Spēks- ķermeņu mehāniskās mijiedarbības mērs. Spēks ir ķermeņa ātruma izmaiņu vai deformāciju rašanās cēlonis tajā (formas vai tilpuma izmaiņas). Spēks ir vektora lielums, ko raksturo tā modulis (lielums), virziens un spēka pielikšanas punkts. Spēka darbības līnija ir taisna līnija, kas iet caur spēka pielikšanas punktu un turpina spēka vektora virzienu. SI spēka mērvienība ir Ņūtons [N]. Visi dabas spēki balstās uz četru veidu fundamentālām mijiedarbībām:

• elektromagnētiskie spēki, kas iedarbojas starp elektriski lādētiem ķermeņiem,
• gravitācijas spēki, kas iedarbojas starp masīviem objektiem,
• spēcīgs kodolspēks, kas iedarbojas uz atoma kodola izmēra un mazākiem mērogiem (atbildīgs par savienojumu starp kvarkiem hadronos un par pievilcību starp nukleoniem kodolos).
• vāja kodola mijiedarbība, kas izpaužas attālumos, kas ir daudz mazāki par atoma kodola izmēru.

Spēcīgās un vājās mijiedarbības intensitāti mēra enerģijas vienībās (elektronvoltos), nevis spēka vienībās, un tāpēc termina "spēks" piemērošana tām ir patvaļīga. Spēka darbība var notikt gan tiešā saskarē (berze, spiediens vienam uz otru tiešā saskarē), gan caur ķermeņu radītajiem laukiem (gravitācijas lauks, elektromagnētiskais lauks). Interesanta un informatīva vietne http://misterigell.ru jums.
No spēku iedarbības uz sistēmu viedokļa apsveriet:

• iekšējie spēki - dotās sistēmas punktu (ķermeņu) mijiedarbības spēki;
• ārējie spēki - spēki, kas iedarbojas uz dotās sistēmas punktiem (ķermeņiem) no punktiem (ķermeņiem), kas nepieder šai sistēmai. Ārējos spēkus sauc par slodzēm.

Spēkus var iedalīt:

• reaktīvie spēki − sakabes reakcijas. Ja ķermeņa kustību telpā ierobežo citi ķermeņi (saites, balsti), spēkus, ar kuriem šie ķermeņi iedarbojas uz doto ķermeni, sauc par savienojuma (balsta) reakcijām.
• aktīvie spēki - spēki, kas raksturo citu ķermeņu darbību uz doto un maina tā kinemātisko stāvokli. Aktīvie spēki atkarībā no saskares veida tiek sadalīti
• tilpuma - spēki, kas iedarbojas uz katru ķermeņa daļiņu, piemēram, ķermeņa svars;
• virsma - spēki, kas iedarbojas uz kādu ķermeņa daļu un raksturo ķermeņu tiešu saskari. Virsmas spēki ir:
• koncentrēts - iedarbojas uz vietām, kas ir mazas salīdzinājumā ar ķermeni, piemēram, riteņa spiediens uz ceļu;
• izplatīts - iedarbojoties uz vietām, kas nav mazas salīdzinājumā ar korpusu, piemēram, traktora kāpurķēžu spiediens uz ceļu.

Slavenākie spēki:
elastīgie spēki- ir spēki, kas rodas ķermeņa deformācijas rezultātā un ir pret šo deformāciju elektromagnētiskā daba, kas ir starpmolekulārās mijiedarbības izpausme. Elastīgā spēka vektors ir vērsts pretēji pārvietojumam, perpendikulāri virsmai. Piemēram, ja jūs saspiežat elastīgo joslu, pēc slodzes noņemšanas tā atjaunos savu formu elastīga spēka iedarbībā.
Berzes spēki- spēks, kas rodas no relatīvās cietvielu kustības un ir pret šo kustību, ir elektromagnētisks, jo tas ir starpmolekulārās mijiedarbības makroskopiska izpausme. Berzes spēka vektors ir vērsts pretēji ātruma vektoram. Piemēram, berzes spēks rodas, ragavām slīdot pa sniegu, starp kāju zolēm un zemi.
Vides pretestības spēki- spēki, kas rodas no cieta ķermeņa kustības šķidrā vai gāzveida vidē, ir elektromagnētiski, un tie ir starpmolekulārās mijiedarbības izpausme. Pretestības spēka vektors ir vērsts pretēji ātruma vektoram. Piemēram, kad gaisa kuģis pārvietojas gaisā.
Virsmas spraiguma spēki− spēkiem, kas rodas uz fāzu atdalīšanas virsmas, ir elektromagnētisks raksturs, kas ir starpmolekulārās mijiedarbības izpausme. Spriegojuma spēks ir vērsts tangenciāli uz saskarni. Piemēram, monēta var gulēt uz šķidruma virsmas, kukaiņi skrien pa ūdeni.
Spēks smagums - spēks, ar kādu visi Visuma ķermeņi pievelk viens otru, tas ir tieši proporcionāls šo ķermeņu masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tiem. Piemēram, Zemi pievelk Saule, un tajā pašā laikā Zemi piesaista Mēness un Saule.
Smaguma spēks ir spēks, kas iedarbojas uz ķermeni no Zemes puses un piešķir tam brīvā kritiena paātrinājumu. Gravitācija ir gravitācijas pievilkšanās spēku un Zemes griešanās centrbēdzes spēka summa. Piemēram, ķermeņa gravitācijas ietekmē Zeme nokrīt.
inerces spēks− fiktīvs spēks (nevis mehāniskās mijiedarbības mērs), kas ieviests, apsverot relatīvo kustību neinerciālās atskaites sistēmās (kustība ar paātrinājumu), lai tajos izpildītu Ņūtona otro likumu. Atskaites sistēmā, kas saistīta ar vienmērīgi paātrinātu ķermeni, inerces spēks ir vērsts pretēji paātrinājumam. Ērtības labad no kopējā inerces spēka var atšķirt centrbēdzes spēku, kas vērsts no ķermeņa rotācijas ass, un Koriolisa spēku, kas rodas, ķermenim pārvietojoties attiecībā pret rotējošo atskaites sistēmu.
Ir arī citi spēki.

Deniss, 6. klase, HFML % 27

Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu

Labs darbs uz vietni">

Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.

Publicēts http://www.allbest.ru/

Krievijas Federācijas Izglītības un zinātnes ministrija

Federālā valsts autonomā izglītība

augstākās izglītības iestāde

"Nacionālā pētniecības Tomskas Politehniskā universitāte"

Kibernētikas institūts

Studiju virziens: Mehatronika un robotika

Nodaļa: Integrētās datorvadības sistēmas

abstrakts

par tēmu:" Spēki dabā"

Pabeidza: Sergejevs A.S.

Saņēmis: asociētais profesors EF Kravčenko N.S.

Tomska - 2016

Ievads

Mūsdienu augstas enerģijas fizikas sasniegumi arvien vairāk nostiprina domu, ka Dabas īpašību daudzveidība ir saistīta ar elementārdaļiņu mijiedarbību. Acīmredzot nav iespējams sniegt neformālu elementārdaļiņu definīciju, jo mēs runājam par matērijas primārākajiem elementiem. Kvalitatīvā līmenī mēs varam teikt, ka fiziski objekti, kuriem nav sastāvdaļas.

Acīmredzot jautājums par fizisko objektu elementaritāti galvenokārt ir eksperimentāls jautājums. Piemēram, eksperimentāli ir noskaidrots, ka molekulām, atomiem, atomu kodoliem ir iekšēja struktūra, kas norāda uz to sastāvdaļu klātbūtni. Tāpēc tās nevar uzskatīt par elementārdaļiņām. Pavisam nesen tika atklāts, ka tādām daļiņām kā mezoni un barioni ir arī iekšēja struktūra un tāpēc tās nav elementāras. Tajā pašā laikā elektrons iekšējā struktūra nekad nav novērots, un tāpēc to var attiecināt uz elementārdaļiņām. Vēl viens elementārdaļiņas piemērs ir gaismas kvants – fotons.

Mūsdienu eksperimentālie dati liecina, ka kvalitatīvi ir tikai četri dažāda veida mijiedarbības, kurās piedalās elementārdaļiņas. Šīs mijiedarbības sauc par fundamentālām, tas ir, visvienkāršākajām, sākotnējām, primārajām. Ja ņemam vērā visu apkārtējās Pasaules īpašību daudzveidību, šķiet pilnīgi pārsteidzoši, ka dabā ir tikai četras fundamentālas mijiedarbības, kas ir atbildīgas par visām dabas parādībām.

Neatkarīgi no kvalitatīvās atšķirības, fundamentālās mijiedarbības kvantitatīvi atšķiras pēc ietekmes stipruma, ko raksturo termins intensitāte. Palielinoties intensitātei, fundamentālās mijiedarbības tiek sakārtotas šādā secībā: gravitācijas, vājas, elektromagnētiskas un spēcīgas. Katru no šīm mijiedarbībām raksturo atbilstošs parametrs, ko sauc par savienojuma konstanti, kura skaitliskā vērtība nosaka mijiedarbības intensitāti.

Kā fiziski objekti veic fundamentālu mijiedarbību viens ar otru? Kvalitatīvi atbilde uz šo jautājumu ir šāda. Fundamentālās mijiedarbības veic kvanti.

Tajā pašā laikā kvantu laukā fundamentālas mijiedarbības atbilst attiecīgajām elementārdaļiņām, ko sauc par elementārdaļiņām - mijiedarbības nesējiem. Mijiedarbības procesā fiziskais objekts izstaro daļiņas – mijiedarbības nesējus, kuras absorbē cits fiziskais objekts. Tas noved pie tā, ka objekti it kā jūt viens otru, to enerģiju, kustības raksturu, stāvokļa izmaiņas, tas ir, viņi piedzīvo savstarpēju ietekmi.

Mūsdienu augstas enerģijas fizikā ideja par fundamentālo mijiedarbību apvienošanu kļūst arvien svarīgāka. Saskaņā ar unifikācijas idejām Dabā ir tikai viena fundamentāla mijiedarbība, kas konkrētās situācijās izpaužas kā gravitācijas, vai vāja, vai elektromagnētiska, vai spēcīga, vai kā to kombinācija. Unifikācijas ideju veiksmīga īstenošana bija jau standarta vienotās elektromagnētiskās un vājās mijiedarbības teorijas izveide. Notiek izstrādes darbi vienota teorija elektromagnētiska, vāja un spēcīga mijiedarbība, ko sauc par lielo apvienošanās teoriju. Tiek mēģināts atrast visu četru fundamentālo mijiedarbību unifikācijas principu.

C dūņas

Ķermeņa ātrums attiecībā pret Zemi mainās, kad uz to iedarbojas citi ķermeņi. Piemēram:

Kad cilvēks stumj ratiņus, viņš tos iedarbina. Šajā gadījumā cilvēka rokas spēka ietekmē mainīsies ratiņu ātrums.

Apsveriet citu piemēru:

Kad roka mijiedarbojas ar bumbu, mēs novērojam, ka atsperes spoles sāk kustēties un atspere tiek saspiesta. Atlaidot to, mēs redzēsim, kā atspere, iztaisnojot, iedarbina bumbu. Sākumā cilvēka roka šeit bija darbojošais ķermenis. Tad bija pavasaris.

Visos iepriekš minētajos piemēros ķermeņa ātruma izmaiņu iemesls bija citu ķermeņu darbība. Šīs darbības mērs ir vektors fiziskais daudzums sauca spēku.

Spēks ir vektora lielums, tāpat kā citi vektoru daudzumi. Spēku raksturo ne tikai skaitliskā vērtība, bet arī tās virziens.

Spēku parasti apzīmē ar burtu F.

Ja ķermenim netiek pielikts spēks (F = 0), tad tas nozīmē, ka uz to nav nekādas ietekmes, un tāpēc šāda ķermeņa ātrums attiecībā pret Zemi nemainās. Ja, gluži pretēji, spēks F ? 0, tad ķermenis piedzīvo zināmu ietekmi, un tā ātrums mainās. Šajā gadījumā, jo lielāks spēks F, jo būtiskāk mainās ķermeņa ātrums attiecībā pret Zemi.

SI spēka mērvienība ir ņūtons . H ir spēks, kas maina 1 kg smaga ķermeņa ātrumu par 1 m/s 1 sekundē. Šī vienība ir nosaukta izcilā zinātnieka I. Ņūtona vārdā.

Apsveriet slavenākos spēkus.

rezultējošais spēks

Parasti jebkuru kustīgu ķermeni ietekmē nevis viens, bet vairāki apkārtējie ķermeņi vienlaikus.

Piemēram: Ķermenim krītot, to ietekmē ne tikai Zeme, bet arī gaiss.

Kad vairāki ķermeņi iedarbojas uz kādu materiālu punktu, viņu vispārēja darbība ko raksturo līdzsvarots spēks.

Rezultējošā spēka atrašanai ir vairāki noteikumi.

1) Ja ķermenim pieliek divi spēki F(1) un F(2), kas vērsti pa vienu taisni vienā virzienā, tad to rezultējošo F atrod pēc formulas

Šajā gadījumā rezultējošā spēka virziens sakrīt ar pielikto spēku virzienu

2) Ja ķermenim pieliek divus spēkus F(1) un F(2), kas vērsti pa vienu taisni pretējos virzienos, tad pie F

F(1) > F(2) to rezultējošais F tiek atrasts pēc formulas

F = F(1) - F(2).

Rezultējošā spēka virziens šajā gadījumā sakrīt ar lielākā pielietotā spēka virzienu. Ja papildus F(1) = F(2), tad to rezultējošais F būs nulle. Šajā gadījumā ķermenis miera stāvoklī paliks miera stāvoklī, un kustīgais ķermenis veiks vienmērīgu un taisnu kustību ar tādu ātrumu, kāds tam bija.

Par diviem spēkiem, kuru lielums ir vienāds un kas vērsti pa vienu taisnu līniju pretējos virzienos, viņi saka, ka tie līdzsvaro vai kompensē viens otru. Šādu spēku rezultējošais F vienmēr ir vienāds ar nulli un tāpēc nevar mainīt ķermeņa ātrumu.

Lai mainītu ķermeņa ātrumu attiecībā pret Zemi, ir nepieciešams, lai visu ķermenim pielikto spēku rezultants atšķirtos no nulles. Gadījumā, ja ķermenis virzās rezultējošā spēka virzienā, tā ātrums palielinās; pārvietojoties pretējā virzienā, ķermeņa ātrums samazinās.

Smaguma spēks

Kāpēc horizontālā virzienā izmests ķermenis pēc dažām sekundēm nonāk zemē?

Kāpēc ķermenis, kas atbrīvots no rokām, nokrīt?

Šīm parādībām ir viens iemesls - Zemes pievilcība.

Tiek saukts gravitācijas spēks pret zemi smagums. Smaguma spēks ir vērsts vertikāli uz leju. Ķermenim nokrītot Zemes pievilkšanās ietekmē, to ietekmē ne tikai Zeme, bet arī citas ietekmes. Gadījumos, kad gaisa pretestības spēks salīdzinājumā ar gravitācijas spēku ir niecīgs, sauc ķermeņa kritienu bezmaksas.

Lai noteiktu gravitācijas spēku, šī ķermeņa masa jāreizina ar brīvā kritiena paātrinājumu:

No šīs formulas izriet, ka g = F(T)/m. Bet F(T) mēra ņūtonos, un m ir kilogramos. Tāpēc g vērtību var izmērīt ņūtonos uz kilogramu:

g \u003d 9,8 N / kg? 10 N / kg.

Palielinoties augstumam virs Zemes, brīvā kritiena paātrinājums pakāpeniski samazinās. Brīvā kritiena paātrinājuma samazināšanās nozīmē, ka, palielinoties augstumam virs Zemes, samazinās arī gravitācijas spēks. Jo tālāk ķermenis atrodas no Zemes, jo vājāk tas to pievelk.

Elastīgais spēks

Visus ķermeņus, kas atrodas netālu no Zemes, ietekmē tās pievilcība. Gravitācijas ietekmē uz Zemi nokrīt lietus lāses un sniegpārslas.

Bet, kad lāses gulstas uz jumta, to pievelk Zeme, bet tā neiziet un nekrīt cauri jumtam, bet paliek miera stāvoklī. Kas neļauj tai nokrist? Jumts. Viņa iedarbojas uz pilieniem ar spēku, vienāds spēks gravitācija, bet vērsta pretējā virzienā.

Apskatīsim vienu piemēru. Tiek parādīts dēlis, kas balstās uz diviem statīviem. Ja tā vidū novieto ķermeni, tad gravitācijas ietekmē ķermenis sāks spiesties cauri dēlim, bet pēc dažām minūtēm apstāsies. Šajā gadījumā gravitācijas spēks kļūs par līdzsvarotu spēku, kas iedarbojas uz ķermeni no izliektā dēļa sāniem un vērsts vertikāli uz augšu. Šo spēku sauc elastības spēks.

Elastīgais spēks rodas deformācijas laikā. Deformācija ir ķermeņa formas vai izmēra izmaiņas. Viens no deformācijas veidiem ir locīšana. Jo vairāk balsts izliecas, jo lielāks elastīgais spēks, kas no šī atbalsta iedarbojas uz ķermeni. Pirms ķermeņa (svara) novietošanas uz dēļa šī spēka nebija. Kustoties svaram, kas arvien vairāk salieca balstu, pieauga arī elastības spēks. Brīdī, kad svars apstājas, elastīgais spēks ir sasniedzis gravitācijas spēku, un to rezultants ir kļuvis vienāds ar nulli.

Ja uz balsta uzliek pietiekami vieglu priekšmetu, tad tā deformācija var izrādīties tik niecīga, ka balsta formas izmaiņas nepamanīsim. Bet deformācija vienalga būs! Un līdz ar to darbosies arī elastīgais spēks, novēršot ķermeņa, kas atrodas uz šī atbalsta, krišanu. Šādos gadījumos (kad ķermeņa deformācija ir nemanāma un balsta izmēra izmaiņas var atstāt novārtā), elastīgo spēku sauc. atbalsta reakcijas spēku.

Ja atbalsta vietā tiek izmantota kāda veida piekare (vītne, virve, stieple, stienis utt.), tad tam piestiprināto priekšmetu var turēt arī miera stāvoklī. Smaguma spēku šeit līdzsvaros arī pretēji vērsts elastības spēks. Šajā gadījumā elastīgais spēks rodas tāpēc, ka balstiekārta tiek izstiepta tai pievienotās slodzes ietekmē. stiepšanās cita veida kropļojumi.

Zinātnieks R. Huks sniedza lielu ieguldījumu elastības spēka izpētē. Huka likums saka:

Elastīgais spēks, kas rodas, kad ķermenis tiek izstiepts vai saspiests, ir proporcionāls tā pagarinājumam.

Ja ķermeņa pagarināšana, t.i. tā garuma izmaiņas, ko apzīmē ar x, un elastīgo spēku - ar F (kontrole), tad saskaņā ar Huka likumu var iegūt šādu matemātisko formu:

kur k ir proporcionalitātes koeficients, ko sauc par ķermeņa stingrību. Katram ķermenim ir sava stingrība. Jo lielāka ir ķermeņa stingrība (atspere, stieple, stienis utt.), jo mazāk tas maina savu garumu noteiktā spēka ietekmē.

SI stinguma mērvienība ir ņūtons uz metru (1 N/m).

Ķermeņa masa

Mēs pastāvīgi sakām: "sver 50 kilogramus" utt. Bet mēs nezinām, ka pieļaujam kļūdu. Svars tas ir ķermeņa inerces mērs, kā ķermenis reaģē uz darbību, kas tiek piemērots tam, vai pats iedarbojas uz citiem ķermeņiem. BET ķermeņa masa ir spēks, ar kādu ķermenis iedarbojas uz horizontālu balstu vai vertikālu balstiekārtu Zemes gravitācijas ietekmē.

Masu mēra kilogramos, bet ķermeņa svaru, tāpat kā jebkuru citu spēku, ņūtonos. Ķermeņa svaram, tāpat kā jebkuram spēkam, ir virziens, un tas ir vektora lielums. Masai nav virziena un tā ir skalārs lielums.

Ķermeņa svars, tāpat kā gravitācijas spēks, ir vērsts uz leju.

Ķermeņa svaru parasti apzīmē ar burtu P.

Ķermeņa svara formula fizikā ir uzrakstīta šādi:

kur m - ķermeņa svars

Bet, neskatoties uz sakritību ar gravitācijas formulu un virzienu, pastāv nopietna atšķirība starp gravitāciju un ķermeņa svaru. Uz ķermeni tiek pielikts gravitācijas spēks, tas ir, rupji runājot, tas ir tas, kas nospiež ķermeni, un ķermeņa svars tiek uzlikts balstam vai balstiekārtai, tas ir, šeit ķermenis jau spiež uz balstiekārtu vai balstu. .

Bet gravitācijas un ķermeņa svara esamības būtība ir viena un tā pati Zemes pievilcība. Stingri sakot, ķermeņa svars ir ķermenim pieliktā gravitācijas spēka sekas. Un tāpat kā gravitācija, ķermeņa svars samazinās līdz ar augumu.

Berzes spēks

Ja mēģināt pārvietot skapi, nekavējoties pārliecinieties, vai tas nav tik vienkārši izdarāms. Viņa kustību kavēs kāju mijiedarbība ar grīdu, uz kuras viņš stāv.

Tiek saukta mijiedarbība, kas notiek ķermeņu saskares punktā un novērš to relatīvo kustību berze, un spēks, kas raksturo šo mijiedarbību berzes spēks.

Ir trīs berzes veidi: statiskā berze, slīdošā berze un rites berze.

1) Atpūtas berze. Noliksim ķermeni slīpā plaknē. Ar nelielu plaknes slīpuma leņķi korpuss var palikt vietā. Kas neļaus tai noslīdēt uz leju? Atpūtas berze. Statiskais berzes spēks var būt jebkurš.

Tas mainās kopā ar spēku, kas cenšas pārvietot ķermeni no tā vietas. Bet jebkuriem diviem mijiedarbojošiem ķermeņiem tam ir noteikta maksimālā vērtība, kas nevar būt lielāka par.

Pieliekot ķermenim spēku, kas pārsniedz maksimālo statiskās berzes spēku, mēs to izkustināsim no vietas, un ķermenis sāks kustēties. Pēc tam statiskā berze tiks aizstāta ar slīdošo berzi. berzes spēka gravitācija

2) Slīdošā berze. Kāpēc ragavas pakāpeniski apstājas? slīdēšanas berzes dēļ. Slīdošās berzes spēks vienmēr ir vērsts virzienā, kas ir pretējs ķermeņa kustības virzienam.

3) rites berze. Ja ķermenis neslīd pa cita ķermeņa virsmu, bet ripo kā ritenis vai cilindrs, tad berzi, kas rodas to saskares punktā, sauc par rites berzi.

Ritošais ritenis ir nedaudz iespiests ceļa gultnē, un tāpēc priekšā vienmēr ir neliels bumbulis, kas ir jāpārvar. Ritošā berze ir saistīta ar to, ka ripojošajam ritenim pastāvīgi jākāpj pakalnā, kas parādās priekšā. Tajā pašā laikā, jo grūtāks ceļš, jo mazāka rites berze.

Secinājums

Tātad, mēs esam izveidojuši pārskatu par slavenākajiem spēkiem. Īsi aprakstīja katru no spēkiem, aplūkoja piemērus no dzīves.

Apkoposim tabulas veidā:

Bibliogrāfija

1. http://phscs.ru/

2. http://bcoreanda.com/

3. http://bibliofond.ru

5. http://dic.academic.ru

6. http://interneturok.ru

7. https://en.wikipedia.org

8. https://www.google.com/imghp?hl=ru

9. http://en.solverbook.com/

10. http://www.fizika.ru

11. http://foxford.ru

12. http://infofiz.ru

13. http://multiurok.ru

Mitināts vietnē Allbest.ru

...

Līdzīgi dokumenti

Ķermeņa kustība eliptiskā orbītā ap planētu. Ķermeņa kustība gravitācijas ietekmē vertikālā plaknē, vidē ar pretestību. Ķermeņa kustības likumu pielietošana gravitācijas iedarbībā, ņemot vērā vides pretestību ballistikā.

kursa darbs, pievienots 17.06.2011


Analīze par ķermeņa svara atkarību no atbalsta, uz kura tas stāv, paātrinājuma, ķermeņa daļiņu relatīvā stāvokļa izmaiņas, kas saistītas ar to kustību attiecībā pret otru. Galveno deformāciju veidu izpēte: vērpes, bīdes, lieces, stiepes un saspiešanas.

prezentācija, pievienota 12.04.2011


Jēdziena "ķermeņa svars" izpēte - spēks, ar kādu šis ķermenis iedarbojas uz balstu vai balstiekārtu, pateicoties gravitācijas iedarbībai uz to. Ķermeņa svara apzīmējums un virziens. Darbības principa raksturojums un dinamometru veidi - ierīces spēka (svara) mērīšanai.

prezentācija, pievienota 13.12.2010


Gravitācijas, elektromagnētiskie un kodolspēki. Mijiedarbība elementārdaļiņas. Smaguma un gravitācijas jēdziens. Elastīgā spēka un galveno deformāciju veidu noteikšana. Berzes spēku un atpūtas spēku pazīmes. Berzes izpausmes dabā un tehnoloģijā.

prezentācija, pievienota 24.01.2012


mehāniskā kustība. Kustības relativitāte. Mijiedarbība ar tālruni. Spēks. Ņūtona otrais likums. ķermeņa impulss. Impulsa nezūdamības likums dabā un tehnoloģijā. Universālās gravitācijas likums. Smaguma spēks. Ķermeņa masa. Bezsvara stāvoklis.

apkrāptu lapa, pievienota 12.06.2006


Gravitācijas un ķermeņa masas fenomens, Zemes gravitācijas pievilcība. Masas mērīšana ar bilances svaru palīdzību. "Universālās gravitācijas likuma" atklāšanas vēsture, tā formulējums un pielietojamības robežas. Gravitācijas un brīvā kritiena paātrinājuma aprēķins.

nodarbības kopsavilkums, pievienots 27.09.2010


Ņūtona otrā likuma ierakstīšana vektora un skalārā formā. Ķermeņa ceļa noteikšana, lai apstāties pie dotā sākotnējais ātrums. Dotā ķermeņa kustības laika aprēķins, ja, iedarbojoties ar spēku, kas vienāds ar 149 N, ķermenis nobrauca attālumu, kas vienāds ar 200 m.

prezentācija, pievienota 04.10.2011


Atšķirība starp smagumu un svaru. Inerces moments ap griešanās asi. Momenta vienādojums materiālais punkts. Absolūti stingrs korpuss. Līdzsvara apstākļi, inerce dabā. Translācijas un rotācijas kustības mehānika attiecībā pret fiksētu asi.

prezentācija, pievienota 29.09.2013


Maksimālā statiskā berzes spēka noteikšanas likuma būtība. Slīdošā berzes spēka moduļa atkarība no ķermeņu relatīvā ātruma moduļa. Korpusa slīdošās berzes spēka samazināšana ar eļļošanas palīdzību. Berzes spēka samazināšanās parādība, kad notiek slīdēšana.

prezentācija, pievienota 19.12.2013


Keplera planētu kustības likumi īss apraksts par. I.Ņūtona universālās gravitācijas likuma atklāšanas vēsture. Mēģinājumi izveidot Visuma modeli. Ķermeņu kustība gravitācijas ietekmē. Gravitācijas pievilkšanas spēki. Zemes mākslīgie pavadoņi.

Tēma: “Spēki dabā. Gravitācijas spēki"

1. Noskaidro, kādi spēku veidi sastopami dabā. Definējiet gravitācijas spēku. Formulējiet gravitācijas likumu.
2. Attīstīt skolēnu domāšanu, interesi par fizikas studijām.
3. Izkopt pozitīvu attieksmi pret darbu.

Nodarbību laikā:

1. Organizatoriskais moments.

Sveiki puiši. Mūsu nodarbības tēma ir “Spēki dabā. Gravitācijas spēki". Atveriet piezīmju grāmatiņas un pierakstiet stundas datumu un tēmu. Šodien nodarbībā uzzināsim, kādi spēku veidi sastopami dabā. Sniegsim gravitācijas spēka definīciju un formulēsim universālās gravitācijas likumu. Bet vispirms apskatīsim to, ko esam iemācījušies līdz šim.

2. Studentu frontālā aptauja.

1) Kas ir dinamika?

2) Formulējiet Ņūtona pirmo likumu.

3) Kādas atskaites sistēmas sauc par inerciālām?

4) Formulējiet Ņūtona otro likumu.

5) Formulējiet Ņūtona trešo likumu.

6) Kas ir spēks?

3. Jaunas tēmas skaidrojums, kam seko prezentācija

1. pielikums.

viens). Spēku veidi dabā:

Gravitācijas - visi ķermeņi tiek piesaistīti viens otram.

Elektromagnētiskais - darbojas starp daļiņām, kurām ir elektriskie lādiņi(atomos, molekulās, cietos, šķidros un gāzveida ķermeņos, dzīvos organismos).

Kodolenerģija - iekšā atomu kodoli(ietekmē tikai 10 -12 cm attālumā).

Vāja mijiedarbība - parādās vēl mazākos attālumos. Tie izraisa elementārdaļiņu pārvēršanos savā starpā.

2). gravitācijas spēks.

Mēģinājumi izskaidrot Saules sistēmas uzbūvi nodarbināja daudzu cilvēku prātus. Īpaši noraizējies bija jautājums par to, kas savieno planētas un Sauli vienota sistēma? Viņš piecēlās pēc tam, kad Koperniks "nolika" Sauli centrā, un piespieda visas planētas riņķot ap viņu. Tā ir Saule, kas dabiski tiek uzskatīta par Zemes un ap to esošo planētu revolūcijas cēloni. Taču Saule piesaista ne tikai planētas. Sauli piesaista arī planētas. To pierādīja I. Ņūtons. Ņūtons gravitācijas spēka izteiksmi saņēma 1666. gadā, kad viņam bija 24 gadi. Daudzus gadus pētot ķermeņu kustību, jo īpaši Mēness kustību ap Zemi un planētu kustību ap Sauli, Ņūtons nonāca pie drosmīgas idejas, ka visi ķermeņi Visumā piesaista viens otru.

Visu ķermeņu savstarpējo pievilcību sauca par universālu smagums. (Uzrakstiet definīciju piezīmju grāmatiņā)

Tiek saukti arī universālās gravitācijas spēki gravitācijas. (Uzrakstiet definīciju piezīmju grāmatiņā)

3). Smaguma likums

Ņūtons atklāja, kā brīvā kritiena paātrinājums ir atkarīgs no attāluma. Netālu no Zemes virsmas, 6400 km attālumā no centra, tas ir 9,8 m / s 2. Un 60 reizes lielākā attālumā, tas ir, uz Mēness šis paātrinājums ir 3600 reižu mazāks nekā uz Zemes. Secinājums: paātrinājums samazinās apgriezti ar attāluma kvadrātu no Zemes centra. Saskaņā ar otro dinamikas likumu paātrinājums ir tieši proporcionāls spēkam, un spēks, savukārt, ir tieši proporcionāls masām. To visu apkopojot, Ņūtons formulēja gravitācijas likums:

Jebkuri divi ķermeņi tiek piesaistīti viens otram ar spēku, kas ir tieši proporcionāls katra no tiem masai un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tiem:

F \u003d (G m 1 m 2) / r 2

F ir gravitācijas pievilkšanas spēka vektora modulis starp ķermeņiem ar masu m 1 un m 2, kas atrodas attālumā r viens no otra.

G ir gravitācijas konstante (ierakstiet likumu un likuma formulu piezīmju grāmatiņā)

Ja m 1= m 2 =1kg, tad G skaitliski ir vienāds ar spēku F.

G \u003d 6,67 * 10 -11 (N * m 2) / kg 2 (rakstiet piezīmju grāmatiņā)

Šis lielākais atklājums Angļu dzejnieks Bairons to apraksta savā darbā Dons Žuans:

Tātad vīrieti nogalināja ābols,
Bet ābols viņu izglāba,
Galu galā Ņūtona atklājums sabojājās
Neziņa ir sāpīgs ļaunums
Pavēra ceļu uz jaunām zvaigznēm
Un nomocītajiem tiek dota jauna izeja.
Drīz mēs, dabas valdnieki
Un mēs nosūtīsim savas mašīnas uz Mēnesi.

Pirmo reizi “debesīs” tika atklāta materiālo ķermeņu savstarpējā pievilcība. Bet Ņūtona likums attiecas uz visām materiālajām daļiņām neatkarīgi no to atrašanās vietas, un tāpēc pievilcībai ir jāpastāv arī starp zemes ķermeņiem. Šādu pievilcību 17. gadsimtā, 50 gadus pēc Ņūtona atklāšanas, eksperimenta rezultātā atklāja franču zinātnieki Bouguer un Condamine. Precīzākus eksperimentus 1798. gadā veica angļu zinātnieks Kavendišs.

4). Cavendish Experience (mācību grāmatas 83. lpp., 81. attēls un ekrāna zīmējums)

Uz elastīga pavediena 3 piekārtā gaismas stara 2 galos ir nostiprinātas divas lodītes 1 ar vienādu masu m 1. Bumbiņas atrodas attālumā r no masīvākām bumbiņām 4 ar masu m 2. mazo lodīšu pievilkšanas spēks lielajām, stars griežas. Vītnes vērpes leņķi nosaka gravitācijas pievilkšanas spēks F 12 lodītes ar masu m 1 un m 2. Kavendišs atrada gravitācijas konstantes skaitlisko vērtību.

pieci). Likuma formulas pielietošana aprēķiniem (raksti piezīmju grāmatiņā)

Universālās gravitācijas likuma formula sniedz precīzu rezultātu, kad to aprēķina:

a) ja ķermeņu izmēri ir niecīgi salīdzinājumā ar attālumu starp tiem;
b) ja abi ķermeņi ir viendabīgi un tiem ir sfēriska forma;
c) ja viens no mijiedarbojošiem ķermeņiem ir lode, kuras izmēri un masa ir daudz lielāka nekā otram ķermenim.

4. Fiksācija.

Pārbaude. Tabulā ierakstiet burtu, zem kura atrodas pareizā atbilde. Rezultāts ir atslēgvārds.

1. Kurš atklāja universālās gravitācijas likumu?

Z Ņūtons;
IN Cavendish;
R Koperniks.

2. Formula, kas nosaka universālās pievilkšanās spēku starp diviem ķermeņiem.

E F=(m 1 m 2) /r 2;
A F=(Gm 1 m 2)/r 2;
O F=(Gm 1 m 2)/r.

3. Kā mainīsies pievilkšanās spēks starp divām bumbiņām, ja vienu no tām nomainīs ar citu, kuras masa ir divreiz lielāka?

H nemainīsies;
UZ dubultosies;
W samazināsies uz pusi.

4. Kas ir gravitācijas konstante?

Apmēram 6,67 * 10 -11 N * m 2 / kg 2;
E 6,67 * 10 -11 N * m / kg;
UN 6,67 * 10 -1 N * m 2 / kg 2.

5. Kā mainīsies pievilkšanās spēks starp divām bumbiņām, ja attālums starp tām tiks dubultots?

K tiks samazināts uz pusi.
T palielināsies četras reizes;
H samazināsies četras reizes.

5. Acu relaksācija

(mūzika).

Sēdiet mierīgi un stabili. Aizveriet acis un atslābiniet plakstiņus. Garīgi noglāstiet acis ar siltiem, mīkstiem pirkstiem. Jūtiet, kā acs āboli pilnīgi pasīvi guļ ligzdās. Seja un ķermenis ir atslābināti. Siltuma un smaguma sajūtas nomaina vieglums, un nākotnē - pilnīgs acu sajūtas zudums.

| Uzziniet, vai dabā ir daudz veidu spēku.

No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka esam uzņēmušies milzīgu un neatrisināmu uzdevumu: uz Zemes un ārpus tās ir bezgalīgi daudz ķermeņu. Viņi mijiedarbojas atšķirīgi. Tā, piemēram, uz Zemes nokrīt akmens; elektriskā lokomotīve velk vilcienu; futbolista kāja sit bumbu; uz kažokādas nēsāta ebonīta nūja pievelk vieglus papīra gabalus (3.1. att., a); magnēts pievelk dzelzs šķembas (3.1. att., b)", vadītājs ar strāvu griež kompasa adatu (3.1. att., c); Mēness un Zeme mijiedarbojas, un kopā tie mijiedarbojas ar Sauli; zvaigznes un zvaigžņu sistēmas un tā tālāk, un tā tālāk.. Tādiem piemēriem nav gala. Šķiet, ka dabā ir bezgalīgi daudz mijiedarbību (spēku)! Izrādās, ka nē!
Četri spēku veidi
Bezgalīgajos Visuma plašumos, uz mūsu planētas, jebkurā vielā, dzīvos organismos, atomos, atomu kodolos un elementārdaļiņu pasaulē mēs sastopamies tikai ar četru veidu spēku izpausmēm: gravitācijas, elektromagnētisko, spēcīga (kodolenerģija) un vāja.
Gravitācijas spēki jeb universālie gravitācijas spēki darbojas starp visiem ķermeņiem – visi ķermeņi tiek piesaistīti viens otram. Bet šī pievilcība ir nozīmīga tikai tad, ja vismaz viens no mijiedarbībā esošajiem ķermeņiem ir tikpat liels kā Zeme vai Mēness. Pretējā gadījumā šie spēki ir tik mazi, ka tos var atstāt novārtā.
Elektromagnētiskie spēki iedarbojas starp daļiņām, kurām ir elektriskie lādiņi. Viņu darbības joma ir īpaši plaša un daudzveidīga. Atomos, molekulās, cietos, šķidros un gāzveida ķermeņos, dzīvos organismos galvenie ir elektromagnētiskie spēki. Viņu loma atomu kodolos ir liela.
Kodolspēku darbības joma ir ļoti ierobežota. Tiem ir ievērojama ietekme tikai atomu kodolos (ti, attālumos no 10 līdz 12 cm). Jau attālumos starp daļiņām 10-11 cm (tūkstoš reižu mazākas par atoma izmēru - 10-8 cm) tās vispār neparādās.
Vāja mijiedarbība parādās pat mazākos attālumos. Tie izraisa elementārdaļiņu pārvērtības savā starpā.
Kodolspēki ir visspēcīgākie dabā. Ja kodolspēku intensitāti pieņem par vienotību, tad elektromagnētisko spēku intensitāte būs 10~2, gravitācijas spēki - 10 40, vājās mijiedarbības - 10~16.
Jāsaka, ka par spēkiem Ņūtona mehānikas izpratnē var uzskatīt tikai gravitācijas un elektromagnētisko mijiedarbību. Spēcīga (kodolenerģija) un vāja mijiedarbība izpaužas tik mazos attālumos, kad Ņūtona mehānikas likumi un kopā ar tiem mehāniskā spēka jēdziens zaudē nozīmi. Ja šajos gadījumos tiek lietots arī termins "spēks", tas ir tikai kā sinonīms vārdam "mijiedarbība".
Spēki mehānikā
Mehānikā parasti nodarbojas ar gravitācijas spēkiem, elastības spēkiem un berzes spēkiem.
Šeit mēs neņemsim vērā elastības spēka un berzes spēka elektromagnētisko raksturu. Ar eksperimentu palīdzību ir iespējams noskaidrot, kādos apstākļos šie spēki rodas, un izteikt tos kvantitatīvi.
Dabā ir četri spēku veidi. Mehānikā tiek pētīti gravitācijas spēki un divu veidu elektromagnētiskie spēki - elastības spēki un berzes spēki.

Vairāk par tēmu § 3.1. SPĒKI DABĀ:

1. Zinātne un tehnika ļauj izmantot dabas bagātības un spēkus cilvēka interesēs.
2. §3.12. ĶERMEŅU DEFORMĀCIJAS GRAVITĀCIJAS UN ElastĪBAS SPĒKA IEDARBĪBA
3. Pretrunu atrisināšana: darbaspēka pirkšana un pārdošana. strādnieku tirgus
4. PRET "OTRO ATSPOGUMU" Par cilvēka prāta būtību un to, ka šo dabu mums ir vieglāk iepazīt nekā ķermeņa dabu Šaubu I
5. Ir divi spēki - divi liktenīgi spēki, Visu mūžu mēs esam pie rokas, No šūpuļdziesmu dienām līdz kapam, - Viens ir nāve, otrs ir cilvēka spriedums. F.I. Tjutčevs

Spēki dabā.

Dabā tādu ir daudz dažādi veidi spēki: gravitācija, gravitācija, Lorencs, Ampērs, fiksēto lādiņu mijiedarbība utt., bet galu galā tie visi ir saistīti ar nelielu skaitu fundamentālu (pamata) mijiedarbību. Mūsdienu fizika uzskata, ka dabā ir tikai četri spēku veidi vai četri mijiedarbības veidi:

1) gravitācijas mijiedarbība (tiek veikta caur gravitācijas laukiem);

2) elektromagnētiskā mijiedarbība (tiek veikta caur elektromagnētiskie lauki);

3) kodols (vai stiprs) (nodrošina daļiņu savienojumu kodolā);

4) vājš (atbildīgs par elementārdaļiņu sabrukšanas procesiem).

Klasiskās mehānikas ietvaros tiek aplūkoti gravitācijas un elektromagnētiskie spēki, kā arī elastības spēki un berzes spēki.

Gravitācijas spēki(gravitācijas spēki) ir pievilkšanās spēki, kas pakļaujas universālās gravitācijas likumam. Jebkuri divi ķermeņi tiek piesaistīti viens otram ar spēku, kura modulis ir tieši proporcionāls to masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tiem:

kur \u003d 6,67 × 10 -11 N × m 2 / kg 2 ir gravitācijas konstante.

Smaguma spēks- spēks, ar kādu ķermeni pievelk Zeme. Zemei pievilkšanās spēka ietekmē visi ķermeņi krīt ar vienādu paātrinājumu attiecībā pret Zemes virsmu, ko sauc par brīvā kritiena paātrinājumu. Saskaņā ar otro Ņūtona likumu spēks iedarbojas uz jebkuru ķermeni sauc par gravitācijas spēku. Tas ir piestiprināts smaguma centram.

Svars–no dūņas, ar kurām ķermenis, pievelkot Zemi, iedarbojas uz balstiekārtu vai balstu . Atšķirībā no gravitācijas, kas ir ķermenim pielikts gravitācijas spēks, svars ir elastīgs spēks, kas tiek pielikts balstam vai balstiekārtai. Gravitācija ir vienāda ar svaru tikai tad, ja balsts vai balstiekārta ir nekustīga attiecībā pret Zemi. Svara modulis var būt lielāks vai mazāks par gravitācijas spēku. Atbalsta paātrinātas kustības gadījumā (piemēram, lifts, kas nes kravu), kustības vienādojums (ņemot vērā to, ka balsta reakcijas spēks pēc lieluma ir vienāds ar svaru, bet ir pretēja zīme ): Þ . Ja kustība ir uz augšu , uz leju: .

Plkst Brīvais kritiensķermenis, tā svars ir nulle, t.i. tas ir stāvoklī bezsvara stāvoklis.

elastīgie spēki rodas ķermeņu mijiedarbības rezultātā, ko pavada to deformācija. Elastīgais (kvazielastīgais) spēks ir proporcionāls daļiņas nobīdei no līdzsvara stāvokļa un ir vērsts uz līdzsvara stāvokli:

Berzes spēki rodas mijiedarbības spēku pastāvēšanas dēļ starp saskarē esošo ķermeņu molekulām un atomiem. Ērkšķu spēki: a) rodas, saskaroties diviem kustīgiem ķermeņiem; b) darbojas paralēli saskares virsmai; d) vērsta pret ķermeņa kustību.

Par berzi starp cietvielu virsmām sauc, ja nav starpslāņa vai smērvielas sauss. berze starp ciets un šķidru vai gāzveida vidi, kā arī starp šādas vides slāņiem sauc viskozs vai šķidrums. Ir trīs sausās berzes veidi: statiskā berze, slīdošā berze un rites berze.

statiskais berzes spēks ir spēks, kas iedarbojas starp diviem saskarē esošiem ķermeņiem, kad tie atrodas miera stāvoklī. Tas ir vienāds pēc lieluma un pretēji vērsts spēkam, kas liek ķermenim kustēties: ; , kur m ir berzes koeficients.

Slīdošās berzes spēks rodas, kad viens ķermenis slīd pāri cita virsmai: un ir vērsta tangenciāli uz berzes virsmām virzienā, kas ir pretējs dotā ķermeņa kustībai attiecībā pret citu. Slīdes berzes koeficients ir atkarīgs no ķermeņu materiāla, virsmu stāvokļa un no ķermeņu relatīvā ātruma.

Kad ķermenis ripo pa cita virsmu, rites berzes spēks, kas neļauj ķermenim ripot. Ritošā berzes spēks ar tiem pašiem materiāliem saskarē esošajiem korpusiem vienmēr ir mazāks par slīdēšanas berzes spēku. To izmanto praksē, aizstājot slīdgultņus ar lodīšu vai rullīšu gultņiem.

Elastīgos spēkus un berzes spēkus nosaka elektromagnētiskas izcelsmes vielas molekulu mijiedarbības raksturs, tāpēc tie pēc savas būtības ir elektromagnētiski. Gravitācijas un elektromagnētiskie spēki ir fundamentāli – tos nevar reducēt uz citiem, vienkāršākiem spēkiem. Elastīgie spēki un berzes spēki nav būtiski. Fundamentālas mijiedarbības raksturo likumu vienkāršība un precizitāte.