Блог вчителя фізики та трудового навчання Мухачова Олександра Івановича: Фізика 9 клас

ПРОЧИТАТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО И ОЧЕНЬ ВНИМАТЕЛЬНО

Порядок работы:

1. Внимательно читаете теоретическую часть урока, просматриваете видеофрагменты, иллюстрации которые помогут вам лучше понять новую тему.

2. Делаете конспект в рабочую тетрадь в который записываете термины, определения, формулы.

3. Отвечаете на "запитання для уроку" устно. Если они требуют письменного ответа, то даёте его в рабочую тетрадь.

4. После задач вы можете увидеть надпись (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі), которая даёт возможность просмотреть решение задачи кликнув на ее номер.

5. При выполнении д/з обязательно работаете с учебником, и выполняете в рабочей тетради задачи, фото которых отправляете мне на электронную почту.

6. После некоторых тем есть тестовые задания которые обязательны к выполнению. Контрольные работы тоже обязательны для выполнения.

7. ПІСЛЯ ТЕСТІВ ТА ЗАВДАНЬ КОНТРОЛЬНИХ ТА САМОСТІЙНИХ РОБІТ ВИ МОЖЕТЕ ПОБАЧИТИ НАПИС "Заполните форму для ответа", ПЕРЕЙШОВШИ ЗА ЯКИМ ВИ МОЖЕТЕ ВПИСАТИ ВАРІАНТИ ВІДПОВІДЕЙ ТА ВІДРАЗУ ПОБАЧИТИ КІЛЬКІСТЬ НАБРАНИХ БАЛІВ. Фото тестов присылать не нужно.

8. ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру** в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный.

9. Семестровое оценивание будет выставлятся на основе выполненных работ указанных выше.

10. Отсутсвие вышеперечисленного будет караться неаттестацией.

РОЗВ’ЯЗКИ ДОМАШНІХ ЗАДАЧ, ПИСЬМОВИХ РОБІТ НАДСИЛАТИ НА ЕЛЕКТРОННУ СКРИНЬКУ MUHACHOV15081976@GMAIL.COM

ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный

Тема Перший закон механіки Ньютона. Інерціальні системи відліку

16/03/2020

Перший закон механіки Ньютона. Інерціальні системи відліку.

Динаміка. Динаміка - розділ механіки, у якому вивчається рух матеріальних тіл під дією прикладених до них сил.

Завдання динаміки - за діючою силою визначити рух тіла або за характером руху тіла встановити, яка сила на нього діє. При вивченні динаміки руху тіл враховуються сили, що спричиняють цей рух. Повсякденний досвід, спостереження й досліди показують, що тіла самі по собі не змінюють своєї швидкості, а змінюють її лише тоді, коли на них діють інші тіла.

Швидкість тіла визначається вибором системи відліку. Тіло, на яке не діють інші тіла, називають ізольованим.

Перший закон механіки Ньютона (закон інерції). Існують такі системи відліку, відносно яких ізольовані тіла чи тіла, дія на які інших тіл компенсується, рухаються прямолінійно і рівномірно або перебувають у стані спокою.

Системи, відносно яких ізольовані тіла чи тіла, дія на які інших тіл компенсується, рухаються прямолінійно і рівномірно або перебувають у стані спокою називають інерціальними (в них ізольоване тіло рухається за інерцією).

В інерціальній системі відліку причиною прискорення тіла є взаємодія тіл.

З великим ступенем точності можна вважати інерціальною систему відліку, пов’язану з Землею.

Системи відліку, в яких зміна швидкості тіла може бути спричинена не лише взаємодією, а й прискореним рухом самої системи, називають неінерціальними.

Прикладом неінерціальної системи є система пов’язана з вагоном: під час прискорення чи сповільнення ходу потяга, а також на поворотах незакріплені, легкорухомі предмети приходять в рух відносно вагона, хоч дія на них інших тіл при цьому не змінюється.

Таким чином, щоб тіло рухалося прямолінійно з постійною швидкістю, воно згідно з першим законом Ньютона не повинно зазнавати жодних впливів з боку інших тіл або дія цих тіл має взаємно компенсуватися. Якщо ж тіло змінює свою швидкість, то завжди можна вказати інше тіло чи кілька тіл, дія яких привела до цієї зміни, тобто до прискорення.

Причиною зміни швидкості руху є дія на дане тіло інших тіл. Зміна швидкості тіла триває доти, поки триває дія. Як тільки припиняється зовнішній вплив, припиняється і зміна швидкості. Проте рух не припиняється; він продовжується рівномірно і прямолінійно з тією швидкістю, з якою тіло рухалося в момент припинення впливу інших тіл. Явище збереження швидкості руху тіла за відсутності зовнішніх впливів на нього з боку інших тіл називають інерцією. Про тіло, яке продовжує рухатися після припинення зовнішнього впливу, кажуть, що воно рухається за інерцією.

Сила. Додавання сил. Поняття про силу є одним з основних у механіці.

Сила - міра взаємодії тіл. Вона зумовлює зміну стану руху або деформацію тіл. Сила - векторна величина.

Дію на тіло кількох сил можна замінити їх рівнодійною. Рівнодійна прикладених до тіла сил дорівнює векторній (геометричній) сумі сил, що діють на тіло:

(1)

Демонстрація. Рівнодійна сил (2 динамометри на магнітах, тіло, магнітна дошка)

Рівнодійну для сил можна шукати лише в тих випадках, коли сили прикладені до одного тіла.

Якщо сили спрямовані вздовж однієї прямої:

Якщо сили спрямовані під кутом одна до одної:

Маса тіла. Маса - міра інертності тіла.

Демонстрація. Демонстрація інертності тіла (штатив з муфтою та кільцем, нитка, важок, сірник)

Способи визначення маси тіла:

Для вимірювання маси тіла використовують спосіб порівняння мас тіл за допомогою терезів. При цьому використовують здатність тіл взаємодіяти з Землею. Тіла, які мають однакову масу, однаково притягуються до Землі у даному місці.

Масу тіла можна обчислити з формули (2). Для цього вибирають тіло, масу якого умовно беруть за одиницю, - еталон маси. Між еталоном маси і тілом, масу якого треба знайти, можна встановити стиснену за допомогою нитки пружину. Нитку перепалити і визначити прискорення еталона і досліджуваного тіла:

Ретельні дослідження взаємодії двох тіл, наприклад, зіткнення двох абсолютно пружних кульок, показали, що відношення модулів прискорень взаємодіючих тіл дорівнює оберненому відношенню їхніх мас:

(2)

Еталон маси. Основна одиниця маси в Міжнародній системі одиниць (СІ) - кілограм. Кілограм дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваги (м. Севр, поблизу Парижа). Це гиря з платино-іридієвого сплаву - 90% Pt, 10% Ir - у формі циліндра діаметром і заввишки 39 мм.

З достатньою точністю можна вважати, що масу 1 кг має 1 дм3 чистої води при 150С.

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 66.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Сии

діють на тіло так, як зображено на рисунку. Знайдіть рівнодійну цих сил та її проекції на координатні осі, якщо

. (В:

Задача 66.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Нерухомий алюмінієвий візок зіткнувся зі стальним візком такого самого розміру, що рухався зі швидкістю 4 м/с. З якою швидкістю почав рухатися алюмінієвий візок? Стальний візок після зіткнення мав швидкість 2 м/с.

Запитання до уроку.

Запитання 66.1. Що таке динаміка? Які завдання динаміки?

Запитання 66.2. Що таке система відліку? Чи впливає вибір системи відліку на значення швидкості рухомого тіла?

Запитання 66.3. Яке тіло називають ізольованим? Сформулюйте І закон Ньютона.

Запитання 66.4. Що таке інерція? Наведіть приклади рухів за інерцією.

Запитання 66.5. Які системи відліку вважаються інерціальними? Що є причиною зміни швидкості руху тіла та як довго вона триває в інерціальній системі? Наведіть приклади інерціальних систем.

Запитання 66.6. Систему відліку, пов’язану з Землею, можна лише наближено вважати інерціальною. Чим це зумовлено?

Запитання 66.7. Які системи відліку вважаються неінерціальними? Що є причиною зміни швидкості руху тіла в неінерціальній системі? Наведіть приклади неінерціальних систем.

Запитання 66.8. Чим відрізняються інерціальні системи від неінерціальних? Яка з характеристик руху обов’язково залишається незмінною під час переходу від однієї інерціальної системи відліку до іншої?

Запитання 66.9. Що таке сила? Як позначають силу? Яким приладом та в яких одиницях її вимірюють?

Запитання 66.10. Яку силу називають рівнодійною? У якому випадку та за якими правилами можна розраховувати рівнодійну силу?

Запитання 66.11. Що таке інертність тіла? Що таке маса тіла? Як її позначають? Назвіть основні та похідні одиниці вимірювання маси тіла.

Запитання 66.12. Які способи визначення маси тіла вам відомі? Що таке еталон маси?

Домашнє завдання.

Підручник: §30.

Задача 66.3. Візок рухається горизонтальною поверхнею зі швидкістю 0,5 м/с. З ним зіткнувся інший візок, що рухався в тому самому напрямі зі швидкістю 1,5 м/с. Після зіткнення обидва візки продовжують рухатися у тому самому напрямі з однаковими швидкостями 1 м/с. Визначте відношення мас цих візків.

Задача 66.4. Візок рухається горизонтальною поверхнею зі швидкістю 30 м/с і зіштовхується з нерухомим візком, який має таку саму масу, що й перший. Унаслідок зіткнення рухомий візок зупиняється. З якою швидкістю рухатиметься другий візок після зіткнення?

Перевір себе.

Тестові завдання Перший закон механіки Ньютона

ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

Запитання 1. Якщо векторна сума всіх сил, що діють на тіло, дорівнює нулю, то в інерціальній системі відліку…

А напрям руху тіла змінюється;

Б швидкість руху тіла не змінюється;

В швидкість руху тіла зростає;

Г швидкість руху тіла зменшується.

Запитання 2. Яка фізична величина характеризує інертність тіла?

А об’єм;

Б густина;

В маса;

Г сила.

Запитання 3. При якому русі літака пов’язану з ним систему відліку можна вважати інерціальною?

А літак розганяється на зльотній змузі;

Б літак рівномірно летить у горизонтальному напрямку;

В літак виконує “мертву петлю”;

Г літак гальмує після приземлення.

Запитання 4. Тіло в інерціальній системі відліку рухається прямолінійно і рівномірно, якщо на нього…

А не діють інші тіла;

Б діє сила, напрям якої не змінюється, а модуль зростає;

В діє сила, напрям якої не змінюється, а модуль зменшується;

Г діє стала за величиною і напрямком сила.

Запитання 5. На малюнку зображено три зчеплених динамометри. Визначте покази лівого динамометра.

Тема Другий та третій закони Ньютона, межі їх застосування.

18/03/2020

Другий закон Ньютона. Другий закон механіки Ньютона встановлює зв’язок між кінематичними величинами. Найчастіше він формулюється так: прискорення, якого набуває тіло під дією сили, прямо пропорційне силі, обернено пропорційне масі тіла і має той самий напрям, що й сила:

Або так: сила, що діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення, якого надає ця сила:

Основна задача механіки полягає в знаходженні положення і швидкості тіла в будь-який момент часу, якщо відомі його положення і швидкість у початковий момент часу і сили, які діють на нього. Ця задача розв’язується за допомогою другого закону Ньютона:

Проте сам І. Ньютон сформулював другий закон механіки дещо інакше, увівши поняття кількості руху. У сучасній фізиці його називають імпульсом тіла.

Імпульс тіла - фізична величина, яка чисельно дорівнює добутку маси тіла на його швидкість:

Одиницею імпульсу є:

Добуток сили на час її дії називають імпульсом сили.

Третій закон Ньютона. Будь-яка дія тіл одне на одне має характер взаємодії; сили, з якими взаємодіють тіла, завжди однакові за числовим значенням і протилежні за напрямом:

У третьому законі механіки йдеться про сили, прикладені до різних тіл.

Застосування законів Ньютона. Відкриття законів руху дало можливість за порівняно невеликий час досягти значних успіхів у поясненні багатьох явищ навколишнього світу - від опису руху кинутого каменя чи яблука і до обчислення відхилень від законів Кеплера у русі планет під впливом інших планет.

Лише у випадку найпростіших типів сил рівняння Ньютона вдається розв’язати точно.

За допомогою законів механіки можна обчислити положення і швидкість тіла в будь-який момент часу за відомими силами і початковими умовами (пряма задача) або знайти сили за заданим рухом (обернена задача).

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 67.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) За графіком швидкості тіла визначте модуль і напрямок рівнодійної сили, що діє на тіло масою 4 кг.

Задача 67.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) На тіло, що має масу 2 кг, діють сили 10 Н та 20 Н, кут між якими становить 1200. Якого прискорення набуває тіло?

Запитання до уроку.

Запитання 67.1. Сформулюйте другий закон Ньютона. Що можна сказати про напрям сили і прискорення, якого надає ця сила?

Запитання 67.2. У чому полягає основна задача механіки? Як за допомогою ІІ закону Ньютона можна її розв’язати?

Запитання 67.3. Що таке імпульс тіла?

Запитання 67.4. Сформулюйте третій закон Ньютона. Чи можна знайти рівнодійну силу сил з якими взаємодіють тіла? Де застосовуються закони Ньютона?

Запитання 67.5. На рисунках 1-4 вказані напрями прискорення та швидкості тіла. Для кожного випадку вкажіть напрям рівнодійної сил, що діють на тіло. Відповідь обґрунтуйте.

Домашнє завдання.

Підручник: § 31-32.

Задача 67.5. Визначте масу м’яча, який під дією сили 50 мН набуває прискорення 10 см/с2.

Задача 67.6. Вагон рухається згідно з рівнянням

під дією сили 4 кН. Визначте його масу.

Перевір себе.

Тестові завдання до теми Другий та третій закони Ньютона

ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный

ДЛЯ ОТВЕТА ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ

Запитання 1.Якщо модуль прикладеної до тіла сили змінюється, то тіло…

А. рухається з постійним прискоренням;

Б. рухається з постійною швидкістю;

В. перебуває в спокої;

Г. рухається зі змінним прискоренням.

Запитання 2 Укажіть графік залежності

при незмінній силі, що діє на тіло, маса якого змінюється.

Запитання 3.Укажіть графік залежності

при незмінній масі тіла.

Запитання 4. У якому випадку тіло, що рухається вздовж осі

, зберігає свою швидкість?

Запитання 5. На рисунку подано графіки залежності координати та швидкості тіл від часу. У яких випадках рівнодійна сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю?

Запитання 6. У яких випадках рівнодійна сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю, якщо рівняння залежності координат і швидкостей руху тіл від часу мають вигляд:

А.

;

Б.

;

В.

;

Г.

Тема Розв'язування задач

20/03/2020

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 68.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі)

З гармати вилітає снаряд масою 10 кг зі швидкістю 600 м/с. Визначте середню силу тиску порохових газів, якщо по стволу гармати снаряд рухається протягом 5 мс. (В: 1,2 МН)

Задача 68.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Дві сили, одна з яких удвічі більша за іншу, діють на тіло, маса якого дорівнює 500 г, і надають йому прискорення 2 м/с2. Кут між напрямами сил - 600. Визначте величину кожної сили. В. 0,4 Н; 0,8 Н.

Задача 68.3. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) До центра кулі прикладено шість сил, які діють в одній площині так, що кути між довільними “сусідніми” силами рівні. Модулі сил відповідно дорівнюють 1 Н, 2 Н, 3 Н, 4 Н, 5 Н, 6 Н. Визначте модуль та напрям прискорення, з яким рухається куля, якщо її маса становить 4 кг.

Запитання до уроку.

Запитання 68.1. Тенісист б’є ракеткою по м’ячу. На яке з тіл діє в момент удару більша сила?

Запитання 68.2. Унаслідок зіткнення корабель може потопити катер без суттєвих для себе пошкоджень. Чи немає тут суперечності з третім законом Ньютона?

Запитання 68.3. Канат витримує навантаження 500 Н. Чи порветься канат, якщо: а) підвісити до цього канату вантаж масою 60 кг; б) тягнути його в протилежні боки, прикладаючи з кожного боку зусилля 260 Н?

Запитання 68.4. Чи можна систему відліку, пов’язану з ліфтом, вважати інерціальною у випадку, коли ліфт: а) рухається прискорено вгору; б) рухається рівномірно вгору; в) рухається сповільнено вниз?

Запитання 68.5. Чи можна вважати інерціальною систему відліку, пов’язану з велосипедистом, який рівномірно рухається по кільцевому треку?

Запитання 68.6. Легкі двері людина може відчинити одним пальцем. Чому ж куля пробиває ті самі двері, не відчиняючи їх?

Запитання 68.7. Як пояснити той факт, що людина, яка біжить, спіткнувшись падає вперед?

Запитання 68.8. На тіло діють сили 10 Н і 15 Н. Оцініть діапазон значень, яких може набути рівнодійна цих сил. Чи може рівнодійна сила мати значення 4Н?

Домашнє завдання.

Підручник: §24-25 - повторити.

Задача 68.6. Візок масою 15 кг, рухаючись рівноприскорено під дією сили 9 Н. Запишіть рівняння його руху, якщо відомо, що початкова координата візка

м, а початкова швидкість

м/с.

Задача 68.7. Автомобіль масою 4 т, рухається зі швидкістю 18 км/год, починає гальмувати і зупиняється, пройшовши 50 м. Визначте силу гальмування.

Контрольна робота «Рух і взаємодія. Закони Ньютона»

При выполнении контрольной работы в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

1 п. В міжнародній системі одиниць фізичних величин швидкість вимірюється в ...

А. м/хв Б. м/с В. км/с

2 п. Як називається об'єкт, відносно якого розглядають рух інших об'єктів?

А. тверде тіло Б. початок координат В. тіло відліку

Г. тіло малих розмірів Д. матеріальна точка

3 п. Яка формула є математичним записом другого закону Ньютона?

А. F = kx Б. а = F/m В. F₁= F₂

4c. Знайти прискорення, з яким рухається тіло масою 2 т під дією сили 4 кН.

5с. Рівняння руху велосипедиста х1= –500 + 5t, а мотоцикліста х₂=1000–20t. Визначте час та координату точки їх зустрічі. (ответ записать в форму через запятую и в порядке вопроса в задаче)

6д. Швидкість автомобіля змінюється за законом v=8+0,5t. Знайти силу, прикладену до авто, якщо його маса 1,2 т.

Відповіді на контрольну роботу надіслати на електронну скриньку muhachov15081976@gmail.com или ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

Тема Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння

30/03/2020

Гравітаційна взаємодія. До XVII ст. вчені вважали, що лише Земля має особливу властивість притягувати до себе всі тіла, які перебувають поблизу її поверхні. Однак у 1667 р. Ньютон висловив дивне для того часу припущення, що між усіма тілами діють сили взаємного притягання. Це припущення було дивним тому, що в повсякденному житті люди не помічають, щоб навколишні предмети притягувались один до одного.

Астронавт НАСА Дон Петтіт, перебуваючи на міжнародній космічній станції у 2002-2003 р.р., провів серію простих експериментів з харчовими продуктами. Найбільшу цікавість викликали експерименти з порошкоподібними матеріалами (сіллю, цукром, розчинною кавою…) В умовах космічної невагомості та відсутності тертя частинки пилу не літають окремо, а приєднуються одна до одної, утворюючи великі скупчення.

Астронавти: командир МКС-06 Kenneth Dwane Bowersox, бортінженери Бударін Н.М., справа (Росія) та Donald Roy Pettit, зліва (США).

Властивість тіл із масою притягуватись одне до одного називають гравітацією або тяжінням.

Взаємодію, яка властива всім тілам у Всесвіті й виявляється в їхньому взаємному притяганні одне до одного,називають гравітаційною взаємодією.

Гравітаційна взаємодія здійснюється завдяки особливому виду матерії - гравітаційному полю, яке існує навколо будь-якого тіла: зорі, планети, людини, книжки, молекули, атома тощо. Гравітаційна взаємодія найслабша із фундаментальних взаємодій. Незважаючи на слабкість гравітації, саме вона визначає еволюцію нашого Всесвіту на великих масштабах. Це пов'язано з тим, що, по-перше, дія гравітації виявляється на дуже великих відстанях, на відміну від сильної і слабкої взаємодії, а по-друге, на відміну від електромагнітної, не відштовхує, а лише притягує предмети.

У той час, як відносно малі тіла, такі як камені або люди, підтримують свою цілісність завдяки електромагнітним силам, гравітація підтримує великі об'єкти, від астероїдів до зірок, у стабільній формі і не дає їм розпастися.

Більшу частину матерії Всесвіту (темну матерію) ми можемо спостерігати тільки завдяки її гравітаційному тяжінню - наразі невідомо, чим саме є ця матерія, і не знайдено ніяких інших способів, якими вона взаємодіє з рештою Всесвіту.

Сьогодні, під час дослідження та осягнення Всесвіту, людство намагається поставити це явище собі на службу - подолати його вплив та навчитися розраховувати сили взаємодії з надзвичайною точністю.

Закон всесвітнього тяжіння. Перші вислови про тяжіння зустрічаються ще в античних авторів. Так, давньогрецький мислитель Плутарх (46-127 р.р.н.е.) писав: “Місяць упав би на Землю як камінь, щойно зникла б сила його польоту”. У XVI-XVII ст. учені Європи повернулися до теорії існування взаємного притягання тіл. Поштовхом до її відродження стали насамперед відкриття в астрономії: Миколай Коперник довів, що в центрі Сонячної системи розташоване Сонце, а всі планети обертаються навколо нього. Йоган Кеплер (1571-1630) відкрив закони руху планет навколо Сонця, Галілео Галілей створив телескоп і за його допомогою побачив супутники Юпітера.

Галілео Галілей (1564-1642 р.р.) спостерігає у телескоп за супутниками Юпітера

Чому супутники обертаються навколо планет, а ті в свою чергу навколо Сонця?

Яка сила втримує космічні тіла на орбітах?

Одним із перших, хто це зрозумів, був англійський учений Роберт Гук. Він писав: «Усі небесні тіла мають притягання до свого центра, унаслідок чого вони не тільки утримують власні частини й перешкоджають їм розлітатися, але й притягають усі інші небесні тіла, що перебувають у сфері їхньої дії». Р. Гук висловив припущення про те, що сила притягання двох тіл прямо пропорційна масам цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Однак довести це йому не вдалося.

У 1666 році через епідемію чуми в Європі Ісааку Ньютону довелося покинути закритий Кембриджський університет і повернутися до свого будинку в графстві Лінкольншир. Якось науковець гуляв садом і побачив у денному небі Місяць. У цей момент на його очах з гілки впало яблуко. За словами вченого, саме яблуко наштовхнуло на думку про те, що, можливо, це одна й та ж сила змушує яблуко падати на Землю, а Місяць залишатися на навколоземній орбіті. Після цього випадку вчений провів кілька років у роздумах, намагаючись обґрунтувати своє припущення.

Роберт Гук (1635–1703) та Ісаак Ньютон (1643-1727).

І у 1687 році Ісаак Ньютон формулює закон всесвітнього тяжіння: гравітаційне притягання існує між усіма тілами; будь-які два тіла, розмірами яких можна знехтувати, притягуються одне до одного з силою, що прямо пропорційна масам цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

де

та

- маси тіл, що взаємодіють;

- відстань між центрами мас тіл; G - гравітаційна стала.

Дві сили взаємодії, які діють на кожне із взаємодіючих тіл, однакові за величиною і протилежні за напрямом у цілковитій відповідності з третім законом Ньютона.

Математичний запис якого закону вам нагадує закон всесвітнього тяжіння?

Сили гравітаційного притягання спрямовані вздовж лінії, яка сполучає центри мас тіл, що взаємодіють. Вони сягають помітного значення тільки тоді, коли хоча б одне з тіл має масу, співрозмірну з масою небесних тіл (чорних дір, зір, планет, їхніх супутників тощо).

Числове значення гравітаційної сталої вперше визначив дослідним шляхом за допомогою крутильних терезів у 1798 році англійський вчений Генрі Кавендіш. Фізичний зміст гравітаційної сталої: гравітаційна стала чисельно дорівнює силі, з якою притягуються два тіла масою по 1 кг кожне, перебуваючи на відстані 1 м одне від одного:

Гравітаційна стала - це фундаментальна фізична константа, яка є однаковою для всіх тіл Всесвіту.

Закон всесвітнього тяжіння справджується для тіл, коли їхні лінійні розміри набагато менші від відстані між ними, а також для однорідних куль. Наприклад, для системи Земля - Місяць, однорідної кулі і точкового тіла, при обертанні штучного супутника навколо Землі.

Закон всесвітнього тяжіння, як і більшість законів класичної механіки, застосовують тільки у випадках, коли відносна швидкість руху тіл набагато менша від швидкості поширення світла.

Закон всесвітнього тяжіння дозволяє описати велике коло явищ, у тому числі рух природних і штучних тіл у Сонячній системі, рух подвійних зір, зоряних скупчень тощо. В астрономії, базуючись на цьому законі, обчислюють маси небесних тіл, визначають характер їхнього руху, будову, еволюцію. За допомогою цього закону відкрили найбільш віддалені планети нашої Сонячної системи — Нептун і Плутон. На підставі цього закону на багато років наперед передбачають Сонячні та Місячні затемнення, розраховують рух космічних кораблів, пояснюють припливи і відпливи.

Прискорення вільного падіння. Біля 2300 років тому назад Арістотель (384-322 рр. до н.е.), грецький вчений, намагався з’ясувати яке тіло, легке чи важке, впаде швидше. Та замість того, щоб досліджувати падіння важких та легких предметів, Арістотель, поклавшись тільки на візуальні спостереження, почав доводити, що швидкість тіла залежить від його маси. На той час мало кого цікавило, яким чином Арістотель прийшов до такого висновку. А оскільки слава його як вченого все зростала, то вважалось, що висновки Арістотеля не підлягають сумніву.

Арістотель (384-322 рр. до н.е.) та Галілео Галілей (1564-1642)

Та одного разу молодий професор Пізанського університету в Італії Галілео Галілей, першим насмілився зайнятися перевіркою твердження Арістотеля. Проводячи досліди, він з’ясував, що мушкетна куля падає з такою ж швидкістю, як і гарматне ядро. Коли Галілей повідомив про свої висновки учених колег, багато хто з них, будучи послідовниками Арістотеля, відмовилися його слухати.

Щоб довести свою правоту, Галілей піднявся в присутності учнів та професорів на верх знаменитої Пізанської вежі і впустив одночасно гарматне ядро та маленьку мушкетну кулю. Вони впали одночасно. Галілей довів, що важке гарматне ядро падає не швидше за маленьку мушкетну кулю, але він не пояснив, чому камінь падає швидше, ніж пір’їна.

Якщо повторити цей дослід в умовах, коли на тіла не діють інші чинники, крім земного тяжіння, наприклад у циліндричній посудині, з якої викачано повітря, то результат буде іншим: всі тіла впадуть одночасно.

Рух тіла під дією лише сили тяжіння називають вільним падінням.

Цей дослід вперше виконав І. Ньютон і переконався, що в умовах вільного падіння всі тіла, незалежно від їхньої маси і форми, падають однаково.

Демонстрація. Вільне падіння тіл у трубці Ньютона (трубка Ньютона, насос Комовського, штатив з муфтою та кільцем)

Для проведення досліду візьмемо трубку Ньютона, поставимо її вертикально, відкачаємо повітря та перевернемо на 180 градусів. Побачимо, що у вакуумі металева кулька, перо та гумка впадуть разом. Якщо ж трубка заповнена повітрям, то досліджувані тіла падають не одночасно. Цим дослідом ми підтверджуємо правильність гіпотези Галілея.

Експериментальна перевірка показує, що при падінні тіла обтічної форми можна знехтувати опором повітря для перших 1000 м і вважати падіння з такої висоти наближено вільним.

Відео. Вільне падіння тіл у трубці Ньютона (Час показу 3:50 хв)

Розрахуємо прискорення, з яким рухаються тіла під час вільного падіння. За законом всесвітнього тяжіння сила, що діє на тіло, з боку Землі на її поверхні:

(1), де G - гравітаційна стала, M - маса Землі, m - маса тіла, R - радіус Землі.

Згідно з другим законом Ньютона:

(2). З рівнянь (1) і (2) визначимо прискорення:

. Ця величина називається прискоренням вільного падіння і позначається літерою

(3).

Прискорення вільного падіння завжди напрямлене вертикально вниз. Порахуємо значення прискорення вільного падіння на поверхні Землі:

З формули (3) видно, що прискорення вільного падіння не залежить від маси тіла, а залежить від маси планети та її радіуса.

Виконавши аналогічні розрахунки, можна визначити прискорення вільного падіння на поверхні будь-якого небесного тіла.

Небесне тіло	Зобра- ження	Маса, кг	Середній радіус, км	, м/с2
Сонце		1 989 100 000	696 000	274,10
Земля		5 973,6	6371	9,81
Місяць		73,5	1737	1,63
Марс		641,85	3390	3,73
Юпітер		1 898 600	69911	25,93

Прискорення вільного падіння є однаковим для всіх тіл на Землі, проте не однакове в різних її місцях.

На значення

впливають:

обертання Землі навколо власної осі та деформація Землі;

Хоча екваторіальний радіус Землі більший від полярного, максимальне значення

м/с2 на полюсах, а мінімальне - на екваторі

м/с2. Таким чином

залежить від географічної широти місцевості. На широті 450 прискорення вільного падіння дорівнює 9,81 м/с².

поклади порід, густина яких менша чи більша за середню густину Землі;

Значення прискорення вільного радіння більше на довільній географічній широті там, де містяться родовища залізної й інших важких руд, менше над родовищами газу. Вимірюючи прискорення вільного падіння в різних районах Землі, геологи знаходять поклади корисних копалин.

підняття над поверхнею Землі;

З підняттям над поверхнею Землі (рівнем моря) прискорення вільного падіння зменшується обернено пропорційно до квадрату відстані між центрами мас тіла і Землі:

наближення до центру землі.

З наближенням до центра Землі прискорення вільного падіння зменшується лінійно зі зменшенням відстані

, де

- густина Землі.

Таблиця. Прискорення вільного падіння для деяких міст України

Гравітаційна взаємодія між тілами, що описується законом всесвітнього тяжіння, здійснюється за рахунок гравітаційного поля (поля тяжіння). У кожній точці поля тяжіння на вміщене туди тіло діє сила тяжіння, пропорційна масі цього тіла. Гравітаційна сила, з якою Земля притягує до себе тіла, надаючи їм прискорення вільного падіння, називається силою тяжіння:

, де

- маса тіла,

- прискорення вільного падіння.

Сила тяжіння спрямована до центру Землі і прикладена до точки, яку називають центром тяжіння тіла.

Центр тяжіння однорідного симетричного тіла розташований у центрі симетрії. Центр тяжіння може виявитися і поза тілом, скажімо у кільця.

Щоб визначити центр тяжіння тіла довільної форми достатньо тричі підвісити тіло за взяті навмання точки (що не лежать на одній прямій), провести через них вертикалі і відмітити точку їх перетину.

Рис. Визначення центра тяжіння плоскої фігури неправильної форми.

Згідно з законом всесвітнього тяжіння модуль сили тяжіння, яка діє на тіло:

на поверхні Землі:;
на висоті над поверхнею Землі: , де - гравітаційна стала, - маса Землі, -радіус Землі, - маса тіла.

Сила тяжіння не залежить від середовища, в якому знаходяться тіла.

Міркування про силу тяжіння на Землі такі ж самі й для інших планет, Місяця, Сонця чи небесних тіл.

Підбиваємо підсумок.

Вправа 72.1. Закон всесвітнього тяжіння. Встановіть логічні пари.

Вправа 72.2. Гравітаційна взаємодія.

Запитання до уроку.

Запитання 72.1. Яку взаємодію називають гравітаційною? Наведіть приклади. Завдяки чому здійснюється гравітаційна взаємодія? В яких випадках проявляється її дія? Яке значення гравітаційної взаємодії у формуванні тіл Всесвіту?

Запитання 72.2. Сформулюйте та запишіть закон всесвітнього тяжіння. Вкажіть межі його застосування.

Запитання 72.3. Який фізичний зміст гравітаційної сталої? Чому вона дорівнює? Хто вперше визначив її числове значення?

Запитання 72.4. Що таке вільне падіння? Укажіть суть гіпотези Галілео Галілея? Яким чином він намагався її довести? Проведенням якого досліду можна підтвердити гіпотезу Г. Галілея?

Запитання 72.5. За якими формулами визначають прискорення вільного падіння, в яких одиницях вимірюють? Які фактори впливають на його значення, чому дорівнює його середнє значення на поверхні Землі? Куди спрямоване прискорення вільного падіння?

Запитання 72.6. Дайте визначення сили тяжіння. За якою формулою її обчислюють, як вона спрямована, до якої точки прикладається? Від яких факторів залежить, а від яких не залежить? Чому сила тяжіння на екваторі Землі менша, ніж на полюсах?

Домашнє завдання.

Підручник: §33.

Перевір себе.
тест Тема Гравітаційна взаємодія.
ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильны.

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

Запитання 1.Т. Сили, з якими будь-які два тіла притягуються одне до одного, називаються силами…

А. пружності;

Б. тертя;

В. всесвітнього тяжіння;

Г. магнітними.

Запитання 2.Т. Сила всесвітнього тяжіння прямопропорційна…

А. масі одного з тіл;

Б. масам обох тіл;

В. відстані між тілами;

Г. квадрату відстані між тілами.

Запитання 3.Т. Від якої фізичної величини не залежить прискорення вільного падіння?

А. Від маси планети.

Б. Від маси тіла.

В. Від радіуса планети.

Г. Від висоти над поверхнею планети.

Запитання 4.Т. Закон всесвітнього тяжіння встановлює залежність між:

А. масами тіл і відстанню;

Б. відстанню між тілами;

В. силою взаємодії та відстанню між тілами;

Г. силою взаємодії та масами тіл і відстанню між ними.

Запитання 5.Т. У якому місці Землі вага нерухомого тіла найбільша?

А. На полюсах.

Б. На екваторі.

В. У центрі Землі.

Г. Вага однакова в усіх точках Землі.

Запитання 6.Т. У якому місці Землі вага тіла найменша?

А. На полюсах.

Б. На екваторі.

В. У центрі Землі.

Г. Вага однакова в усіх точках Землі.

Тема Розв'язування задач на закон всесвітнього тяжіння.

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 73.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Визначте силу тяжіння між двома більярдними кулями діаметром 4 см кожна в момент зіткнення. Маса кожної кулі 200 г.

Задача 73.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Визначте масу тіла, якщо на поверхні Місяця на нього діє сила тяжіння 7,52 Н. Яка сила тяжіння діятиме на це тіло на поверхні Землі?

Задача 73.3, (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Вимірявши гравітаційну сталу, Г. Кавендіш зміг визначити масу Землі, після чого з гордістю сказав: “Я зважив Землю”. Визначте масу Землі, знаючи її радіус (

км), прискорення вільного падіння та гравітаційну сталу.

Запитання до уроку.

Запитання 73.1. Чому дві людини не відчувають гравітаційного притягання одна до одної?

Запитання 73.2. Як зміниться сила гравітаційного притягання між двома кульками, якщо одну з них замінити іншою, вдвічі більшої маси?

Запитання 73.3. Як рухалися б планети, якби сила тяжіння Сонця раптово зникла?

Запитання 73.4. Яка природа сил, що спричиняють припливи й відпливи в морях та океанах Землі?

Запитання 73.5. Чи притягає Землю футболіст на її поверхні? літак у повітрі? космонавт, який перебуває поблизу орбітальної станції?

Запитання 73.6. Якщо сила тяжіння пропорційна масі тіла, то чому важке тіло не падає швидше за легке?

Запитання 73.7. Космонавт перебуває на поверхні Місяця. До якого небесного тіла він притягується сильніше - до Землі, до Сонця чи до Місяця?

Запитання 73.8. Коли на нас діє більша сила притягання до Сонця - удень чи вночі? Орбіту Землі вважайте коловою.

Запитання 73.9. Як змінюється сила тяжіння, що діє на космонавта, коли він переміщається із Землі на орбітальну станцію?

Запитання 73.10. Як змінюється сила тяжіння при опусканні тіла в шахту, що доходить до центра Землі? Уважайте Землю однорідною кулею.

Запитання 73.11. Чому сила тяжіння на екваторі Землі менша, ніж на полюсах?

Запитання 73.12. Динамометр було проградуйовано на екваторі. Чи буде вага, виміряна цим динамометром на полюсі, така сама, як на екваторі?

Домашнє завдання.

Підручник: §33 - повторити.

Задача 73.8. З якою силою притягується до станції масою 179 т транспортний космічний корабель масою 9 т у разі, якщо корабель перебуває на відстані 50 м від станції? (В. 0,04 мН)

Задача 73.9. Яке прискорення вільного падіння на відстані 10 000 км від центра нейтронної зорі, радіус якої становить кілька десятків кілометрів, а маса в 1,5 разів більша за масу Сонця (

кг)?

Тема Рух тіла під дією сили тяжіння

01/04/2020

Траєкторія руху м’яча, кинутого вертикально вгору або вниз, — пряма. Розбігшись, людина стрибає у воду — траєкторією руху людини буде вітка параболи. Ядро, випущене під кутом до горизонту, теж опише частину параболи. Рухи всіх цих тіл відбуваються тільки під дією сили тяжіння, тобто маємо справу з вільним падінням.

Траєкторія руху тіла під дією сили тяжіння залежить від напрямку швидкості руху тіла: тіло, кинуте вертикально, рухається прямолінійною траєкторією (а); траєкторія руху тіла, кинутого горизонтально (б) або під кутом до горизонту (в), — парабола.

Характер реального руху тіла в полі тяжіння Землі є досить складним, і його описування виходить за межі шкільної програми. Тому приймемо низку спрощень:

1) систему відліку, пов’язану з точкою на поверхні Землі, вважатимемо інерціальною;

2) розглядатимемо переміщення тіл поблизу поверхні Землі, тобто на невеликій (порівняно з її радіусом) відстані. Тоді кривизною поверхні Землі та зміною прискорення вільного падіння можна знехтувати; інакше кажучи, Землю будемо вважати «пласкою», а прискорення вільного падіння — незмінним.

3) опором повітря будемо нехтувати.

Зверніть увагу: якщо прийняти тільки перші два спрощення, отриманий результат буде дуже близьким до реального; останнє ж спрощення не дає серйозної похибки тільки у випадках, коли тіла важкі, невеликі за розмірами, а швидкість їхнього руху досить мала. Саме такі тіла ми розглядатимемо далі.

Рух тіла, кинутого вертикально. Як нам вже відомо, сила тяжіння діє на всі тіла, які знаходяться на поверхні Землі і поблизу неї. При цьому не важливо, чи знаходяться вони в стані спокою або здійснюють рух.

Якщо деяке тіло буде вільно падати на Землю, то при цьому воно буде здійснювати рівноприскорений рух, причому швидкість буде зростати постійно, так як вектор швидкості і вектор прискорення вільного падіння будуть співнаправлені між собою.

Якщо ж підкинути деяке тіло вертикально вгору, і при цьому вважати, що опір повітря відсутній, то можна вважати, що воно теж здійснює рівноприскорений рух, з прискоренням вільного падіння, яке викликане силою тяжіння. Тільки в цьому випадку, швидкість, яку ми надали тілу при кидку, буде спрямована вгору, а прискорення вільного падіння направлено вниз, тобто вони будуть протилежно направлені один до одного. Тому швидкість буде поступово зменшуватися. Через деякий час настане момент, коли швидкість буде дорівнювати нулю. У цей момент тіло досягне своєї максимальної висоти і на якийсь момент зупиниться. Очевидно, що, чим більшу початкову швидкість ми надамо тілу, тим на більшу висоту воно підніметься до моменту зупинки. Далі, тіло почне рівноприскоренно падати вниз, під дією сили тяжіння.

Рух тіла, кинутого вертикально вгору або вниз, — це рівноприскорений прямолінійний рух із прискоренням, що дорівнює прискоренню вільного падіння.

Щоб математично описати рух тіла, кинутого вертикально вгору або вниз (вільне падіння тіла), скористаємося формулами залежності швидкості, переміщення та координати від часу для рівноприскореного прямолінійного руху.

Підійдемо до запису формул, які описують вільне падіння, «технічно».

Описуючи рух тіла по вертикалі, вектори швидкості, прискорення та переміщення традиційно проектують на вісь OY, тому в рівняннях руху замінимо х на у.
Переміщення тіла по вертикалі зазвичай позначають символом h (висота), тому замінимо s на h.
Для всіх тіл, які рухаються тільки під дією сили тяжіння, прискорення дорівнює прискоренню вільного падіння, тому замінимо a на g.

З огляду на зазначені заміни отримаємо рівняння, якими описують рух тіла, що вільно падає:

Рух тіла, кинутого горизонтально. Проведемо кілька дослідів зі струменем води, що витікає з наконечника гумової трубки, з’єднаної з водопровідним краном. Струмінь показує траєкторію руху частинок води, випущених з наконечника гумової трубки, розташованого горизонтально. Виконуючи кілька дослідів з різною швидкістю витікання води, переконуємося в тому, що траєкторією руху тіла, кинутого горизонтально є парабола, вершина якої знаходиться в початковій точці руху.

Рух тіла, кинутого горизонтально можна розглядати як сукупність двох незалежних рухів: по осі Ох та по осі Оу.

по горизонталі — рівномірний прямолінійний рух (; - дальність польоту);
по вертикалі — вільне падіння (м/с; ).

Швидкість тіла в будь-якій точці траєкторії можна обчислити за формулою:

Ця швидкість буде спрямована по дотичній до траєкторії, а напрям вектора швидкості визначається кутом, який він утворює з горизонтальною віссю:

Час руху тіла, кинутого горизонтально з певної висоти, і час руху тіла, яке вільно падає з цієї ж висоти, однаковий.

Підводимо підсумок.

Запитання до уроку.

Запитання 75.1. Які спрощення ми приймаємо, розв’язуючи задачі на рух тіл під дією сили тяжіння?

Запитання 75.2. Охарактеризуйте рух тіла, кинутого вертикально. Назвіть основні формули, якими описують даний рух.

Запитання 75.3. Охарактеризуйте рух тіла, кинутого горизонтально. Назвіть основні формули, якими описують даний рух.

Запитання 75.4. Як зміниться час і дальність польоту тіла, кинутого горизонтально з певної висоти, якщо швидкість кидання збільшити вдвічі?

Запитання 75.5. Випробувавши нову рогатку, Антон дійшов висновку, що вона вражає цілі на відстані до 15 м, і задумався: якою була б максимальна дальність стрільби з цієї рогатки на Місяці, де прискорення вільного падіння в 6 разів менше?

Домашнє завдання.

Підручник: §34.

Перевір себе.

Тестові завдання:
ТЕСТ Тема Рух тіла під дією сили тяжіння
ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

Запитання 1.Т. Тіло, кинуте вертикально вгору, рухається лише під дією сили тяжіння. Прискорення руху тіла:

А. найбільше в момент початку руху;

Б. однакове в будь-який момент руху;

В. найменше в найвищій точці траєкторії;

Г. збільшується під час падіння.

Запитання 2.Т. З літака, що летить горизонтально, випав предмет без початкової швидкості відносно нього. Виберіть траєкторію руху предмета відносно нерухомого спостерігача на землі.

Запитання 3.Т. Порівняйте час руху тіла t1, кинутого горизонтально з певної висоти, і час руху тіла t2, яке вільно падає з цієї ж висоти.

А.

;

Б.

;

В.

;

Г.

Запитання 4.Т. Тіло кинули горизонтально. Який напрям має прискорення тіла в точці А? Опір повітря відсутній.

А. 1;

Б. 2;

В. 3;

Г. 4;

Д.

м/с2.

Запитання 5.Т. На нитці висять два однакових тіла, з’єднаних невагомою пружиною. Нитку перепалюють. З яким прискоренням почнуть рухатись тіла? (а1; а2 -?)

А. 0; 2g

Б. g; g

В. 2g; 0

Г. g; 0

Д. 0; 0

Запитання 6.Т. У поливальних машинах є пристрій, що змінює кут нахилу витікаючого струменя води. Цей пристрій встановили для зміни … струменя.

А. швидкості;

Б. дальності польоту;

В. маси;

Г. діаметра

Тема Розв'язування задач на рух тіла під дією сили тяжіння

Задача 76.2. Камінь кинули вертикально вниз із початковою швидкістю 5 м/с. З якої висоти кинули камінь, якщо він падав 2 с.

Задача 76.3. Тіло підкидають вгору зі швидкістю 20 м/с. Через який час після кидка воно опиниться на висоті 15 м?

Задача 76.4. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Парашутист опускається рівномірно зі швидкістю 5 м/с. На відстані 10 м від поверхні Землі в нього з кишені випала монета. На скільки секунд пізніше приземлиться парашутист, ніж монета? Вплив опору повітря на монету не враховуйте.

Домашнє завдання.

Підручник: §34 - повторити.

Задача 76.7. Бурулька, що відірвалася від краю даху, падала на землю 2 с. Яка висота будинку?

Задача 76.8. Підкинутий вгору камінь упав на землю через 4 с. Якою була його початкова швидкість? Якої висоти він досяг? З якою швидкістю впав на землю?

Тема Рух тіла під дією кількох сил

03/04/2020

Вчимося розв’язувати задачі на рух тіла під дією кількох сил.

Задача 78.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Запряжка собак рівномірно тягне горизонтальною дорогою санки, маса яких 500 кг. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,1. З якою силою собаки діють на санки? (В: 500 Н)

Задача 78.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Брусок, маса якого дорівнює 200 г, рівномірно тягнуть по поверхні столу за допомогою горизонтальної пружини, жорсткість якої становить 40 Н/м. Коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює 0,3. Визначте видовження пружини.

Запитання до уроку.

Запитання 78.1. Без якої сили неможливо зрушити будь-який предмет?

Запитання 78.2. Як зміниться сила тертя ковзання при переміщенні вантажу по горизонтальній поверхні, якщо силу нормального тиску збільшити в 4 рази?

Запитання 78.3. Силу нормального тиску при переміщенні вантажу по горизонтальній поверхні зменшили у 5 разів. Як змінився коефіцієнт тертя ковзання?

Запитання 78.4. До якого моменту зростає швидкість руху парашутиста під час затяжного стрибка?

Запитання 78.5. Відомо, що швидкість кульки,яка рухається під дією сили тяжіння, при наближенні до землі збільшується, а швидкість дощової краплі, навпаки, зменшується. Поясніть це явище.

Запитання 78.6. Від яких чинників залежить сила тертя ковзання?

Домашнє завдання.

Підручник: параграф 35.

Задача 78.3. З якою силою потрібно штовхати дерев’яний брусок масою 20 кг по дерев’яній горизонтальній підлозі (

), щоб він рухався зі сталою швидкістю?

Задача 78.4.

Тема Розв'язування задач на рух тіла під дією кількох сил

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 79.4. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Тіло масою 3 кг падає в повітрі з прискоренням 8 м/с2. Визначте силу опору повітря.

Задача 79.5. Людина масою 70 кг зайшла в ліфт. Ліфт починає рух із прискоренням 0,2 м/с2, спрямованим угору, а потім піднімається з незмінною швидкістю. На скільки змінюється вага людини під час цього руху?

Задача 79.6. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Система складається з нерухомого блока, через який перекинуто нитку, до кінців якої прив'язано квадратні шматки жерсті. Шматки виготовлені з однакового матеріалу та мають однакову товщину. Сторона одного шматка у два рази більша, ніж сторона другого. З яким прискоренням рухатиметься система? Тертям знехтуйте.

Домашнє завдання.

Підручник: §35.

Задача 79.7. Водій вимкнув двигун автомобіля і почав гальмувати на горизонтальній дорозі при швидкості 72 км/год. Визначити гальмівний шлях автомобіля, якщо коефіцієнт тертя під час гальмування дорівнює 0,2.

Задача 79.8. Під час старту космічний корабель рухається вертикально вгору з прискоренням 40 м/с2. Із якою силою космонавт масою 70 кг тисне на крісло?

Контрольна робота з теми «Взаємодія тіл. Застосування законів Ньютона»

06/04/2020

ВАЖНО При выполнении тестов, самостоятельных и контрольных работ в форму заносить только цифру в единицах СИ (если не указано другого), без единиц измерения и с точностью указанной в условии задачи, иначе ответ будет засчитан как не правильный

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

1 п. Камінь, який кидають під кутом до горизонту, рухається по …

А) прямій; Б) дузі кола; В) параболі; Г) гвинтовій лінії

2 п. Якщо векторна сума всіх сил, що діють на тіло, дорівнює нулю, то …

А) швидкість руху змінюється;

Б) швидкість руху залишається незмінною;

В) швидкість руху тіла з часом зростає.

3 п. Яка формула є математичним записом закону Гука?

А) F = kx Б) F=mg B) F=m(g-a)

4c. У якому місці Землі вага нерухомого тіла найбільша?

А. На полюсах.

Б. На екваторі.

В. У центрі Землі.

Г. Вага однакова в усіх точках Землі.

5с. Тіло масою 3 кг падає у повітрі з прискоренням 6 м/с². Знайдіть силу опору повітря.

Вважайте що прискорення вільного падіння = 10 м/с²

6д. Автобус масою 5 т, рухаючись від зупинки прискорено, пройшов 400 м. Сила тяги, що розвиває двигун 5кН, коефіцієнт тертя 0,05. Якої швидкості набуде автобус наприкінці розгону?

Відповіді на контрольну роботу надіслати на електронну скриньку

muhachov15081976@gmail.com
или ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ДЛЯ ОТВЕТА

Тема Взаємодія тіл. Закон збереження імпульсу

08/04/2020

Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу.

Імпульс тіла. За ІІ законом Ньютона незалежно від того, перебувало тіло в спокої чи рухалося, зміна швидкості його руху може відбуватися лише під дією сили, тобто в результаті взаємодії з іншими тілами. Під час будь-якої взаємодії двох тіл вони обоє змінюють свою швидкість і рухаються з прискоренням. Відношення прискорень тіл дорівнює оберненому відношенню їх мас:

. Якщо маси взаємодіючих тіл різні, то швидкості їх змінюються неоднаково. Проте існує така величина, яка змінюється однаково в обох взаємодіючих тілах - це їх імпульс (кількість руху).

Імпульс - характеристика механічного руху, яка чисельно дорівнює добутку маси тіла на його швидкість:

Імпульс - величина векторна, спрямована так само, як і швидкість тіла.

Одиницею імпульсу є:

Розпишемо у ІІ законі Ньютона прискорення:

або

Добуток сили на час її дії називають імпульсом сили. Результат взаємодії тіл залежить від сили та часу цієї взаємодії.

Однієї й тієї самої зміни імпульсу можна досягти різними способами: або значною силою за короткий час, або тривалою дією малої сили. Наприклад, покладемо на горизонтальну поверхню сталеву кульку. Швидко пронесемо над нею магніт. Кулька ледве зрушить з місця (мал.а). Повторимо дослід, проносячи магніт повільно. Кулька почне рухатись за магнітом (мал. б).

Демонстрація. Залежність результату взаємодії від сили та часу (магніт, металева кулька, візочок, пляшка з водою, паперова стрічка)

Таке визначення другого закону Ньютона є універсальним, застосовним при будь-яких швидкостях тіл, широко використовується і враховується в техніці й побуті. Так, правила роботи на баштових кранах забороняють піднімати великі вантажі ривком, оскільки для зміни імпульсу вантажу за дуже короткий час слід прикладати дуже велику силу, яка може перевищити міцність тросів. Так само пояснюється розривання навіть дуже міцних буксирних тросів, вагонних зчеплень тощо під час різкого ривка буксира чи електровоза.

Друге важливе практичне застосування згаданого співвідношення - це використання різного роду амортизаторів (пом’якшувачів удару). Якщо створити умови, за яких збільшується час гальмування, то цим самим зменшується сила, яка діє на тіло. Так, для здійснення м’якої посадки космічного корабля багаторазового користування зменшують величезний імпульс, вмикаючи гальмівні ракетні двигуни і парашутні системи. Під час перевезення крихких речей їх запаковують у стружку чи войлок. Досвідчений спортсмен, ловлячи м’яч, розслабляє руки і тіло, подається назад разом з м’ячем. Завдяки цьому він збільшує час удару і тим самим зменшує його силу. Циркові артисти для гасіння значного імпульсу під час падіння з великої висоти використовують пружні сітки.

Закон збереження імпульсу. У результаті узагальнення багатьох дослідів і спостережень сформульовано закон збереження імпульсу: у замкнутій (ізольованій) системі сума імпульсів тіл за будь-яких взаємодій між ними залишається незмінною:

де

- маси тіл, що взаємодіють,

- відповідні швидкості тіл до взаємодії,

-відповідні швидкості тіл після взаємодії.

Відео. Закон збереження імпульсу (Час показу 0:44 хв)

Відео. Закон збереження імпульсу при пружному ударі (Час показу 1:25 хв)

Сили взаємодії можуть бути різними: це можуть бути сили пружності, тяжіння, тертя або будь-яка комбінація цих сил.

На досліді легко виявити незмінність повного імпульсу замкненої системи тіл, тобто сукупності тіл, які взаємодіють лише між собою. Приклади: людина вистрибує на берег із човна, а човен трохи відпливає від берега; гармата отримує «віддачу» при вилітанні з її жерла снаряда.

Імпульс системи тіл зберігаються, коли зовнішні сили, що діють на тіла системи скомпенсовані. Закон збереження імпульсу - один з основних законів природи.

Експериментальні дослідження взаємодій різних тіл - від планет і зір до атомів і елементарних частинок - показали, що в будь-якій системі взаємодіючих між собою тіл за відсутності дії сил з боку інших тіл, які не входять до складу системи, або рівності нулю суми діючих зовнішніх сил векторна сума імпульсів тіл залишається незмінною.

Так само, як не буває ізольованих тіл, не буває і ізольованих або замкнутих систем тіл. А тим часом закон збереження імпульсу має широке застосування під час розв’язування задач.

Запитання до уроку.

Запитання 84.1. Дайте визначення поняттю “імпульс”. Як його позначають, в яких одиницях вимірюють, за якою формулою розраховують?

Запитання 84.2. Що таке імпульс сили? Як його визначають?

Запитання 84.3. Сформулюйте закон збереження імпульсу.

Домашнє завдання.

Підручник: §36.

Тема Розв'язування задач на закон збереження імпульсу

10/04/2020

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 85.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) На яку відстань перемістився м’яч масою 500 г за 5 с, якщо в початковий момент йому було надано у горизонтальному напрямку імпульс 4 (кг*м)/с? Опором можна знехтувати.

Задача 85.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Рух матеріальної точки масою 2 кг задано рівнянням

. Визначте зміну імпульсу тіла, яка сталася за 2 с, і силу, що викликала цю зміну.

Задача 85.3. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Кулька масою 100 г вільно падає без початкової швидкості з висоти 1 м на горизонтальну площину. Обчисліть зміну імпульсу кульки під час взаємодії з площиною для двох випадків: а) удар абсолютно непружний; б) удар абсолютно пружний.

Задача 85.4. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Рибалка масою 80 кг перейшов з корми на ніс човна, маса якого 120 кг. Човен при цьому змістився на 1,4 м. На яку відстань перемістився рибалка відносно берега озера? У початковий момент човен перебував у спокої. Опором води можна знехтувати.

Домашнє завдання.

Підручник: §38 - повторити.

Задача 85.5. Тіло масою 7 кг рухається відповідно до рівняння

. Визначте, якого імпульсу набуло тіло через 5 с після початку спостереження руху, як цей імпульс змінився і яка сила викликала цю зміну? (В. 301 (кг*м)/с; 280 (кг*м)/с; 56 Н)

Задача 85.6. Людина масою 60 кг перейшла з одного кінця плоту на інший за 2,5 с. З якою швидкістю рухався відносно води пліт, який до того був нерухомий, якщо його довжина 3,5 м, а маса 240 кг? Опором води можна знехтувати. (В. 0,35 м/с)

Тема Розв'язування задач на закон збереження імпульсу

13/04/2020

Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 86.1. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) З іграшкового пістолета вилітає кулька зі швидкістю 4 м/с. Визначте швидкість “віддачі” пістолета, якщо його маса становить 100 г, а маса кульки 5 г.

Задача 86.2. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) Людина масою 80 кг стрибає з розгону у візок, що стоїть на рейках, масою 100 кг. Швидкість людини в момент стрибка спрямована горизонтально, а модуль дорівнює 5 м/с. З якою швидкістю їхатиме візок з людиною? Тертям між візком і рейками можна знехтувати.

Задача 86.3. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) На вагонетку, маса якої дорівнює 800 кг, і яка рухається горизонтально, насипали 200 кг щебеню, внаслідок чого швидкість вагонетки зменшилась на 0,04 м/с. Визначте початкову швидкість руху вагонетки.

Задача 86.4. (Перейдіть за посиланням для перегляду розв’язку задачі) За графіком залежності проекції імпульсу тіла від часу укажіть правильне співвідношення між проекціями на вісь Ох рівнодійних

сил, що діють на тіло відповідно протягом інтервалів часу 1, 2, 3. (В. Б)

Домашнє завдання.

Підручник: §38 - повторити.

Задача 86.6. З нерухомого човна, маса якого 120 кг, стрибає хлопчик масою 60 кг зі швидкістю 2 м/с. Визначте швидкість руху човна після того, як з нього стрибнув хлопчик. (В. 1м/с)