в ней самой топлива.
В ньютоновской механике считается, что масса тела не зависит от его скорости. Однако это вовсе не означает, что всегда при движении тела его масса остается постоянной. Она может изменяться и примером движения тела переменной массы может служить полет ракеты на активном участке ее траектории. Продукты сгорания запасенного в ракете топлива выбрасываются через сопло двигателя, и масса ракеты уменьшается. Возникающая реактивная сила характеризует механическое воздействие на ракету, вытекающей из нее струи газа.
Колебания
Колебания - очень распространенный вид механических движений. Примером механических колебаний являются колебания маятника. Маятником называется тяжелое тело, подвешенное на нити к одной точке. Отклоняя его от положения равновесия, мы сообщаем ему потенциальную энергию mgh. Если мы опустим маятник он падает по круговой орбите, радиус которой равен длине нити. Потенциальная энергия периодически переходит в кинетическую. Этим и обусловлены колебания маятника. Время полного колебания называется амплитудой колебания. При очень малых отклонениях период колебания не зависит от массы маятника и равен:
Колебания характеризуются также частотой - числом колебаний в единицу времени. Между периодом колебаний и его частотой существует связь.
Как и другие движения, колебательное движение характеризуется скоростью и ускорением. Обе эти величины изменяются от точки к точке, от одного момента к другому. В точках максимального отклонения от положения равновесия скорость равна нулю в этих точках тело останавливается, чтобы начать движение в обратном направлении. В точке равнове