Ikiwa nguvu ya matokeo ni sifuri. Masharti ya usawa wa miili. Kutafuta nguvu ya matokeo

Statics ni tawi la mechanics ambalo husoma hali ya usawa wa miili.

Inafuata kutoka kwa sheria ya pili ya Newton kwamba ikiwa jumla ya kijiometri ya nguvu zote za nje zinazotumiwa kwa mwili ni sifuri, basi mwili umepumzika au hufanya mwendo sawa wa rectilinear. Katika kesi hiyo, ni desturi kusema kwamba nguvu zinazotumiwa kwa mwili usawa kila mmoja. Wakati wa kuhesabu matokeo nguvu zote zinazofanya kazi kwenye mwili zinaweza kutumika kituo cha mvuto .

Ili mwili usiozunguka uwe katika usawa, ni muhimu kwamba matokeo ya nguvu zote zinazotumiwa kwa mwili iwe sawa na sifuri.

Kwenye mtini. 1.14.1 inatoa mfano wa usawa wa mwili mgumu chini ya hatua ya nguvu tatu. Sehemu ya makutano O mistari ya hatua ya nguvu na hailingani na hatua ya utumiaji wa mvuto (katikati ya misa C), lakini kwa usawa pointi hizi lazima ziko kwenye wima sawa. Wakati wa kuhesabu matokeo, nguvu zote zimepunguzwa hadi hatua moja.

Ikiwa mwili unaweza zungusha kuhusu mhimili fulani, basi kwa usawa wake haitoshi kusawazisha sifuri matokeo ya nguvu zote.

Hatua inayozunguka ya nguvu inategemea sio tu kwa ukubwa wake, lakini pia kwa umbali kati ya mstari wa hatua ya nguvu na mhimili wa mzunguko.

Urefu wa perpendicular inayotolewa kutoka kwa mhimili wa mzunguko hadi mstari wa hatua ya nguvu inaitwa. bega la nguvu.

Bidhaa ya moduli ya nguvu kwa bega d kuitwa wakati wa nguvu M. Wakati wa nguvu hizo ambazo huwa na mzunguko wa mwili kinyume cha saa huchukuliwa kuwa chanya (Mchoro 1.14.2).

kanuni ya muda : mwili ulio na mhimili usiobadilika wa mzunguko uko katika usawa ikiwa jumla ya aljebra ya muda wa nguvu zote zinazotumika kwa mwili kuhusu mhimili huu ni sifuri:

Katika Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo (SI), wakati wa nguvu hupimwa Hnewton— mita (N∙m) .

Katika hali ya jumla, wakati mwili unaweza kusonga mbele na kuzunguka, masharti yote mawili lazima yatimizwe kwa usawa: nguvu ya matokeo lazima iwe sawa na sifuri na jumla ya muda wote wa nguvu lazima iwe sawa na sifuri.

Gurudumu inayozunguka kwenye uso wa usawa - mfano usawa usiojali(Mchoro 1.14.3). Ikiwa gurudumu imesimamishwa wakati wowote, itakuwa katika usawa. Pamoja na usawa usiojali katika mechanics, majimbo yanajulikana endelevu na isiyo imara usawa.

Hali ya usawa inaitwa dhabiti ikiwa, pamoja na mikengeuko midogo ya mwili kutoka kwa hali hii, nguvu au nyakati za nguvu hutokea ambazo huwa na kurudisha mwili kwa hali ya usawa.

Kwa kupotoka kidogo kwa mwili kutoka kwa hali ya usawa isiyo na utulivu, nguvu au wakati wa nguvu hutokea ambayo huwa na kuondoa mwili kutoka kwa nafasi ya usawa.

Mpira uliolala juu ya uso wa usawa wa gorofa uko katika hali ya usawa usiojali. Mpira ulioko juu ya ukingo wa duara ni mfano wa usawa usio thabiti. Hatimaye, mpira chini ya cavity spherical ni katika hali ya usawa imara (Mchoro 1.14.4).

Kwa mwili ulio na mhimili uliowekwa wa mzunguko, aina zote tatu za usawa zinawezekana. Usawa usiojali hutokea wakati mhimili wa mzunguko unapita katikati ya wingi. Katika usawa thabiti na usio na utulivu, katikati ya wingi iko kwenye mstari wa wima unaopita kwenye mhimili wa mzunguko. Katika kesi hiyo, ikiwa katikati ya wingi iko chini ya mhimili wa mzunguko, hali ya usawa ni imara. Ikiwa katikati ya molekuli iko juu ya mhimili, hali ya usawa haina utulivu (Mchoro 1.14.5).

Kesi maalum ni usawa wa mwili kwenye msaada. Katika kesi hiyo, nguvu ya elastic ya msaada haitumiki kwa hatua moja, lakini inasambazwa juu ya msingi wa mwili. Mwili uko katika msawazo ikiwa mstari wima unaochorwa katikati ya uzito wa mwili unapita. alama ya miguu, yaani, ndani ya contour inayoundwa na mistari inayounganisha pointi za usaidizi. Ikiwa mstari huu hauvuka eneo la msaada, basi mwili hupindua. Mfano wa kuvutia wa usawa wa mwili kwenye usaidizi ni mnara wa kuegemea katika jiji la Italia la Pisa (Mchoro 1.14.6), ambayo, kulingana na hadithi, ilitumiwa na Galileo wakati wa kusoma sheria za kuanguka bure kwa miili. Mnara huo una sura ya silinda yenye urefu wa m 55 na radius ya m 7. Juu ya mnara inapotoka kutoka kwa wima na 4.5 m.

Mstari wa wima uliochorwa katikati ya misa ya mnara hukatiza msingi takriban 2.3 m kutoka katikati yake. Kwa hivyo, mnara uko katika hali ya usawa. Usawa utasumbuliwa na mnara utaanguka wakati kupotoka kwa juu yake kutoka kwa wima kufikia m 14. Inaonekana, hii haitatokea hivi karibuni.

Katika mifumo ya kumbukumbu ya inertial, mabadiliko katika kasi ya mwili yanawezekana tu wakati mwili mwingine unafanya kazi juu yake. Kwa kiasi, hatua ya mwili mmoja kwa mwingine inaonyeshwa kwa kutumia kiasi cha kimwili kama nguvu (). Athari ya mwili mmoja kwa mwingine inaweza kusababisha mabadiliko katika kasi ya mwili, kwa ukubwa na mwelekeo. Kwa hiyo, nguvu ni vector na imedhamiriwa si tu kwa ukubwa (modulus), lakini pia kwa mwelekeo. Mwelekeo wa nguvu huamua mwelekeo wa vector ya kuongeza kasi ya mwili unaoathiriwa na nguvu inayohusika.

Ukubwa na mwelekeo wa nguvu imedhamiriwa na sheria ya pili ya Newton:

ambapo m ni wingi wa mwili ambao nguvu hufanya kazi - kuongeza kasi ambayo nguvu hutoa kwa mwili unaohusika. Maana ya sheria ya pili ya Newton iko katika ukweli kwamba nguvu zinazofanya juu ya mwili huamua jinsi kasi ya mwili inavyobadilika, na si tu kasi yake. Kumbuka kuwa sheria ya pili ya Newton ni halali tu katika fremu za marejeleo zisizo na hesabu.

Ikiwa nguvu kadhaa hutenda wakati huo huo kwenye mwili, basi mwili husogea kwa kuongeza kasi ambayo ni sawa na jumla ya vekta ya kuongeza kasi ambayo ingeonekana chini ya ushawishi wa kila moja ya miili tofauti. Nguvu zinazofanya kazi kwenye mwili na kutumika kwa hatua yake moja zinapaswa kuongezwa kwa mujibu wa utawala wa kuongeza vector.

UFAFANUZI

Jumla ya vector ya nguvu zote zinazofanya kazi kwenye mwili wakati huo huo inaitwa nguvu ya matokeo ():

Ikiwa nguvu kadhaa zinafanya kazi kwenye mwili, basi sheria ya pili ya Newton imeandikwa kama:

Matokeo ya nguvu zote zinazofanya mwili inaweza kuwa sawa na sifuri ikiwa kuna fidia ya pamoja ya nguvu zinazotumiwa kwa mwili. Katika kesi hii, mwili unaendelea kwa kasi ya mara kwa mara au unapumzika.

Wakati wa kuonyesha nguvu zinazofanya kazi kwenye mwili, katika mchoro, katika kesi ya harakati ya kasi ya mwili, nguvu ya matokeo iliyoelekezwa pamoja na kuongeza kasi inapaswa kuonyeshwa kwa muda mrefu zaidi kuliko nguvu iliyoelekezwa kinyume (jumla ya nguvu). Katika kesi ya mwendo wa sare (au kupumzika), dyne ya vectors ya nguvu iliyoelekezwa kwa mwelekeo tofauti ni sawa.

Ili kupata nguvu ya matokeo, inahitajika kuonyesha kwenye mchoro nguvu zote ambazo zinapaswa kuzingatiwa katika shida inayofanya mwili. Nguvu lazima ziongezwe kulingana na sheria za kuongeza vector.

Mifano ya kutatua matatizo

MFANO 1

MFANO 2

Igor Babin (St. Petersburg) 14.05.2012 17:33

katika hali imeandikwa kwamba unahitaji kupata uzito wa mwili.

na katika kutatua moduli ya mvuto.

Jinsi uzito unaweza kupimwa katika Newtons.

Katika hali ya makosa (

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana!

Unachanganya dhana za uzito na uzito. Uzito wa mwili ni nguvu (na kwa hivyo uzito hupimwa kwa Newtons), ambayo mwili unasisitiza juu ya msaada au kunyoosha kusimamishwa. Kama ifuatavyo kutoka kwa ufafanuzi, nguvu hii haitumiki hata kwa mwili, lakini kwa msaada. Uzito ni hali wakati mwili hupoteza sio misa, lakini uzito, yaani, mwili huacha kuweka shinikizo kwa miili mingine.

Nakubali, baadhi ya uhuru uliruhusiwa katika uamuzi katika ufafanuzi, sasa umesahihishwa.

Yuri Shoitov (Kursk) 26.06.2012 21:20

Wazo la "uzito wa mwili" lililetwa katika fizikia ya kielimu bila mafanikio. Ikiwa katika dhana ya kila siku uzito unamaanisha wingi, basi katika fizikia ya shule, kama ulivyoona kwa usahihi, uzito wa mwili ni nguvu (na kwa hiyo uzito hupimwa kwa Newtons), ambayo mwili unasisitiza juu ya msaada au kunyoosha kusimamishwa. . Kumbuka kuwa tunazungumza juu ya msaada mmoja na uzi mmoja. Ikiwa kuna msaada au nyuzi kadhaa, dhana ya uzito hupotea.

Natoa mfano. Hebu mwili usimamishwe kwenye thread katika kioevu. Inanyoosha uzi na kushinikiza kwenye kioevu kwa nguvu sawa na kuondoa nguvu ya Archimedes. Kwa nini, tukizungumza juu ya uzito wa mwili katika umajimaji, hatujumuishi nguvu hizi, kama unavyofanya katika uamuzi wako?

Nilijiandikisha kwenye tovuti yako, lakini sikuona kilichobadilika katika mawasiliano yetu. Tafadhali samahani ujinga wangu, lakini mimi, kwa kuwa ni mzee, sipitii tovuti kwa uhuru vya kutosha.

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana!

Hakika, dhana ya uzito wa mwili ni wazi sana wakati mwili una msaada kadhaa. Kawaida, uzani katika kesi hii hufafanuliwa kama jumla ya mwingiliano na usaidizi wote. Katika kesi hii, athari kwenye vyombo vya habari vya gesi na kioevu, kama sheria, haijajumuishwa. Hii inaanguka tu chini ya mfano ulioelezea, na uzani uliosimamishwa ndani ya maji.

Hapa, shida ya watoto mara moja inakuja akilini: "Ni nini kina uzito zaidi: kilo ya chini au kilo ya risasi?" Ikiwa tunatatua tatizo hili kwa uaminifu, basi lazima bila shaka tuzingatie nguvu za Archimedes. Na kwa uzani, uwezekano mkubwa, tutaelewa ni nini mizani itatuonyesha, ambayo ni, nguvu ambayo fluff na vyombo vya habari vya risasi, sema, kwenye mizani. Hiyo ni, hapa nguvu ya mwingiliano na hewa ni, kama ilivyokuwa, kutengwa na wazo la uzani.

Kwa upande mwingine, ikiwa tunafikiri kwamba tumepiga hewa yote na kuweka kwenye mizani mwili ambao kamba imefungwa. Kisha nguvu ya mvuto itakuwa na usawa na jumla ya nguvu ya majibu ya msaada na nguvu ya mvutano wa thread. Ikiwa tunaelewa uzito kama nguvu ya hatua kwenye viunga vinavyozuia kuanguka, basi uzani hapa utakuwa sawa na jumla ya nguvu ya mvutano ya uzi na nguvu ya shinikizo kwenye sufuria ya mizani, ambayo ni, itaambatana kwa ukubwa. kwa nguvu ya mvuto. Tena swali linatokea: kwa nini thread ni bora au mbaya zaidi kuliko nguvu ya Archimedes?

Kwa ujumla, mtu anaweza kukubaliana hapa kwamba dhana ya uzito ina maana tu katika nafasi tupu, ambapo kuna msaada mmoja tu na mwili. Jinsi ya kuwa hapa, hili ni swali la istilahi, ambayo, kwa bahati mbaya, kila mtu hapa ana yake mwenyewe, kwani hii sio swali muhimu sana :) Na ikiwa nguvu ya Archimedes angani katika hali zote za kawaida inaweza kupuuzwa, ambayo ina maana kwamba itaathiri hasa thamani ya uzito haiwezi, basi kwa mwili katika kioevu hii tayari ni muhimu.

Kuwa waaminifu kabisa, mgawanyiko wa nguvu katika aina ni kiholela sana. Hebu wazia kisanduku kinachoburutwa kwenye uso ulio mlalo. Kwa kawaida inasemekana kwamba vikosi viwili vinatenda kwenye sanduku kutoka upande wa uso: nguvu ya majibu ya usaidizi, iliyoelekezwa kwa wima, na nguvu ya msuguano, iliyoelekezwa kwa usawa. Lakini hizi ni nguvu mbili zinazofanya kazi kati ya miili sawa, kwa nini tusichote nguvu moja, ambayo ni jumla yao ya vector (hii, kwa njia, wakati mwingine hufanyika). Labda ni suala la urahisi :)

Kwa hivyo ninachanganyikiwa kidogo juu ya nini cha kufanya na kazi hii maalum. Njia rahisi, pengine, ni kuifanya upya na kuuliza swali kuhusu ukubwa wa mvuto.

Usijali, ni sawa. Wakati wa kusajili, lazima utoe barua pepe. Ikiwa sasa unakwenda kwenye tovuti chini ya akaunti yako, basi unapojaribu kuacha maoni kwenye dirisha la "E-mail yako", anwani sawa inapaswa kuonekana mara moja. Baada ya hapo, mfumo utasaini kiotomati ujumbe wako.

Kufikia sasa, tumezingatia kulinganisha wakati nguvu mbili (au zaidi) zinafanya kazi kwenye mwili, jumla ya vekta ambayo ni sawa na sifuri. Katika kesi hii, mwili unaweza kupumzika au kusonga kwa usawa. Ikiwa mwili umepumzika, basi kazi ya jumla ya nguvu zote zinazotumiwa kwake ni sifuri. Sawa na sifuri na kazi ya kila nguvu ya mtu binafsi. Ikiwa mwili unaendelea kwa usawa, basi kazi ya jumla ya nguvu zote bado ni sifuri. Lakini kila nguvu tofauti, ikiwa sio perpendicular kwa mwelekeo wa mwendo, hufanya kazi fulani - chanya au hasi.

Hebu sasa tuzingatie kesi wakati matokeo ya nguvu zote zinazotumiwa kwa mwili si sawa na sifuri au wakati nguvu moja tu inafanya kazi kwenye mwili. Katika kesi hii, kama ifuatavyo kutoka kwa sheria ya pili ya Newton, mwili utaenda kwa kasi. Kasi ya mwili itabadilika, na kazi iliyofanywa na majeshi katika kesi hii sio sifuri, inaweza kuwa nzuri au mbaya. Inaweza kutarajiwa kuwa kuna uhusiano fulani kati ya mabadiliko katika kasi ya mwili na kazi inayofanywa na nguvu zinazotumiwa kwa mwili. Hebu jaribu kuiweka. Hebu fikiria, kwa unyenyekevu wa hoja, kwamba mwili unasonga kwenye mstari wa moja kwa moja na matokeo ya nguvu zinazotumiwa kwake ni mara kwa mara kwa thamani kamili; na kuelekezwa kwa mstari huo huo. Wacha tuainishe nguvu hii ya matokeo kama na makadirio ya uhamishaji kwenye mwelekeo wa nguvu kama Wacha tuelekeze mhimili wa kuratibu kando ya mwelekeo wa nguvu. Kisha, kama inavyoonyeshwa katika § 75, kazi iliyofanywa ni sawa na Hebu tuelekeze mhimili wa kuratibu pamoja na uhamisho wa mwili. Kisha, kama ilivyoonyeshwa katika § 75, kazi A iliyofanywa na matokeo ni: Ikiwa maelekezo ya nguvu na uhamisho yanalingana, basi ni chanya na kazi ni nzuri. Ikiwa matokeo yanaelekezwa kinyume na mwelekeo wa mwendo wa mwili, basi kazi yake ni mbaya. Nguvu hutoa kasi kwa mwili. Kulingana na sheria ya pili ya Newton. Kwa upande mwingine, katika sura ya pili tuliona kwamba katika rectilinear enhetligt kasi ya mwendo

Kwa hivyo inafuata hiyo

Hapa - kasi ya awali ya mwili, i.e. kasi yake mwanzoni mwa harakati - kasi yake mwishoni mwa sehemu hii.

Tumepata fomula inayohusiana na kazi iliyofanywa na nguvu na mabadiliko ya kasi (kwa usahihi zaidi, mraba wa kasi) ya mwili unaosababishwa na nguvu hii.

Nusu ya bidhaa ya wingi wa mwili na mraba wa kasi yake ina jina maalum - nishati ya kinetic ya mwili, na formula (1) mara nyingi huitwa theorem ya nishati ya kinetic.

Kazi ya nguvu ni sawa na mabadiliko katika nishati ya kinetic ya mwili.

Inaweza kuonyeshwa kuwa formula (1), inayotokana na sisi kwa nguvu ambayo ni mara kwa mara katika ukubwa na kuelekezwa pamoja na harakati, pia ni halali katika hali ambapo nguvu inabadilika na mwelekeo wake haufanani na mwelekeo wa harakati.

Mfumo (1) ni wa ajabu katika mambo mengi.

Kwanza, inafuata kutoka kwake kwamba kazi ya nguvu inayofanya kazi kwenye mwili inategemea tu maadili ya awali na ya mwisho ya kasi ya mwili na haitegemei kasi ambayo ilihamia katika sehemu zingine.

Pili, kutoka kwa formula (1) inaweza kuonekana kuwa upande wake wa kulia unaweza kuwa mzuri na hasi, kulingana na ikiwa kasi ya mwili inaongezeka au inapungua. Ikiwa kasi ya mwili inaongezeka, basi upande wa kulia wa formula (1) ni chanya, kwa hiyo, kazi Inapaswa kuwa hivyo kwa sababu ili kuongeza kasi ya mwili (kwa thamani kamili), nguvu inayofanya juu yake lazima iwe. kuelekezwa katika mwelekeo sawa na harakati. Kinyume chake, wakati kasi ya mwili inapungua, upande wa kulia wa formula (1) huchukua thamani hasi (nguvu inaelekezwa kinyume na uhamisho).

Ikiwa kasi ya mwili katika hatua ya awali ni sifuri, usemi wa kazi huchukua fomu:

Mfumo (2) hukuruhusu kuhesabu kazi inayohitaji kufanywa ili kuwaambia mwili uliopumzika kasi sawa na

Kinyume chake ni dhahiri: kuacha mwili kusonga kwa kasi, ni muhimu kufanya kazi

inakumbusha sana fomula iliyopatikana katika sura iliyotangulia (tazama § 59), ambayo huanzisha kati ya msukumo wa nguvu na mabadiliko ya kasi ya mwili.

Hakika, upande wa kushoto wa formula (3) hutofautiana na upande wa kushoto wa formula (1) kwa kuwa ndani yake nguvu huzidishwa si kwa uhamisho unaofanywa na mwili, lakini kwa muda wa nguvu. Upande wa kulia wa fomula (3) ni bidhaa ya wingi wa mwili na kasi yake (kasi) badala ya nusu ya bidhaa ya molekuli ya mwili na mraba wa kasi yake, ambayo inaonekana upande wa kulia wa fomula (1). Fomula hizi zote mbili ni tokeo la sheria za Newton (ambapo zilitolewa), na idadi ni sifa za mwendo.

Lakini pia kuna tofauti ya kimsingi kati ya fomula (1) na (3): fomula O) huanzisha uhusiano kati ya idadi ya scalar, wakati fomula (3) ni fomula ya vekta.

Kazi I. Ni kazi gani inapaswa kufanywa ili treni inayotembea kwa kasi iongeze kasi yake Misa ya treni. Ni nguvu gani inapaswa kutumika kwa treni ikiwa ongezeko hili la kasi litatokea katika sehemu ya kilomita 2? Harakati inachukuliwa kuwa ya kasi ya sare.

Suluhisho. Kazi A inaweza kupatikana kwa fomula

Kubadilisha data iliyotolewa kwenye shida hapa, tunapata:

Lakini kwa ufafanuzi, kwa hivyo,

Kazi ya 2, Mwili uliotupwa juu na kasi ya awali utafikia urefu gani?

Suluhisho. Mwili utainuka hadi kasi yake ni sifuri. Nguvu tu ya mvuto hufanya juu ya mwili ambapo ni wingi wa mwili na ni kuongeza kasi ya kuanguka bure (tunapuuza nguvu ya upinzani wa hewa na nguvu ya Archimedean).

Utumiaji wa fomula

Tayari tumeshapata usemi huu mapema (tazama uk. 60) kwa njia ngumu zaidi.

Zoezi 48

1. Kazi ya nguvu inahusianaje na nishati ya kinetic ya mwili?

2 Je, nishati ya kinetic ya mwili inabadilikaje ikiwa nguvu inayotumika kwake inafanya kazi nzuri?

3. Nishati ya kinetic ya mwili inabadilikaje ikiwa nguvu inayotumika kwake inafanya kazi mbaya.

4. Mwili husogea sawasawa kwenye mduara na radius ya 0.5 m, ukiwa na nishati ya kinetic ya 10 J. Ni nguvu gani inayofanya kazi kwenye mwili? Je, inaelekezwa vipi? Je, ni kazi gani inayofanywa na nguvu hii?

5. Nguvu ya 40 N inatumiwa kwa mwili katika mapumziko na uzito wa kilo 3. Baada ya hayo, mwili hupita pamoja na ndege ya usawa ya laini bila msuguano kwa m 3. Kisha nguvu hupungua hadi 20 n, na mwili husafiri mwingine m 3. Pata nishati ya kinetic ya mwili mwishoni mwa harakati zake.

6. Ni kazi gani inapaswa kufanywa ili kusimamisha treni yenye uzito wa tani 1,000 inayotembea kwa kasi ya 108 km/h?

7. Mwili wenye uzito wa kilo 5, ukisonga kwa kasi ya 6 m / s, unakabiliwa na nguvu ya 8 n, iliyoelekezwa kwa mwelekeo kinyume na harakati. Matokeo yake, kasi ya mwili hupungua hadi 2 m / s. Ni ukubwa gani na ishara ya kazi iliyofanywa na nguvu? Ni umbali gani unaosafirishwa na mwili?

8. Nguvu ya 4 N huanza kutenda kwenye mwili ambao hapo awali ulikuwa umepumzika, ulioelekezwa kwa pembe ya 60 ° hadi upeo wa macho. Mwili hutembea kwenye uso laini wa usawa bila msuguano. Kuhesabu kazi iliyofanywa na nguvu ikiwa mwili ulisafiri umbali wa 1 m.

9. Nadharia ya nishati ya kinetic ni nini?

Utaratibu wa maarifa juu ya matokeo ya nguvu zote zinazotumika kwa mwili; kuhusu kuongeza vector.

Malengo ya somo (kwa mwalimu):

Kielimu:

• Fafanua na upanue maarifa juu ya nguvu ya matokeo na jinsi ya kuipata.
• Kuunda uwezo wa kutumia wazo la nguvu inayosababisha kuhalalisha sheria za mwendo (sheria za Newton)
• Kuamua kiwango cha kusimamia mada;
• Endelea kukuza ustadi wa kujichambua hali hiyo na kujidhibiti.

Kielimu:

• Kuchangia katika malezi ya wazo la mtazamo wa ulimwengu wa utambuzi wa matukio na mali ya ulimwengu unaozunguka;
• Sisitiza umuhimu wa moduli katika utambuzi wa jambo;
• Jihadharini na malezi ya sifa za kibinadamu za ulimwengu wote:
  a) ufanisi,
  b) uhuru;
  c) usahihi;
  d) nidhamu;
  e) mtazamo wa kuwajibika kwa kujifunza.

Kukuza:

Vifaa na maonyesho.

1. Vielelezo:
   mchoro wa hadithi ya I.A. Krylov "Swan, crayfish na pike",
   mchoro wa uchoraji na I. Repin "Wasafirishaji wa mashua kwenye Volga",
   kwa tatizo Nambari 108 "Turnip" - "Kitabu cha Kazi ya Fizikia" na G. Oster.
2. Mishale ya rangi kwa msingi wa polyethilini.
3. Nakili karatasi.
4. Kodoscope na filamu na suluhisho la shida mbili za kazi ya kujitegemea.
5. Shatalov "Vidokezo vya kusaidia".
6. Picha ya Faraday.

Mpangilio wa bodi:

“Kama uko katika hili
fahamu vizuri
bora uweze kufuata
kufuatia treni yangu ya mawazo
katika kile kinachofuata."
M. Faraday

Wakati wa madarasa

1. Wakati wa shirika

Uchunguzi:

• kutokuwepo;
• uwepo wa shajara, daftari, kalamu, watawala, penseli;

Ukadiriaji wa mwonekano.

2. Kurudia

Tunapozungumza darasani, tunarudia:

• Sheria ya Newton.
• Nguvu ndio sababu ya kuongeza kasi.
• Sheria ya pili ya Newton.
• Ongezeko la vectors kwa utawala wa pembetatu na parallelogram.

3. Nyenzo kuu

Tatizo la somo.

"Mara moja Swan, Saratani na Pike
Likiwa limebebwa na mizigo, gari lilitoka
Na kwa pamoja, watatu, wote waliitumia;
Kupanda nje ya ngozi
Na mkokoteni bado hausogei!
Mzigo ungeonekana kuwa rahisi kwao:
Ndio, swan huingia kwenye mawingu,
Saratani inarudi nyuma
Na Pike huvuta ndani ya maji!
Nani mwenye hatia juu yao, ni nani aliye sawa -
Si juu yetu kuhukumu;
Ndiyo, mambo tu bado yapo!”

(I.A. Krylov)

Hadithi hiyo inaelezea mtazamo wa kutilia mashaka kwa Alexander I, inakejeli msukosuko katika Baraza la Jimbo la 1816, mageuzi na kamati zilizoanzishwa na Alexander I hazikuweza kudhibiti mkokoteni uliozama sana wa uhuru. Katika hili, kutoka kwa mtazamo wa kisiasa, Ivan Andreevich alikuwa sahihi. Lakini hebu tujue kipengele cha kimwili. Krylov ni sawa? Ili kufanya hivyo, inahitajika kufahamiana zaidi na wazo la matokeo ya nguvu zinazotumika kwa mwili.

Nguvu sawa na jumla ya kijiometri ya nguvu zote zinazotumiwa kwa mwili (uhakika) inaitwa matokeo au nguvu ya matokeo.

Picha 1

Mwili huu una tabia gani? Ama imepumzika au inasogea kwa mstari ulionyooka na sawasawa, kwa kuwa inafuata kutoka kwa sheria ya I ya Newton kwamba kuna viunzi kama hivyo vya marejeleo ambavyo mwili unaosonga polepole huhifadhi kasi yake sawa ikiwa hakuna vyombo vingine vinavyofanya kazi juu yake au hatua za miili hii hulipwa,

yaani |F 1 | = |F 2 | (ufafanuzi wa matokeo umeanzishwa).

Nguvu ambayo hutoa athari sawa kwa mwili kama nguvu kadhaa zinazofanya wakati huo huo inaitwa matokeo ya nguvu hizi.

Kutafuta matokeo ya vikosi kadhaa ni nyongeza ya kijiometri ya nguvu za kaimu; inafanywa kulingana na utawala wa pembetatu au parallelogram.

Katika takwimu 1 R=0, kwa sababu .

Ili kuongeza vekta mbili, mwanzo wa pili hutumiwa hadi mwisho wa vector ya kwanza na mwanzo wa kwanza umeunganishwa hadi mwisho wa pili. (udanganyifu kwenye ubao na mishale yenye msingi wa polyethilini). Vector hii ni matokeo ya nguvu zote zinazotumiwa kwa mwili, i.e. R \u003d F 1 - F 2 \u003d 0

Je, mtu anawezaje kuunda sheria ya kwanza ya Newton kulingana na ufafanuzi wa nguvu inayotokana? Muundo unaojulikana wa sheria ya kwanza ya Newton:

"Ikiwa miili mingine haifanyi kazi kwa mwili fulani au vitendo vya miili mingine hulipwa (sawa), basi mwili huu unapumzika au unasonga kwa mstari ulionyooka na kwa usawa."

Mpya uundaji wa sheria ya Newton's I (toa uundaji wa sheria ya Newton ya I kwa rekodi):

"Ikiwa matokeo ya nguvu zinazotumika kwa mwili ni sifuri, basi mwili huhifadhi hali yake ya kupumzika au mwendo sawa wa mstatili."

Jinsi ya kuendelea wakati wa kupata matokeo, ikiwa nguvu zinazotumiwa kwa mwili zinaelekezwa kwa mwelekeo mmoja pamoja na mstari mmoja wa moja kwa moja?

Jukumu #1 (suluhisho la tatizo No. 108 na Grigory Oster kutoka kwenye kitabu cha tatizo "Fizikia").

Babu, akishikilia turnip, huendeleza nguvu ya kuvuta hadi 600 N, bibi - hadi 100 N, mjukuu - hadi 50 N, Mdudu - hadi 30 N, paka - hadi 10 N na panya. - hadi 2 N. Je, ni matokeo gani ya nguvu hizi zote, zinazoonyesha mstari sawa sawa katika mwelekeo sawa? Je, kampuni hii inaweza kushughulikia turnip bila panya ikiwa nguvu zinazoshikilia turnip ardhini ni 791 N?

(Udanganyifu kwenye ubao na mishale yenye msingi wa polyethilini).

Jibu. Moduli ya nguvu ya matokeo, sawa na jumla ya moduli za nguvu ambazo babu huchota turnip, bibi huvuta babu, mjukuu huvuta bibi, Mdudu huvuta mjukuu, paka huvuta Mdudu, na panya huvuta paka, itakuwa sawa na 792 N. Mchango wa nguvu ya misuli ya panya kwa msukumo huu mkubwa ni 2 N. Bila Newtons ya Myshkin, mambo hayatafanya kazi.

Nambari ya kazi 2.

Na ikiwa nguvu zinazofanya kazi kwenye mwili zinaelekezwa kwa pembe za kulia kwa kila mmoja? (Udanganyifu kwenye ubao na mishale yenye msingi wa polyethilini).

(Tunaandika sheria p. 104 Shatalov "Maelezo ya Msaada").

Nambari ya kazi 3.

Wacha tujaribu kujua ikiwa I.A. yuko sawa kwenye hadithi. Krylov.

Ikiwa tunadhani kwamba nguvu ya kuvuta ya wanyama watatu walioelezwa katika hadithi ni sawa na kulinganishwa (au zaidi) na uzito wa gari, na pia inazidi nguvu ya msuguano tuli, basi, kwa kutumia Kielelezo 2 (1) kwa Tatizo la 3. , baada ya kutengeneza matokeo, tunapata hiyo Na .LAKINI. Krylov, bila shaka, ni sawa.

Ikiwa tunatumia data iliyo hapa chini, iliyotayarishwa na wanafunzi mapema, basi tunapata matokeo tofauti kidogo (angalia Mchoro 2 (1) wa kazi ya 3).

Nguvu zinazotengenezwa na miili wakati wa mwendo wa rectilinear sare, ambayo inawezekana wakati nguvu ya traction na nguvu ya upinzani ni sawa, inaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula ifuatayo.