Mõelge auto liikumisele. Näiteks kui auto läbib iga veerandtunniga (15 minutiga) 15 km, iga poole tunniga (30 minutiga) 30 km ja iga tunniga 60 km, siis loetakse, et see liigub ühtlaselt.

Ebaühtlane liikumine.

Kui keha läbib mis tahes võrdse aja jooksul võrdse vahemaa, loetakse tema liikumine ühtlaseks.

Ühtlane liikumine on väga haruldane. Maa tiirleb peaaegu ühtlaselt ümber Päikese, aasta jooksul teeb Maa ühe tiiru ümber Päikese.

Peaaegu kunagi ei suuda autojuht säilitada ühtlast liikumist – erinevatel põhjustel on vaja sõitu kiirendada või aeglustada. Kella osutite liikumine (minutid ja tunnid) näib olevat ühtlane, mida on sekundiosuti liikumist jälgides lihtne kontrollida. Ta liigub ja siis peatub. Ülejäänud kaks noolt liiguvad täpselt samamoodi, ainult aeglaselt ja seetõttu pole nende tõmblused nähtavad. Üksteise pihta põrkuvad gaasimolekulid peatuvad mõneks ajaks, seejärel kiirendavad uuesti. Järgmiste kokkupõrgete ajal, juba teiste molekulidega, aeglustavad nad taas oma liikumist ruumis.

Need kõik on näited ebaühtlasest liikumisest. Nii liigub rong, eemaldudes jaamast, möödudes samade intervallidega üha enam ja rohkemat teed pidi. Suusataja või uisutaja läbib võistlustel erinevatel aegadel võrdseid radu. Nii liiguvad õhkutõusev lennuk, avanev uks, langev lumehelves.

Kui keha läbib võrdse aja jooksul erinevaid teid, nimetatakse selle liikumist ebaühtlaseks.

Ebaühtlast liikumist saab katseliselt jälgida. Joonisel on kujutatud tilgutiga käru, millest korrapäraste ajavahemike järel langevad tilgad. Kui käru liigub sellele mõjuva koormuse mõjul, näeme, et tilkade jälgede vahelised kaugused ei ole samad. Ja see tähendab, et samade ajavahemike jooksul liigub käru erinevaid teid.

Kiirus. Kiirusühikud.

Me ütleme sageli, et mõned kehad liiguvad kiiremini, teised aeglasemalt. Näiteks turist kõnnib mööda kiirteed, auto kihutab, lennuk lendab õhus. Oletame, et nad kõik liiguvad ühtlaselt, kuid nende kehade liikumine on siiski erinev.

Auto on kiirem kui jalakäija ja lennuk on kiirem kui auto. Füüsikas nimetatakse liikumiskiirust iseloomustavat suurust kiiruseks.

Oletame, et turist läbib 5 km 1 tunniga, auto 90 km ja lennuki kiirus on 850 km tunnis.

Kiirus keha ühtlase liikumisega näitab, millise vahemaa on keha ajaühikus läbinud.

Seega, kasutades kiiruse mõistet, võime nüüd öelda, et turist, auto ja lennuk liiguvad erineva kiirusega.

Ühtlase liikumise korral jääb keha kiirus konstantseks.

Kui jalgrattur läbib 5 s vahemaa, mis on võrdne 25 m, on tema kiirus 25 m/5 s = 5 m/s.

Kiiruse määramiseks ühtlasel liikumisel on vaja keha teatud aja jooksul läbitud tee jagada selle ajaperioodiga:

kiirus = tee/aeg.

Kiirust tähistatakse tähega v, tee on s, aeg on t. Kiiruse leidmise valem näeb välja järgmine:

Keha kiirus ühtlasel liikumisel on suurus võrdne suhtega tee aega, milleks see tee on läbitud.

Rahvusvahelises süsteemis (SI) mõõdetakse kiirust meetrites sekundis (m/s).

See tähendab, et kiiruse ühik on sellise ühtlase liikumise kiirus, mille käigus keha läbib ühe sekundiga vahemaa, mis võrdub 1 meetriga.

Keha kiirust saab mõõta ka kilomeetrites tunnis (km/h), kilomeetrites sekundis (km/s), sentimeetrites sekundis (cm/s).

Näide. Ühtlaselt liikuv rong läbib 108 km distantsi 2 tunniga. Arvutage rongi kiirus.

Niisiis, s = 108 km; t = 2 h; v=?

Lahendus. v = s/t, v = 108 km/2 h = 54 km/h. Lihtsalt ja lihtsalt.

Nüüd väljendame rongi kiirust SI-ühikutes, st teisendame kilomeetrid meetriteks ja tunnid sekunditeks:

54 km/h = 54000 m/ 3600 s = 15m/s.

Vastus: v = 54 km/h või 15 m/s.

Seega kiiruse arvväärtus oleneb valitud ühikust.

Kiirusel on lisaks arvväärtusele ka suund.

Näiteks kui soovite määrata, kus lennuk asub 2 tunni pärast, stardib Vladivostokist, siis peate määrama mitte ainult selle kiiruse väärtuse, vaid ka sihtkoha, s.t. tema suunda. Väärtusi, millel on lisaks arvväärtusele (moodulile) ka suund, nimetatakse vektoriks.

Kiirus on vektorfüüsikaline suurus.

Kõik vektorsuurused on tähistatud vastavate tähtedega noolega. Näiteks kiirust tähistatakse sümboliga v noolega ja kiirusmoodulit sama tähega, kuid ilma nooleta v.

Mõnel füüsikalisel suurusel pole suunda. Neid iseloomustab ainult arvväärtus. Need on aeg, maht, pikkus jne. Need on skalaarsed.

Kui keha liikumise ajal muutub selle kiirus ühelt teelõigult teisele, siis on selline liikumine ebaühtlane. Keha ebaühtlase liikumise iseloomustamiseks võetakse kasutusele keskmise kiiruse mõiste.

Näiteks Moskvast Peterburi suunduv rong sõidab kiirusega 80 km/h. Mis kiirust sa silmas pead? Rongi kiirus peatustes on ju null, pärast peatumist see suureneb ja enne peatumist väheneb.

Sel juhul liigub rong ebaühtlaselt, mis tähendab, et 80 km/h võrdne kiirus on rongi keskmine kiirus.

Seda määratletakse samamoodi nagu kiirust ühtlasel liikumisel.

Teha kindlaks keskmine kiirus ebaühtlase liikumisega kehad, on vaja kogu läbitud vahemaa jagada kogu liikumisajaga:

Tuleb meeles pidada, et ainult ühtlase liikumise korral on suhe s / t mis tahes aja jooksul konstantne.

Keha ebaühtlase liikumise korral iseloomustab keskmine kiirus keha liikumist kogu aja jooksul. See ei selgita, kuidas keha selle intervalli erinevatel aegadel liikus.

Tabelis 1 on toodud mõnede kehade keskmised liikumiskiirused.

Tabel 1

Mõnede kehade keskmised liikumiskiirused, heli, raadiolainete ja valguse kiirus.

Liikumistee ja aja arvutamine.

Kui ühtlaseks liikumiseks on teada keha kiirus ja aeg, siis saab leida selle läbitud tee.

Kuna v = s/t, määratakse tee valemiga

Keha ühtlasel liikumisel läbitava teekonna määramiseks on vaja keha kiirust selle liikumise ajaga korrutada.

Nüüd, teades, et s = vt, saame leida aja, mille jooksul keha liikus, s.t.

Ebaühtlase liikumise aja määramiseks on vaja keha läbitud tee jagada selle liikumiskiirusega.

Kui keha liigub ebaühtlaselt, siis, teades selle keskmist liikumiskiirust ja aega, mille jooksul see liikumine toimub, leiavad nad tee:

Selle valemi abil saate määrata keha ebaühtlase liikumise aja:

Inerts.

Vaatlused ja katsed näitavad, et keha kiirus ei saa iseenesest muutuda.

Kärudega töökogemus. Inerts.

Jalgpallipall lebab väljakul. Jalgpallur paneb ta jalalöögiga liikuma. Kuid pall ise ei muuda oma kiirust ega hakka liikuma enne, kui teised kehad sellele reageerivad. Püssi torusse torgatud kuul ei lenda välja enne, kui pulbergaasid selle välja suruvad.

Seega ei ole nii kuulil kui ka kuulil oma kiirust enne, kui teised kehad neile mõjuvad.

Maapinnal veerev jalgpallipall peatub maapinna hõõrdumise tõttu.

Keha vähendab kiirust ja peatub mitte iseenesest, vaid teiste kehade mõjul. Teise keha toimel toimub ka kiiruse suunamuutus.

Tennisepall muudab suunda pärast reketi löömist. Suuna muudab ka litter pärast hokikepi tabamist. Gaasi molekuli liikumissuund muutub, kui see tabab teist molekuli või anuma seinu.

Tähendab, keha kiiruse (suuruse ja suuna) muutus toimub teise keha mõjul sellele.

Teeme katse. Asetame tahvli lauale viltu. Valage lauale, laua otsast veidi eemal, liivamägi. Asetage käru kaldlauale. Kaldlaualt alla veerenud käru peatub kiiresti vastu liiva. Käru kiirus väheneb väga kiiresti. Tema liikumine on ebaühtlane.

Tasandame liiva ja vabastame käru uuesti eelmisest kõrgusest. Käru läbib nüüd enne peatumist laual pikema vahemaa. Selle kiirus muutub aeglasemalt ja liikumine muutub ühtlasemaks.

Kui eemaldate liiva käru teelt täielikult, takistab selle liikumist ainult laua hõõrdumine. Käru peatuseni on veelgi aeglasem ja sõidab rohkem kui esimesel ja teisel korral.

Seega, mida väiksem on teise keha mõju kärule, seda kauem säilib selle liikumiskiirus ja seda lähemal on see ühtlusele.

Kuidas keha liigub, kui teised kehad sellele üldse ei mõju? Kuidas saab seda kogemuse põhjal kindlaks teha? Põhjalikud katsed kehade liikumise uurimisel viis esmalt läbi G. Galileo. Need võimaldasid kindlaks teha, et kui kehale ei mõju ükski teine ​​keha, siis see on kas puhkeasendis või liigub Maa suhtes sirgjooneliselt ja ühtlaselt.

Keha kiiruse säilitamise nähtust teiste kehadele mõjuvate kehade puudumisel nimetatakse inerts.

Inerts- ladina keelest inerts- liikumatus, tegevusetus.

Seega nimetatakse keha liikumist teise keha mõju puudumisel inertsiks.

Näiteks relvast välja lastud kuul oleks lennanud oma kiirust säilitades, kui sellele poleks mõjunud teine ​​keha - õhk (õigemini selles olevad gaasimolekulid.). Selle tulemusena väheneb kuuli kiirus. Pedaalimise lõpetanud jalgrattur jätkab liikumist. Ta suudaks oma liikumiskiirust säilitada, kui hõõrdejõud talle ei mõjuks.

Niisiis, Kui kehale ei mõju ükski teine ​​keha, siis see liigub ühtlase kiirusega.

Telefoni suhtlus.

Tead juba, et ebaühtlase liikumise korral muutub keha kiirus ajas. Keha kiiruse muutus toimub teise keha toimel.

Kärudega töökogemus. Kärud liiguvad laua suhtes.

Teeme katse. Kinnitame käru külge elastse plaadi. Seejärel painutage see ja siduge see niidiga. Käru on laua suhtes puhkeasendis. Kas käru liigub elastse plaadi sirgendamise korral?

Selleks lõigake niit. Plaat sirgub välja. Käru jääb samasse kohta.

Seejärel paneme painutatud plaadi lähedale teise sarnase käru. Põletame niidi uuesti. Pärast seda hakkavad mõlemad kärud laua suhtes liikuma. Nad liiguvad eri suundades.

Vankri kiiruse muutmiseks oli vaja teist kere. Kogemus on näidanud, et keha kiirus muutub ainult teise keha (teise vankri) mõjul sellele. Oma kogemuse põhjal täheldasime, et ka teine ​​käru hakkas liikuma. Mõlemad hakkasid laua suhtes liikuma.

Paadi kogemus. Mõlemad paadid liiguvad.

kärud üksteise peale tegutsema st nad suhtlevad. See tähendab, et ühe keha mõju teisele ei saa olla ühepoolne, mõlemad kehad toimivad teineteisele ehk interakteeruvad.

Oleme käsitlenud kahe keha vastastikmõju kõige lihtsamat juhtumit. Mõlemad kehad (kärud) olid enne suhtlemist üksteise ja laua suhtes puhkeasendis.

Paadi kogemus. Paat väljub hüppe vastassuunas.

Näiteks oli kuul enne tulistamist ka relva suhtes paigal. Suheldes (laskmise ajal) liiguvad kuul ja relv eri suundades. Selgub nähtus - naaseb.

Kui paadis istuv inimene lükkab teise paadi endast eemale, siis tekib interaktsioon. Mõlemad paadid liiguvad.

Kui inimene hüppab paadist kaldale, siis paat liigub hüppe vastassuunas. Mees mõjutas paati. Paat omakorda mõjub inimesele. Ta omandab kiiruse, mis on suunatud kalda poole.

Niisiis, vastastikmõju tulemusena võivad mõlemad kehad muuta oma kiirust.

Kehamass. Massiühik.

Kui kaks keha interakteeruvad, muutuvad esimese ja teise keha kiirused alati.

Kärudega töökogemus. Üks on suurem kui teine.

Üks keha omandab pärast interaktsiooni kiiruse, mis võib oluliselt erineda teise keha kiirusest. Näiteks pärast vibulaskmist on noole kiirus palju suurem kui kiirus, mille vibu nöör omandab pärast interaktsiooni.

Miks see juhtub? Teeme lõigus 18 kirjeldatud katse. Alles nüüd võtame erineva suurusega kärud. Pärast keerme läbipõlemist liiguvad pöördvankrid erineva kiirusega. Kutsutakse käru, mis liigub pärast interaktsiooni aeglasemalt massiivsem. Tal on rohkem kaal. Käru, mis pärast interaktsiooni liigub suurema kiirusega, on väiksema massiga. See tähendab, et kärudel on erinev mass.

Mõõta saab kiirusi, mille kärud interaktsiooni tulemusena omandasid. Neid kiirusi kasutatakse interakteeruvate kärude masside võrdlemiseks.

Näide. Vankrite kiirused enne interaktsiooni on võrdsed nulliga. Pärast interaktsiooni võrdus ühe vankri kiirus 10 m/s ja teise 20 m/s. Alates teise käru saavutatud kiirusest, 2 korda suurem kui esimese vankri mass, siis on selle mass 2 korda väiksem kui esimese vankri mass.

Kui pärast interaktsiooni on algselt seisvate kärude kiirused samad, siis on nende massid samad. Nii et joonisel 42 näidatud katses liiguvad vankrid pärast interaktsiooni üksteisest võrdse kiirusega. Seetõttu oli nende mass sama. Kui pärast vastastikmõju omandasid kehad erineva kiiruse, siis nende massid on erinevad.

Kilogrammi rahvusvaheline standard. Pildil: USA kilogrammi norm.

Mitu korda on esimese keha kiirus suurem (väiksem) teise keha kiirusest, nii mitu korda on esimese keha mass väiksem (suurem) teise keha massist.

Kuidas vähem muutusi keha kiiruses suhtlemisel, seda suurem on selle mass. Sellist keha nimetatakse inertsem.

Ja vastupidi kui rohkem keha kiiruse muutusi suhtlemisel, mida väiksem on tal mass, seda vähem seda inertselt.

See tähendab, et kõiki kehasid iseloomustab omadus interaktsiooni käigus oma kiirust erineval viisil muuta. Seda omadust nimetatakse inerts.

Keha mass on füüsikaline suurus, mis iseloomustab selle inertsust.

Peaksite teadma, et iga keha: Maa, inimene, raamat jne. - omab massi.

Massi tähistatakse tähega m. SI massiühik on kilogramm ( 1 kg).

Kilogramm on standardi mass. Standard on valmistatud kahe metalli sulamist: plaatina ja iriidiumi. Kilogrammi rahvusvahelist standardit hoitakse Sevresis (Pariisi lähedal). Rahvusvahelisest standardist tehti üle 40 täpse koopia, mis saadeti aadressile erinevad riigid. Üks rahvusvahelise standardi eksemplaridest asub meie riigis, Metroloogia Instituudis. D. I. Mendelejev Peterburis.

Praktikas kasutatakse ka muid massiühikuid: tonn (T), grammi (G), milligramm (mg).

1 t	= 1000 kg (10 3 kg)	1 g	= 0,001 kg (10–3 kg)
1 kg	= 1000 g (10 3 g)	1 mg	= 0,001 g (10–3 g)
1 kg	= 1 000 000 mg (10 6 mg)	1 mg	= 0,000001 kg (10–6 kg)

Tulevikus füüsikat õppides avaneb massi mõiste sügavamalt.

Kehakaalu mõõtmine kaaludel.

Kehakaalu mõõtmiseks võib kasutada punktis 19 kirjeldatud meetodit.

Hariduskaalud.

Võrreldes kehade vastasmõju ajal saavutatud kiirusi, määrake, mitu korda on ühe keha mass suurem (või väiksem) teise keha massist. Sel viisil on võimalik mõõta keha massi, kui on teada ühe vastasmõjus oleva keha mass. Nii defineeritakse teaduses massid taevakehad samuti molekulid ja aatomid.

Praktikas saab kehakaalu mõõta kaalude abil. Kaalud on erinevat tüüpi: hariduslikud, meditsiinilised, analüütilised, farmaatsia-, elektroonilised jne.

Spetsiaalne raskuste komplekt.

Kaaluge treeningskaalasid. Selliste kaalude põhiosa on jalas. Klapi keskele on kinnitatud nool – osuti, mis liigub paremale või vasakule. Tassid riputatakse nookuri otstesse. Millistel tingimustel on kaalud tasakaalus?

Asetame katses kasutatud kärud kaalukausile (vt § 18). kuna interaktsiooni käigus omandasid vankrid samad kiirused, saime teada, et nende mass on sama. Seetõttu on kaalud tasakaalus. See tähendab, et kaaludel lamavate kehade massid on omavahel võrdsed.

Nüüd asetame ühele kaalukausile keha, mille mass tuleb leida. Teisele paneme raskusi, mille massid on teada, kuni kaalud on tasakaalus. Seetõttu on kaalutud keha mass võrdne raskuste kogumassiga.

Kaalumisel kasutatakse spetsiaalset raskuste komplekti.

Erinevad kaalud on mõeldud erinevate kehade, nii väga raskete kui ka väga kergete, kaalumiseks. Nii saab näiteks vagunikaalude abil määrata vaguni massi 50 tonnist kuni 150 tonnini.Analüütilise kaalu abil saab leida sääse massi, mis on võrdne 1 mg-ga.

Aine tihedus.

Kaaluge kaks võrdse mahuga silindrit. Üks on alumiiniumist ja teine ​​pliist.

Meid ümbritsevad kehad koosnevad erinevatest ainetest: puidust, rauast, kummist jne.

Iga keha mass ei sõltu ainult selle suurusest, vaid ka sellest, millisest ainest see koosneb. Seetõttu on samade ruumaladega, kuid erinevatest ainetest koosnevatel kehadel erinev mass.

Teeme selle katse. Kaaluge kaks sama mahuga, kuid erinevatest ainetest koosnevat silindrit. Näiteks üks on alumiinium, teine ​​plii. Kogemused näitavad, et alumiiniumi mass on pliist väiksem, st alumiinium on pliist kergem.

Samas on erinevatest ainetest koosnevatel sama massiga kehadel erinev ruumala.

1 tonni kaaluv raudtala võtab enda alla 0,13 kuupmeetrit. Ja 1 tonni kaaluva jää maht on 1,1 kuupmeetrit.

Niisiis, 1 t massiga raudvarras mahutab 0,13 m 3 ja jää sama massiga 1 t - 1,1 m 3. Jää maht on peaaegu 9 korda suurem kui raudkangi maht. Seda seetõttu, et erinevatel ainetel võib olla erinev tihedus.

Sellest järeldub, et erinevatest ainetest koosnevatel kehadel, mille igaühe maht on näiteks 1 m 3, on erinev mass. Võtame näite. 1 m 3 mahuga alumiiniumi mass on 2700 kg, sama mahu plii mass on 11 300 kg. See tähendab, et sama mahuga (1 m 3) on plii mass, mis ületab alumiiniumi massi umbes 4 korda.

Tihedus näitab, milline on aine mass teatud mahus.

Kuidas leida aine tihedust?

Näide. Marmorist plaadi maht on 2m 3 ja selle mass on 5400 kg. On vaja määrata marmori tihedus.

Niisiis, me teame, et 2 m 3 suuruse marmori mass on 5400 kg. See tähendab, et 1 m 3 marmori mass on 2 korda väiksem. Meie puhul - 2700 kg (5400: 2 = 2700). Seega on marmori tihedus 2700 kg 1 m 3 kohta.

Seega, kui on teada keha mass ja maht, saab määrata ka tiheduse.

Aine tiheduse leidmiseks on vaja keha mass jagada selle mahuga.

Tihedus on füüsikaline suurus, mis võrdub keha massi ja ruumala suhtega:

tihedus = mass/ruumala.

Selles avaldises sisalduvad suurused tähistame tähtedega: aine tihedus - ρ (kreeka täht "ro"), keha mass - m, selle maht - V. Seejärel saame tiheduse arvutamise valemi:

Aine tiheduse SI-ühik on kilogramm per kuupmeeter(1 kg / m 3).

Aine tihedust väljendatakse sageli grammides kuupsentimeetri kohta (1g/cm3).

Kui aine tihedust väljendatakse ühikutes kg / m 3, saab selle teisendada g / cm 3 -ks järgmiselt.

Näide. Hõbeda tihedus on 10 500 kg/m 3 . Väljendage seda g / cm3.

10 500 kg \u003d 10 500 000 g (või 10,5 * 10 6 g),

1 m3 \u003d 1 000 000 cm 3 (või 10 6 cm 3).

Siis ρ \u003d 10 500 kg / m 3 \u003d 10,5 * 10 6 / 10 6 g / cm 3 \u003d 10,5 g / cm 3.

Tuleb meeles pidada, et sama aine tihedus tahkes, vedelas ja gaasilises olekus on erinev. Seega on jää tihedus 900 kg / m 3, vesi 1000 kg / m 3 ja veeaur - 0,590 kg / m 3. Kuigi kõik need on sama aine – vee – olekud.

Allpool on mõnede tahkete ainete, vedelike ja gaaside tiheduste tabelid.

tabel 2

Mõnede tahkete ainete tihedus (standardrõhul, t = 20 °C)

Tahke	ρ, kg/m3	ρ, g/cm3	Tahke	ρ, kg/m3	ρ, g/cm3
Osmium	22 600	22,6	Marmor	2700	2,7
Iriidium	22 400	22,4	Aknaklaas	2500	2,5
Plaatina	21 500	21,5	Portselan	2300	2,3
Kuldne	19 300	19,3	Betoon	2300	2,3
Plii	11 300	11,3	Telliskivi	1800	1,8
Hõbedane	10 500	10,5	Rafineeritud suhkur	1600	1,6
Vask	8900	8,9	pleksiklaasist	1200	1,2
Messing	8500	8,5	Kapron	1100	1,1
Teras, raud	7800	7,8	Polüetüleen	920	0,92
Tina	7300	7,3	Parafiin	900	0,90
Tsink	7100	7,2	Jää	900	0,90
Malm	7000	7	tamm (kuiv)	700	0,70
Korund	4000	4	Mänd (kuiv)	400	0,40
Alumiiniumist	2700	2,7	Kork	240	0,24

Tabel 3

Mõnede vedelike tihedus (standardrõhul t=20 °C)

Tabel 4

Mõnede gaaside tihedus (standardrõhul t=20 °C)

Massi ja ruumala arvutamine selle tiheduse järgi.

Ainete tiheduse teadmine on erinevatel praktilistel eesmärkidel väga oluline. Masina projekteerimisel saab insener materjali tiheduse ja mahu järgi eelnevalt välja arvutada tulevase masina massi. Ehitaja saab määrata, milline on ehitatava hoone mass.

Seega, teades aine tihedust ja keha mahtu, saab alati määrata selle massi.

Kuna aine tiheduse saab leida valemiga ρ = m/V, siis siit leiab massi st.

m = ρV.

Keha massi arvutamiseks, kui selle maht ja tihedus on teada, on vaja tihedus korrutada ruumalaga.

Näide. Määrake terasosa mass, maht on 120 cm 3.

Vastavalt tabelile 2 leiame, et terase tihedus on 7,8 g/cm 3 . Kirjutame üles probleemi seisukorra ja lahendame selle.

Antud:

V \u003d 120 cm 3;

ρ \u003d 7,8 g / cm 3;

Lahendus:

m \u003d 120 cm 3 7,8 g / cm 3 \u003d 936 g.

Vastus: m= 936

Kui on teada keha mass ja selle tihedus, siis saab keha ruumala väljendada valemist m = ρV, st. kehamaht on:

V = m/ρ.

Keha ruumala arvutamiseks, kui selle mass ja tihedus on teada, on vaja mass jagada tihedusega.

Näide. Pudelit täitva päevalilleõli mass on 930 g Määrake pudeli maht.

Tabeli 3 järgi leiame, et päevalilleõli tihedus on 0,93 g/cm 3 .

Kirjutame üles probleemi seisukorra ja lahendame selle.

Arvestades:

ρ \u003d 0,93 g / cm3

Lahendus:

V \u003d 930 / 0,93 g / cm 3 \u003d 1000 cm 3 \u003d 1l.

Vastus: V= 1 l.

Helitugevuse määramiseks kasutatakse reeglina valemit juhtudel, kui mahtu on lihtsate mõõtmiste abil raske leida.

Jõud.

Igaüks meist kohtab pidevalt erinevaid kehade üksteisele mõjumise juhtumeid. Interaktsiooni tulemusena muutub keha liikumiskiirus. Te juba teate, et mida rohkem muutub keha kiirus, seda vähem on tema mass. Vaatame selle tõestuseks mõnda näidet.

Käru käega lükates saame selle liikuma panna. Käru kiirus muutub inimkäe toimel.

Vette kastetud korgil lebavat rauatükki tõmbab ligi magnet. Rauatükk ja kork muudavad magneti mõjul kiirust.

Käega vedrule mõjudes saate selle kokku suruda. Esiteks hakkab vedru ots liikuma. Seejärel kantakse liikumine üle selle ülejäänud osadele. Kokkusurutud vedru võib sirgendatuna näiteks kuuli liikuma panna.

Kui vedru kokku suruda, oli tegutsevaks kehaks inimese käsi. Kui vedru on välja sirutatud, on toimivaks kehaks vedru ise. See paneb palli liikuma.

Reketi või käega saab lendava palli peatada või selle suunda muuta.

Kõigis toodud näidetes hakkab üks keha teise keha toimel liikuma, peatub või muudab oma liikumissuunda.

Seega Keha kiirus muutub, kui see suhtleb teiste kehadega.

Tihti pole märgitud, milline keha ja kuidas ta sellele kehale mõjus. See lihtsalt ütleb seda kehale mõjuv või sellele rakendatav jõud. Nii et jõudu võib arvestada kiiruse muutumise põhjuseks.

Käru käega lükates saame selle liikuma panna.

Katsetage rauatüki ja magnetiga.

Kevadine kogemus. Panime palli liikuma.

Kogemused reketi ja lendava palliga.

Kehale mõjuv jõud ei saa muuta ainult selle keha, vaid ka üksikute osade kiirust.

Tugedel lamav laud vajub alla, kui sellel istub.

Näiteks kui vajutate sõrmedega kustutuskummile või plastiliinitükile, tõmbub see kokku ja muudab oma kuju. Seda nimetatakse deformatsioon.

Deformatsioon on igasugune keha kuju ja suuruse muutus.

Võtame teise näite. Tugedel lamav laud vajub alla, kui sellel istub inimene või mõni muu koormus. Tahvli keskosa liigub servadest kaugemale.

Jõu mõjul võib erinevate kehade kiirus samal ajal muutuda ühtemoodi. Selleks on vaja neile kehadele rakendada erinevaid jõude.

Seega on veoki käivitamiseks vaja rohkem võimsust kui sõiduautol. See tähendab, et jõu arvväärtus võib olla erinev: suurem või väiksem. Mis on tugevus?

Jõud on kehade vastasmõju mõõt.

Jõud on füüsiline suurus, mis tähendab, et seda saab mõõta.

Joonisel kuvatakse jõud sirgjoonelise segmendina, mille lõpus on nool.

Tugevus, nagu kiirus, on vektori suurus . Seda iseloomustab mitte ainult arvväärtus, vaid ka suund. Jõudu tähistatakse F-tähega noolega (nagu mäletame, näitab nool suunda) ja selle moodul on samuti täht F, kuid ilma nooleta.

Jõust rääkides on oluline märkida, millisele kehapunktile mõjuv jõud rakendub.

Joonisel on jõud kujutatud sirgjoonelise segmendina, mille lõpus on nool. Lõigu algus – punkt A on jõu rakendamise punkt. Lõigu pikkus tähistab tinglikult jõumoodulit teatud skaalal.

Niisiis, Kehale mõjuva jõu tulemus sõltub selle moodulist, suunast ja rakenduspunktist.

Atraktiivsuse fenomen. Gravitatsioon.

Laskem kivi käest lahti – see kukub maapinnale.

Kui vabastate kivi oma käte vahelt, kukub see maapinnale. Sama juhtub iga teise kehaga. Kui pall visata horisontaalsuunas, ei lenda see otse ja ühtlaselt. Selle trajektoor on kõverjoon.

Kivi lendab kõverjooneliselt.

Maa tehissatelliit ei lenda samuti sirgjooneliselt, ta lendab ümber Maa.

Kunstlik satelliit liigub ümber Maa.

Mis on vaadeldud nähtuste põhjus? Ja siin on mis. Nendele kehadele mõjub jõud – Maa külgetõmbejõud. Maa külgetõmbe tõttu langevad kehad, tõusevad Maast kõrgemale ja langevad seejärel alla. Ja ka selle külgetõmbe tõttu kõnnime maa peal ega lenda minema lõputusse Kosmosesse, kus pole õhku, mida hingata.

Puude lehed langevad maapinnale, sest maa tõmbab neid. Maa külgetõmbe tõttu voolab vesi jõgedes.

Maa tõmbab enda poole kõik kehad: majad, inimesed, Kuu, Päike, vesi meredes ja ookeanides jne. Kõik need kehad tõmbavad omakorda Maad.

Tõmbejõud ei eksisteeri ainult Maa ja loetletud kehade vahel. Kõik kehad tõmbavad üksteise poole. Kuu ja Maa tõmbavad teineteise poole. Maa külgetõmbejõud Kuule põhjustab vee mõõna ja voolu. Hiiglaslikud veemassid kerkivad ookeanides ja meredes kaks korda päevas paljudeks meetriteks. Te teate hästi, et Maa ja teised planeedid liiguvad ümber Päikese, olles nii selle kui ka üksteise külge tõmmatud.

Kõikide universumi kehade külgetõmbejõudu nimetatakse universaalseks gravitatsiooniks.

Inglise teadlane Isaac Newton oli esimene, kes tõestas ja kehtestas universaalse gravitatsiooni seaduse.

Selle seaduse järgi kehade vaheline tõmbejõud on seda suurem, mida suurem on nende kehade mass. Kehadevahelised tõmbejõud vähenevad, kui nendevaheline kaugus suureneb.

Kõigi Maal elavate inimeste jaoks on üks olulisemaid väärtusi Maa külgetõmbejõud.

Jõudu, millega Maa keha enda poole tõmbab, nimetatakse gravitatsiooniks.

Raskusjõudu tähistatakse tähega F, mille indeks on: Ftyazh. See on alati suunatud vertikaalselt alla.

Maakera on poolustelt veidi lapik, mistõttu poolustel asuvad kehad asuvad Maa keskpunktile veidi lähemal. Seetõttu on gravitatsioon poolusel veidi suurem kui ekvaatoril või muudel laiuskraadidel. Raskusjõud mäe tipus on mõnevõrra väiksem kui selle jalamil.

Raskusjõud on otseselt võrdeline antud keha massiga.

Kui võrrelda kahte erineva massiga keha, siis on suurema massiga keha raskem. Väiksema massiga keha on kergem.

Mitu korda on ühe keha mass suurem teise keha massist, sama mitu korda on esimesele kehale mõjuv gravitatsioonijõud suurem kui teisele kehale mõjuv raskusjõud. Kui kehade massid on ühesugused, siis on ka neile mõjuvad gravitatsioonijõud samad.

Elastne jõud. Hooke'i seadus.

Te juba teate, et gravitatsioon mõjutab kõiki kehasid Maal.

Ka laual lebavale raamatule mõjub gravitatsioon, kuid see ei kuku läbi laua, vaid on puhkeasendis. Riputame keha niidile. See ei kuku.

Hooke'i seadus. Kogemused.

Miks toetuvad kehad toele või ripuvad niidile? Ilmselt tasakaalustab gravitatsioonijõudu mingi muu jõud. Mis see jõud on ja kust see tuleb?

Teeme katse. Horisontaalselt asetseva plaadi keskele, mis asub tugedel, paneme raskuse. Raskusjõu mõjul hakkab raskus allapoole liikuma ja plaati painutama, s.t. plaat on deformeerunud. Sel juhul tekib jõud, millega plaat mõjub sellel asuvale kehale. Sellest kogemusest võime järeldada, et lisaks vertikaalselt allapoole suunatud raskusjõule mõjub raskusele veel üks jõud. See jõud on suunatud vertikaalselt ülespoole. Ta tasakaalustas gravitatsioonijõudu. Seda jõudu nimetatakse elastsusjõud.

Niisiis, jõudu, mis tekib kehas selle deformatsiooni tagajärjel ja kipub keha algsesse asendisse viima, nimetatakse elastsusjõuks.

Elastsusjõudu tähistatakse tähega F, mille indeks on Fupr.

Mida rohkem tugi (laud) paindub, seda suurem on elastsusjõud. Kui elastsusjõud võrdub kehale mõjuva gravitatsioonijõuga, siis tugi ja keha peatuvad.

Nüüd riputame keha niidi külge. Niit (vedrustus) on venitatud. Keermes (vedrustuses) ja ka toes tekib elastsusjõud. Kui vedrustust venitatakse, on elastsusjõud võrdne gravitatsioonijõuga, seejärel venitamine peatub. Elastsusjõud tekib ainult siis, kui kehad on deformeerunud. Kui keha deformatsioon kaob, siis kaob ka elastsusjõud.

Katsetage niidi külge riputatud kehaga.

Tekivad deformatsioonid erinevad tüübid: pinge, surve, nihke, painutamine ja vääne.

Oleme juba kohanud kahte tüüpi deformatsiooni - kokkusurumist ja painutamist. Neid ja teisi deformatsiooniliike õpid lähemalt keskkoolis.

Nüüd proovime välja selgitada, millest sõltub elastsusjõud.

Inglise teadlane Robert Hooke , Newtoni kaasaegne, tegi kindlaks, kuidas elastsusjõud sõltub deformatsioonist.

Kaaluge kogemusi. Võtke kumminöör. Kinnitame selle ühe otsa statiivi sisse. Nööri esialgne pikkus oli l 0 . Kui riputate raskusega tassi juhtme vabasse otsa, pikeneb juhe. Selle pikkus võrdub l-ga. Juhtmepikendust leiate järgmiselt:

Kui muuta tassil raskusi, siis muutub ka nööri pikkus, mis tähendab selle pikenemist Δl.

Kogemused on näidanud et keha pinge (või kokkusurumise) elastsusjõu moodul on otseselt võrdeline keha pikkuse muutumisega.

See on Hooke'i seadus. Hooke'i seadus on kirjutatud järgmiselt:

Fcontrol \u003d -kΔl,

Keha kaal on jõud, millega keha Maa külgetõmbe tõttu mõjub toele või vedrustusele.

kus Δl on keha pikenemine (selle pikkuse muutus), k on proportsionaalsustegur, mida nimetatakse jäikus.

Kere jäikus sõltub selle kujust ja mõõtmetest, samuti materjalist, millest see on valmistatud.

Hooke'i seadus kehtib ainult elastse deformatsiooni korral. Kui pärast keha deformeerivate jõudude lakkamist naaseb see algsesse asendisse, siis on deformatsioon elastne.

Hooke'i seaduse ja deformatsioonitüüpide kohta saate rohkem teada keskkoolis.

Kehakaal.

IN Igapäevane elu väga sageli kasutatakse mõistet "kaal". Proovime välja selgitada, mis see väärtus on. Katsetes, kui keha asetati toele, ei surutud kokku mitte ainult tugi, vaid ka keha, mida Maa tõmbas.

Deformeerunud, kokkusurutud keha surub toele jõuga, mida nimetatakse kehakaal . Kui keha riputatakse niidile, venitatakse mitte ainult niit, vaid ka keha ise.

Keha kaal on jõud, millega keha Maa külgetõmbe tõttu mõjub toele või vedrustusele.

Kehakaal on vektorfüüsiline suurus ja seda tähistatakse tähega P, mille kohal on nool, mis näitab paremale.

Siiski tuleks meeles pidada et kehale rakendub raskusjõud ja toele või vedrustusele raskus.

Kui keha ja tugi on liikumatud või liiguvad ühtlaselt ja sirgjooneliselt, siis keha kaal selle arvväärtuses võrdne tugevusega gravitatsioon, st.

P = Ft.

Tuleb meeles pidada, et gravitatsioon on keha ja Maa koosmõju tulemus.

Niisiis on keha kaal keha ja toe (vedrustuse) koosmõju tulemus. Seega deformeeruvad tugi (vedrustus) ja kere, mis toob kaasa elastse jõu ilmnemise.

Võimsuse ühikud. Raskusjõu ja kehamassi seos.

Te juba teate, et jõud on füüsiline suurus. Lisaks arvväärtusele (moodulile) on sellel suund ehk tegemist on vektorsuurusega.

Jõudu, nagu iga füüsikalist suurust, saab mõõta, võrreldes jõuga, mida võetakse ühikuna.

Ühikud füüsikalised kogused vali alati tingimuslikult. Seega võib mis tahes jõudu võtta jõuühikuna. Näiteks võite võtta jõuühikutena teatud pikkuseni venitatud vedru elastsusjõu. Jõu ühik on kehale mõjuv gravitatsioonijõud.

Kas sa tead seda jõudu põhjustab muutusi keha kiiruses. Sellepärast Jõuühikuks nimetatakse jõudu, mis muudab 1 kg kaaluva keha kiirust 1 m/s 1 sekundi jooksul.

Inglise füüsiku Newtoni auks on see üksus nimetatud newton (1 N). Sageli kasutatakse muid ühikuid kilonewtonit (kN), millinewtons (mN):

1 kN = 1000 N, 1 N = 0,001 kN.

Proovime määrata jõu suurust 1 N. On kindlaks tehtud, et 1 N on ligikaudu võrdne gravitatsioonijõuga, mis mõjub kehale massiga 1/10 kg või täpsemalt 1/9,8 kg (st. , umbes 102 g).

Tuleb meeles pidada, et kehale mõjuv gravitatsioonijõud sõltub geograafilisest laiuskraadist, millel keha asub. Maapinna kõrguse muutudes muutub gravitatsioonijõud.

Kui on teada, et jõu ühik on 1 N, siis kuidas arvutada mis tahes massiga kehale mõjuvat raskusjõudu?

On teada, et mitu korda on ühe keha mass suurem teise keha massist, sama mitu korda on esimesele kehale mõjuv gravitatsioonijõud suurem kui teisele kehale mõjuv raskusjõud. Seega, kui kehale massiga 1/9,8 kg mõjub raskusjõud, mis on võrdne 1 N, siis kehale massiga 2/9,8 kg mõjub raskusjõud, mis võrdub 2 N.

Kehal kaaluga 5 / 9,8 kg - gravitatsioon võrdne - 5 N, 5,5 / 9,8 kg - 5,5 N jne. Kehal kaaluga 9,8 / 9,8 kg - 9, 8 N.

Alates 9,8 / 9,8 kg \u003d 1 kg, siis mõjub kehale massiga 1 kg raskusjõud, mis on võrdne 9,8 N. 1 kg massiga kehale mõjuva gravitatsioonijõu väärtuse saab kirjutada järgmiselt: 9,8 N/kg.

Seega, kui 1 kg massiga kehale mõjub jõud 9,8 N, siis 2 kg massiga kehale mõjub 2 korda suurem jõud. See võrdub 19,6 N ja nii edasi.

Seega, mis tahes massiga kehale mõjuva gravitatsioonijõu määramiseks on vaja 9,8 N / kg korrutada selle keha massiga.

Kehakaalu väljendatakse kilogrammides. Siis saame selle:

Ft = 9,8 N/kg m.

Väärtust 9,8 N / kg tähistatakse tähega g ja gravitatsiooni valem on järgmine:

kus m on mass, nimetatakse g vabalangemise kiirendus. (Vaba langemise kiirenduse mõiste antakse 9. klassis.)

Probleemide lahendamisel, kus suurt täpsust pole vaja, ümardatakse g \u003d 9,8 N / kg kuni 10 N / kg.

Te juba teate, et P = Fstrand, kui keha ja tugi on paigal või liiguvad ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Seetõttu saab kehakaalu määrata järgmise valemiga:

Näide. Laual on 1,5 kg kaaluv teekann veega. Määrake gravitatsioonijõud ja veekeetja kaal. Näidake neid jõude joonisel 68.

Antud:

g ≈ 10 N/kg

Lahendus:

Fight \u003d P ≈ 10 N / kg 1,5 kg \u003d 15 N.

Vastus: Fstrand = P = 15 N.

Nüüd kujutame jõude graafiliselt. Valime skaala. Olgu 0,3 cm pikkuse lõiguga võrdne 3 N. Seejärel tuleb 1,5 cm pikkuse lõiguga tõmmata jõud 15 N..

Tuleb meeles pidada, et gravitatsioon mõjub kehale ja seetõttu rakendub see kehale endale. Raskus mõjub toele või vedrustusele, see tähendab, et see kantakse toele, meie puhul lauale.

Dünamomeeter.

Lihtsaim dünamomeeter.

Praktikas on sageli vaja mõõta jõudu, millega üks keha teisele mõjub. Jõu mõõtmiseks kasutatavat instrumenti nimetatakse dünamomeeter (kreeka keelest. dünamis- jõud, metroo- mõõta).

Dünamomeetrid on saadaval mitmesugustes seadmetes. Nende põhiosa on terasvedru, millele antakse sõltuvalt seadme otstarbest erinev kuju. Lihtsaima dünamomeetri seade põhineb mis tahes jõu võrdlusel vedru elastsusjõuga.

Kõige lihtsama dünamomeetri saab teha vedrust, millel on kaks plangule kinnitatud konksu. Vedru alumisse otsa kinnitatakse osuti ja tahvlile liimitakse pabeririba.

Märkige paberile kriipsuga kursori asukoht, kui vedru pole venitatud. See märk on nulljaotus.

Käsidünamomeeter - võimsusmõõtur.

Seejärel riputame konksu külge raskuse 1/9,8 kg, s.o 102 g. Sellele koormusele mõjub raskusjõud 1 N. Selle jõu (1 N) mõjul vedru venib, osuti läheb alla. Märgime selle uue asukoha paberile ja paneme numbri 1. Pärast seda riputame koorma massiga 204 g ja paneme märgiks 2. See tähendab, et selles asendis on vedru elastsusjõud 2 N. Pärast riputamist koorem massiga 306 g, märgime 3 ja t d.

Njuutoni kümnendiku rakendamiseks on vaja rakendada jagamisi - 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 jne. Selleks jagatakse iga täisarvu vahelised kaugused kümnega võrdsetes osades. Seda saab teha, arvestades, et vedru Fupr elastsusjõud suureneb sama mitu korda, kui suureneb selle pikenemine Δl. See tuleneb Hooke'i seadusest: Fupr \u003d kΔl, st keha elastsusjõud pinge ajal on otseselt võrdeline keha pikkuse muutumisega.

Veojõu dünamomeeter.

Gradueeritud vedru on lihtsaim dünamomeeter.

Dünamomeetri abil ei mõõdeta mitte ainult gravitatsiooni, vaid ka muid jõude, nagu elastsusjõud, hõõrdejõud jne.

Näiteks inimese erinevate lihasrühmade tugevuse mõõtmiseks, meditsiinilised dünamomeetrid.

Käe lihasjõu mõõtmiseks käe rusikasse pigistamisel käsiraamat dünamomeeter - võimsusmõõtur .

Kasutatakse ka elavhõbedat, hüdraulilisi, elektrilisi ja muid dünamomeetreid.

Viimasel ajal on laialdaselt kasutatud elektrilisi dünamomeetreid. Neil on andur, mis muudab deformatsiooni elektrisignaaliks.

Suurte jõudude mõõtmiseks, nagu näiteks traktorite, traktorite, vedurite, mere- ja jõepuksiiride veojõud veojõu dünamomeetrid . Nad suudavad mõõta jõudu kuni mitmekümne tuhande njuutonini.

Igal sellisel juhul on võimalik mitu kehale tegelikult rakendatavat jõudu asendada ühe jõuga, mis on oma toimelt samaväärne nende jõududega.

Jõud, mis avaldab kehale sama mõju kui mitmele korraga aktiivsed jõud, nimetatakse nende jõudude resultandiks.

Leidke nende kahe kehale ühel sirgjoonel ja ühes suunas mõjuva jõu resultant.

Pöördume kogemuse poole. Vedru külge riputame üksteise alla kaks raskust massiga 102 g ja 204 g, st kaaluga 1 N ja 2 N. Pange tähele vedru venitatud pikkust. Eemaldame need raskused ja asendame need ühe raskusega, mis venitab vedru sama pikkusega. Selle koorma kaal on 3 N.

Kogemused näitavad, et: piki ühte sirget samas suunas suunatud jõudude resultant ja selle moodul on võrdne komponentjõudude moodulite summaga.

Joonisel on kehale mõjuvate jõudude resultant tähistatud tähega R ning jõu liikmed tähtedega F 1 ja F 2. Sel juhul

Uurime nüüd, kuidas leida kehale piki üht sirget eri suundades mõjuva kahe jõu resultant. Kere on dünamomeetri laud. Paneme lauale 5 N raskuse, st. mõjuda sellele allapoole suunatud jõuga 5 N. Seome niidi laua külge ja toimime sellele ülespoole suunatud jõuga, mis on võrdne 2 N. Siis näitab dünamomeeter jõudu 3 N. See jõud on kahe jõu resultant: 5 N ja 2N.

Niisiis, kahe samal sirgel mõjuva jõu tulemus vastasküljed, on suunatud absoluutväärtuses suurema jõu poole ja selle moodul on võrdne komponentjõudude moodulite vahega(riis.):

Kui kehale rakendatakse kaks võrdset ja vastandlikku jõudu, on nende jõudude resultant null. Näiteks kui meie katses tõmmatakse otsa jõuga 5 N, siis seatakse dünamomeetri nõel nulli. Kahe jõu resultant on sel juhul null:

Mäest alla veerenud kelk peatub peagi.

Mäest alla veerenud kelk liigub mööda horisontaalset rada ebaühtlaselt, nende kiirus väheneb järk-järgult ja mõne aja pärast peatub. Üles jooksnud mees libiseb jääl uisuga, kuid ükskõik kui sile on jää, jääb mees siiski seisma. Jalgratas peatub ka siis, kui jalgrattur pedaalimise lõpetab. Teame, et selliste nähtuste põhjuseks on jõud. Sel juhul on see hõõrdejõud.

Kui üks keha puutub kokku teisega, tekib vastastikmõju, mis takistab nende suhtelist liikumist, mida nimetatakse hõõrdumine. Ja seda vastasmõju iseloomustavat jõudu nimetatakse hõõrdejõud.

Hõõrdejõud- see on teist tüüpi jõud, mis erineb varem käsitletud gravitatsiooni- ja elastsusjõududest.

Teine hõõrdumise põhjus on kontakteeruvate kehade molekulide vastastikune külgetõmme.

Hõõrdejõu tekkimine on peamiselt tingitud esimesest põhjusest, kui kehade pinnad on karedad. Aga kui pinnad on hästi poleeritud, siis nende kokkupuutel paiknevad osad nende molekulid üksteisele väga lähedal. Sel juhul hakkab märgatavalt avalduma külgetõmbejõud kontaktis olevate kehade molekulide vahel.

Kogemus kangi ja dünamomeetriga. Mõõdame hõõrdejõudu.

Hõõrdejõudu saab mitu korda vähendada, kui hõõrumispindade vahele määrdeainet sisestada. Määrdeainekiht eraldab hõõrduvate kehade pinnad. Sellisel juhul ei puutu kokku mitte kehade pinnad, vaid määrdeaine kihid. Määrimine on enamikul juhtudel vedel ja vedelate kihtide hõõrdumine on väiksem kui tahketel pindadel. Näiteks uiskudel on väike hõõrdumine jääl libisemisel seletatav ka määrdeaine toimega. Uiskude ja jää vahele tekib õhuke veekiht. Inseneritöös kasutatakse määrdeainetena laialdaselt erinevaid õlisid.

Kell libistadesüks keha teise pinnale, tekib hõõrdumine, mida nimetatakse libisev hõõrdumine. Näiteks tekib selline hõõrdumine kelkude ja suuskade liikumisel lumel.

Kui üks keha ei libise, vaid veereb teise pinnal, siis sel juhul tekkivat hõõrdumist nimetatakse veerehõõrdumine . Niisiis, kui vaguni rattad, auto liiguvad, kui palgid või tünnid maas veerevad, tekib veerehõõrdumine.

Hõõrdejõudu saab mõõta. Näiteks puidust ploki libisemishõõrdejõu mõõtmiseks laual või laual tuleb selle külge kinnitada dünamomeeter. Seejärel liigutage plokki ühtlaselt mööda lauda, ​​hoides dünamomeetrit horisontaalselt. Mida dünamomeeter näitab? Plokile mõjuvad horisontaalsuunas kaks jõudu. Üks jõud on dünamomeetri vedru elastsusjõud, mis on suunatud liikumissuunas. Teine jõud on liikumise vastu suunatud hõõrdejõud. Kuna plokk liigub ühtlaselt, tähendab see, et nende kahe jõu resultant on null. Seetõttu on need jõud mooduli poolest võrdsed, kuid suunalt vastupidised. Dünamomeeter näitab elastsusjõudu (tõmbejõudu), mis on moodulilt võrdne hõõrdejõuga.

Seega mõõtes jõudu, millega dünamomeeter mõjub kehale selle ühtlasel liikumisel, mõõdame hõõrdejõudu.

Kui raskus, näiteks raskus, asetatakse vardale ja hõõrdejõudu mõõdetakse ülalkirjeldatud meetodil, on see suurem kui koormuseta mõõdetud hõõrdejõud.

Mida suurem on jõud, mis surub keha pinnale, seda suurem on sellest tulenev hõõrdejõud.

Asetades puiduploki ümaratele pulkadele, saab mõõta veeremishõõrdejõudu. Selgub, et see on väiksem kui libisemishõõrdejõud.

Seega võrdsete koormuste korral on veerehõõrdejõud alati väiksem kui libisemishõõrdejõud . Seetõttu kasutati iidsetel aegadel suurte koormate vedamiseks rulle ja hiljem hakati ratast kasutama.

Puhkuse hõõrdumine.

Puhkuse hõõrdumine.

Tutvusime hõõrdejõuga, mis tekib ühe keha liikumisel teise pinnal. Kuid kas saab rääkida hõõrdejõust kokkupuutes olevate tahkete kehade vahel, kui nad on puhkeasendis?

Kui keha on kaldtasandil puhkeasendis, hoiab seda hõõrdumine sellel. Tõepoolest, kui hõõrdumist poleks, libiseks keha gravitatsiooni mõjul kaldtasapinnast alla. Mõelge juhtumile, kui keha puhkab horisontaaltasapinnal. Näiteks põrandal on riidekapp. Proovime seda liigutada. Kui kappi kergelt vajutada, siis see ei liigu oma kohalt. Miks? Toimivat jõudu tasakaalustab sel juhul põranda ja kapi jalgade vaheline hõõrdejõud. Kuna see jõud eksisteerib puhkeolekus olevate kehade vahel üksteise suhtes, nimetatakse seda jõudu staatiliseks hõõrdejõuks.

Looduses ja tehnoloogias on hõõrdumine suur tähtsus. Hõõrdumine võib olla kasulik ja kahjulik. Kui see on kasulik, püütakse seda suurendada, kui see on kahjulik - seda vähendada.

Ilma puhkehõõrdumiseta ei saaks inimesed ega loomad maapinnal kõndida, sest kõndides tõutume maapinnast eemale. Kui hõõrdumine jalatsi talla ja maa (või jää) vahel on väike, näiteks jäistes tingimustes, on väga raske maast lahti lükata, jalad libisevad. Et jalad ei libiseks, puistatakse kõnniteed liivaga üle. See suurendab hõõrdejõudu jalatsi talla ja jää vahel.

Kui hõõrdumist poleks, libiseksid esemed käte vahelt välja.

Hõõrdejõud peatab auto pidurdamisel, kuid ilma hõõrdumiseta ei suutnud see paigal seista, libises. Hõõrdumise suurendamiseks on autol olevate rehvide pind tehtud sooniliste eenditega. Talvel, kui tee on eriti libe, puistatakse see liivaga ja puhastatakse jääst.

Paljudel taimedel ja loomadel on haaramiseks erinevad organid (taimede antennid, elevandi tüvi, ronivate loomade visad sabad). Kõigil neil on hõõrdumise suurendamiseks kare pind.

Sisestage . Vahetükid on valmistatud kõvadest metallidest - pronksist, malmist või terasest. Nende sisepind on kaetud spetsiaalsete materjalidega, enamasti babbitiga (see on plii või tina sulam teiste metallidega) ja määritud. Nimetatakse laagreid, milles võll pöörlemise ajal libiseb üle puksi pinna liugelaagrid.

Teame, et veerehõõrdejõud sama koormuse korral on palju väiksem kui libisemishõõrdejõud. See nähtus põhineb kuul- ja rull-laagrite kasutamisel. Sellistes laagrites ei libise pöörlev võll üle fikseeritud laagrikesta, vaid veereb seda mööda teraskuulidel või -rullikutel.

Kõige lihtsamate kuul- ja rull-laagrite seade on näidatud joonisel. Kõvast terasest laagri siserõngas on paigaldatud võllile. Välisrõngas on kinnitatud masina korpusesse. Kui võll pöörleb, veereb sisemine rõngas rõngaste vahel kuulidel või rullikutel. Masina liugelaagrite asendamine kuul- või rull-laagritega võib hõõrdejõudu vähendada 20-30 korda.

Kuul- ja rull-laagreid kasutatakse mitmesugustes masinates: autod, treipingid, elektrimootorid, jalgrattad jne. Ilma laagriteta (need kasutavad hõõrdumist) on võimatu ette kujutada kaasaegset tööstust ja transporti.

195. Laual on raamat. Milliste kehadega see suhtleb? Miks raamat on puhkeseisundis?
Laual lebav raamat suhtleb Maa ja lauaga. See on puhkeolekus, kuna need vastasmõjud on tasakaalus.

196. Milliste kehade vastastikmõju määrab pilvede liikumise; vibust lastud nool; mürsk tulistamisel püssitoru sees; tuulegeneraatori tiibade pöörlemine?
Pilve sisenevate veepiiskade vastastikmõju õhuvoolude ja Maaga.
Koostoime vibunööri, maa ja õhuga.
Koostoime gaasidega, mis tekkisid püssirohu, püssitoru, selle põhja ja Maa plahvatuse tagajärjel.
Veski tiibade koostoime vastutuleva õhuvooluga.

197. Andke 3-5 nimetust kehadele, mille vastasmõju tulemusena pall saab liikuda (või liikumissuunda muuta).
Jalgpalluri jalg, tennisereket, golfikepp, pesapallikurikas, õhuvool.

198. Mis juhtub keermetele riputatud vedruga, kui seda kokku suruv keerme AB põletatakse tikuga (joonis 38)?
Keerme A B mõju vedrule peatub ning see avaneb ja hakkab liikuma.

199. Miks on tuletõrjujal raske hoida käes voolikut, millest vesi peksab?
Tagasilöögi fenomeni tõttu.

200. Miks toru kaldub kõrvale, kui sellest välja voolab (joonis 39)?
Voolava vee ja toru koosmõju tulemusena hakkab viimane liikuma.

201. Miks toru ei kaldu kõrvale, kui sellest välja voolava vee teele (vt ülesanne 200) asetatakse torule papp, nagu on näidatud joonisel 40?
Toru ja vee koostoimet tasakaalustab papi ja toru koostoime ning nii jääb toru paigale.

202. Miks keermele riputatud anum vee välja voolamisel pöörleb (joonis 41)?
Torudest voolav veevool mõjub torude seintele. Selle tulemusena laev pöörleb.

203. Kolb riputatakse keermele (joonis 42). Kas kolb jääb seisma, kui vesi selles tugevalt keeb? Selgitage nähtust.
Ei. vaata #202.

204. Osades parkides on laste mänguväljakud varustatud horisontaalteljel pöörlevate puitsilindrite (trumlitega). Mis suunas ja millal laps seda mööda jookseb?
Laps tõukab eemale silindrist, mis liigub vastassuunas.

205. Kala saab edasi liikuda lõpustega veejugasid ära visates. Selgitage seda nähtust.
Seda liikumispõhimõtet nimetatakse reaktiivseks. Kala lõpuste poolt maha paisatud vesi mõjub kalale, mis tänu sellele hakkab liikuma.

206. Mis on veelindude vööjalgade otstarve?
Vööjalad võimaldavad suuremat suhtlemist vee ja lindude vahel.

207. Miks tuleb laskmisel püssipära tugevalt vastu õla suruda?
Tagasilöögist tingitud lahtine tagumik võib õlga vigastada.

208. Miks saavad mürsud ja relvad tulistamisel erineva kiiruse?
Püstoli mass on mitu korda suurem kui mürsu mass ja vastavalt sellele on relva kiirus mitu korda väiksem kui mürsu kiirus.

209. Poiss hüppab lastitud lodjalt kaldale. Miks on praami liikumine hüppe vastassuunas märkamatu?
Praami mass on poisi massist palju suurem ja selle tulemusena on püssi kiirus praktiliselt null.

210. Kaldast samal kaugusel on paat lastiga ja sama paat ilma lastita. Millise paadiga on lihtsam kaldale hüpata? Miks?
Koormatud paadist on lihtsam hüpata, kuna sellel on rohkem massi.

211. a) Kokkusurutud olekus hoitakse aluse vedru keermega (joon. 43, a). Kui niit on punktis A põlenud, siis vedru läheb lahti. Märkige, milliste kehade vastastikmõju põhjustab vedru liikumist.
b) Kui näiteks pall asetatakse esmalt vedrule, siis hakkab ka see liikuma. Milliste kehade koosmõju paneb palli liikuma?
c) Vasakpoolsel kärul on rauast kuubik, paremal - puidust (joon. 43, b). Kärude vahele asetatakse niidiga kokkusurutud vedru. Kui niit põleb, siis kärud liiguvad. Milline käru saab suurima kiiruse? Miks?
a) Vedru, toe ja keerme koostoime.
b) Vedru, niidi, kuuli ja toe koostoime.
c) m1v1 = m2v2. See tähendab, et puitklotsiga käru omandab suurema kiiruse, kuna sellel on väiksem mass.

212. Vasak käru (vt ülesanne 211, c) omandas kiiruse 4 cm / s, parem - 60 cm / s. Millisel kärul on suurem mass ja kui palju?

213. Kui suur on vasakkäru mass (vt ülesanne 212), kui parempoolse käru mass on 50 g?

214. 90 kg kaaluv jalakäija liigub kiirusega 3,6 km/h ja 7,5 kg kaaluv koer jookseb kiirusega 12 m/s. Leia jalakäija ja koera impulsside suhe.

215. a) Vedru otsa kinnitatakse terasplaat (joonis 44). Kokkusurutud olekus vedru hoiab niit kinni. Keerme põletamisel sirgub vedru ja terasplaat tabab samal ajal laual lebavaid kuule. Kuulide massid on võrdsed, kuid need on valmistatud erinevatest metallidest (alumiinium, plii, teras). Mis metallist on kuul 1, kuul 2 ja kuul 3 valmistatud? (Joonisel on iga kuuli asukoht pärast kokkupõrget tähistatud punktiirjoonega.)
b) Kärude vahele asetatakse keermega kokkusurutud vedru (vt joon. 43, b). Kui niit on põletatud, hakkavad kärud vedruga suhtlemise tulemusena liikuma. Kuidas erinevad kärude saavutatavad kiirused, kui vasakpoolse vankri mass on 7,5 kg ja parempoolse 1,5 kg?

216. Kärude vahele asetatakse vedru, mille otsad on keermega kokku tõmmatud, nagu näidatud joonisel 45. Kärudel on liivaga anumad. Kui niit oli läbi põlenud, omandas parempoolne käru suurema kiiruse kui vasak. Kuidas seda seletada?
Vasak käru on raskem kui parem.

217. Kui suur on parempoolse käru mass (vt ülesanne 216), kui see on saavutanud 0,5 korda suurema kiiruse kui vasakkäru, mille mass koos koormaga on 450 g?

218. Poiss valib köie ja paadid lähenevad järves (joon. 46). Kumb kahest identsest paadist saavutab lähenemise ajaks suurema kiiruse? Miks?
Vasakpoolsel paadil on suurim kiirus, kuna see on kergem kui parem, milles laps istub.

219. Kahe vankri koosmõjul muutusid nende kiirused 20 ja 60 cm/s. Suurema käru mass on 0,6 kg. Kui suur on väiksema käru mass?

220. Sama aja jooksul rakendati laual lebavatele kuulidele samad jõud. Sel juhul saavutas 3 kg massiga pall kiiruse 15 cm / s. Kui suur on 1 kg palli kiirus?

221. 45 kg kaaluv poiss hüppas kaldale seisvast kummipaadist, mis kaalus 30 kg. Sel juhul sai paat kalda suhtes kiiruseks 1,5 m/s. Kui suur on poisi kiirus paadi suhtes?

222. Poiss, kelle mass on 46 kg, hüppas kaldale kiirusega 1,5 m/s seisvalt 1 tonni kaaluvalt parvelt Millise kiiruse saavutas parv kalda suhtes?

223. Kas kaks algselt liikumatut keha võivad teineteise vastasmõju tulemusena omandada kiiruse, mis on arvuliselt identsed?
Nad saavad, kui nende mass on võrdne.

224. Pumba kolvi all olev õhk surutakse kokku. Kas õhu mass on muutunud?
Õhumass pole muutunud.

225. Kaal lasti veega anumasse. Kas kaalu kaal on muutunud?
Kettakella mass pole muutunud.

226. Tõmbamises võistlevad kaks poissi tõmbavad köit eri suundades, rakendades sellele kumbki 500 N jõudu. Kas köis puruneb, kui see talub ainult 800 N pinget?
See ei purune, kuna sellele mõjub ainult 500 N jõud.

227. Kas vee mass muutub, kui osa sellest muutub jääks või auruks?
Selle mass muutub jää või auru massiga võrdses koguses.

>> Kehade vastastikmõju

• Miks Kuu liigub ümber Maa, selle asemel, et avakosmosesse lennata? Millist keha nimetatakse laetuks? Kuidas laetud kehad üksteisega suhtlevad? Kui sageli kohtame elektromagnetilist vastasmõju? Need on vaid mõned küsimused, millega peame selles jaotises tegelema. Alustame!

1. Hoolitseme selle eest, et kehad suhtleksid

Igapäevaelus kohtame pidevalt ühe keha erinevat tüüpi mõjusid teistele. Ukse avamiseks tuleb sellele käega “tegutseda”, jala löögist lendab pall väravasse, isegi toolile istudes tegutsed selle järgi (joon. 1.35, lk 38) .

Samas ust avades tunneme selle mõju oma käele, palli mõju jalale on eriti märgatav paljajalu jalgpalli mängides ning tooli mõju ei lase meil kukkuda. põrandale. See tähendab, et tegevus on alati interaktsioon: kui üks keha mõjub teisele, siis ka teine ​​keha mõjutab esimest.

Riis. 1.35. Näited keha interaktsioonist

On selgelt näha, et tegevus ei ole ühekülgne. Tehke lihtne katse: uiskudel seistes suruge sõpra kergelt. Selle tulemusena ei hakka liikuma mitte ainult sõber, vaid ka sina ise.

Need näited kinnitavad teadlaste järeldust, et looduses on meil alati tegemist interaktsiooni, mitte ühesuunalise tegevusega.

Vaatleme üksikasjalikumalt mõnda interaktsiooni tüüpi.

2. Tuletage meelde gravitatsiooni vastastikmõju

Miks mõni objekt, olgu selleks käest vabanenud pliiats, puuleht või vihmapiisk, kukub, alla liigub (joon. 1.36)? Miks vibust lastud nool ei lenda otse, vaid kukub lõpuks maapinnale? Miks Kuu liigub ümber Maa? Kõigi nende nähtuste põhjuseks on see, et Maa tõmbab enda poole teisi kehasid ja need kehad tõmbavad ka Maa enda poole. Näiteks Kuu külgetõmbejõud põhjustab Maal loodeid (joon. 1.37). Meie planeet ja kõik teised päikesesüsteemi planeedid tõmbavad Päikese ja üksteise poole.

Riis. 1.36. Vihmapiisad langevad Maa gravitatsiooni mõjul alla

Silmapaistev inglise füüsik Isaac Newton (joon. 1.38) sõnastas 1687. aastal seaduse, mille kohaselt eksisteerib vastastikune külgetõmme kõigi Universumi kehade vahel.

Riis. 1.37. Looded on põhjustatud kuu tõmbejõust.

Sellist materiaalsete objektide vastastikust külgetõmmet nimetatakse gravitatsiooniliseks interaktsiooniks. Newton leidis katsete ja matemaatiliste arvutuste põhjal, et gravitatsioonilise vastastikmõju intensiivsus suureneb koos vastasmõjus olevate kehade masside suurenemisega. Seetõttu on lihtne veenduda, et Maa tõmbab meid ligi, aga me ei tunne töölaual naabri tõmmet üldse.

3. Tutvuda makromagnetilise vastasmõjuga

On ka teist tüüpi interaktsioone. Näiteks kui hõõruda õhupalli siiditükiga, hakkab see enda poole tõmbama erinevaid kergeid esemeid: villi, riisiterasid, paberitükke (joonis 1.39). Sellise palli kohta öeldakse, et see on elektrifitseeritud või laetud.

Laetud kehad interakteeruvad üksteisega, kuid nende interaktsiooni iseloom võib olla erinev: nad kas tõmbavad või tõrjuvad üksteist (joon. 1.40).

Riis. 1.38. Kuulus inglise teadlane Isaac Newton (1643-1727)

Esimest korda viis selle nähtuse tõsiseltvõetavad uuringud läbi inglise teadlane William Gilbert (1544-1603) 16. sajandi lõpus.

Riis. 1.39. Elektrifitseeritud pall tõmbab paberitüki ligi

Riis. 1.40. Kaks laetud palli interakteeruvad üksteisega: a - tõmbavad; b - tõrjuma

Gilbert nimetas laetud kehade vahelist vastasmõju elektriliseks (kreeka sõnast elektron - merevaik), kuna iidsed kreeklased märkasid, et hõõrudes hakkab merevaik väikeseid esemeid enda poole meelitama.

Teate hästi, et kui kompassinõel lastakse vabalt pöörlema ​​hakata, peatub see alati nii, et selle üks ots on suunatud põhja ja teine ​​lõuna poole (joonis 1.41). Selle põhjuseks on asjaolu, et kompassi nõel on magnet, meie planeet Maa on samuti magnet ja suur magnet ning kaks magnetit suhtlevad alati üksteisega. Võtke suvalised kaks magnetit ja niipea, kui proovite neid üksteisele lähemale tuua, tunnete kohe külgetõmmet või tõrjumist. Seda interaktsiooni nimetatakse magnetiliseks.

Füüsikud on kindlaks teinud, et elektrilist ja magnetilist vastasmõju kirjeldavad seadused on samad. Seetõttu on teaduses tavaks rääkida ühest elektromagnetilisest interaktsioonist.

Elektromagnetilisi interaktsioone kohtame sõna otseses mõttes igal sammul - käies me ju suhtleme teepinnaga (tõukeme maha) ja selle interaktsiooni olemus on elektromagnetiline. Tänu elektromagnetilisele vastasmõjule liigume, istume, kirjutame. Me näeme, kuuleme, haistame ja katsume ka elektromagnetilise interaktsiooni abil (joonis 1.42). Enamiku kaasaegsete seadmete ja kodumasinate tegevus põhineb elektromagnetilisel vastasmõjul.

Ütleme veel: füüsiliste kehade, sealhulgas meie olemasolu oleks võimatu ilma elektromagnetilise vastastikmõjuta. Kuidas on selle kõigega seotud laetud kuulide ja magnetite koostoime? - te küsite. Ärge kiirustage: füüsikat õppides veendute kindlasti selle ühenduse olemasolus.

4. Lahendamata probleemidega silmitsi seismine

Meie kirjeldus jääb puudulikuks, kui me ei maini veel kahte tüüpi interaktsioone, mis avastati alles eelmise sajandi keskel.

Riis. 1.41 Kompassi nõel on alati suunatud põhja poole

Riis. 1.42 Me näeme, kuuleme, saame aru tänu elektromagnetilisele vastasmõjule

Neid nimetatakse tugevateks ja nõrkadeks interaktsioonideks ning need toimivad ainult mikrokosmoses. Seega on neid neli erinevat tüüpi interaktsioonid. Kas on palju? Üksikuga oleks muidugi palju mugavam tegeleda universaalne vaade interaktsioonid. Pealegi on juba näide erinevate interaktsioonide - elektrilise ja magnetilise - ühendamisest üheks elektromagnetiliseks.

Paljud aastakümned on teadlased püüdnud luua sellise ühendamise teooriat. Mõned sammud on juba astutud. XX sajandi 60ndatel õnnestus luua nn elektronõrga interaktsiooni teooria, mille raames ühendati elektromagnetiline ja nõrk interaktsioon. Kuid kõigi interaktsiooniliikide täielik ("suur") ühendamine on veel kaugel. Seetõttu on igaühel teist võimalus teha maailma tähtsusega teaduslik avastus!

• Summeerida

Interaktsioon on füüsikas kehade või osakeste mõju üksteisele. Oleme lühidalt iseloomustanud kahte neljast teadusele teadaolevast interaktsiooni tüübist: gravitatsiooniline ja elektromagnetiline.

Kehade ligitõmbamine Maale, planeetide ligitõmbamine Päikesele ja vastupidi – need on näited gravitatsioonilise interaktsiooni avaldumisest.

Elektrilise interaktsiooni näide on elektrifitseeritud õhupalli koostoime paberitükkidega. Magnetilise vastastikmõju näiteks on kompassinõela interaktsioon Maaga, mis on ühtlasi ka magnet, mille tulemusena on nõela üks ots alati suunatud põhja ja teine ​​ots lõunasse.

Elektriline ja magnetiline vastastikmõju on ühe elektromagnetilise vastasmõju ilmingud.

• Kontrollküsimused

1. Too näiteid kehade vastastikmõjust.

2. Mis tüüpi vastastikmõjud looduses eksisteerivad?

3. Too näiteid gravitatsioonilisest vastastikmõjust.

4. Kes avastas seaduse, mille kohaselt eksisteerib vastastikune külgetõmme kõigi Universumi kehade vahel?

5. Too näiteid elektromagnetilise vastastikmõju kohta.

• Harjutus

Kirjutage lühike essee teemal “Minu kogemus kehade vastasmõju kinnitamisest” (see võib olla isegi luule!).

• Füüsika ja tehnoloogia Ukrainas

Märkimisväärne osa sellest lühike eluiga Lev Vassiljevitš Šubnikov (1901-1945) elas Harkovis, kus juhtis madalate temperatuuride laboratooriumi. Paljude laboris tehtud mõõtmiste täpsus ei jäänud alla tänapäevasele. Laboris saadi 1930. aastatel hapnikku, lämmastikku ja muid gaase vedelas olekus. Šubnikov oli metallide uurimise alusepanija nn ülijuhtivas olekus, kui materjali elektritakistus on null. Teadlase kõrgeim autasu on see, kui tema avastatud nähtuse nimetamiseks kasutatakse tehnilise termini asemel teadlase enda nime. "Šubnikov-de Haasi efekt"; "Šubnikovi faas"; "Obreimov-Šubnikovi meetod" - need on vaid mõned näited kuulsa Ukraina teadlase panusest kaasaegse füüsika ülesehitamisse.

Füüsika. 7. klass: õpik / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: Kirjastus "Ranok", 2007. - 192 lk.: ill.

Telefoni suhtlus.

Interaktsiooni puudumisel liiguvad kehad ühtlaselt inertsiaalsetes tugisüsteemides. Ainult ühe keha mõju teisele viib selle liikumiskiiruse muutumiseni, kiirenduse ilmnemiseni. Seetõttu on keha kiirendus indikaatoriks, et keha on teiste kehade poolt mõjutatud. Kuid kiirendus ise ei saa olla kehade vastastikmõju mõõt, kuna see ei sõltu mitte ainult vastastikmõju omadustest, vaid ka keha enda omadustest. Seetõttu peame kindlaks määrama, millistest keha omadustest ja millistest vastastikmõju omadustest sõltub kiirenduse suurus.
Kui kehad (või kehade süsteemid) lähenevad üksteisele, muutub nende käitumise olemus. Kuna need muutused on vastastikused, siis väidetavalt suhtlevad kehad üksteisega. Kui kehad eraldatakse väga suurte vahemaade tagant (lõpmatuseni), kaovad kõik praegu teadaolevad vastasmõjud.

Välised ja sisemised jõud

Jõud on kehade mehaanilise vastasmõju mõõt. Kui konstruktsiooni vaadelda ümbritsevatest kehadest eraldatuna, asendatakse viimaste mõju sellele jõududega, mida nimetatakse välisteks. Kehale mõjuvad välisjõud võib jagada aktiivseteks (iseseisvateks) ja reaktiivseteks. Reaktiivjõud tekivad kehale rakenduvates sidemetes ja need on määratud kehale mõjuvate aktiivjõudude poolt.

Rakenduse teel välised jõud jagatud mahuks ja pinnaks.

Kehajõud jaotuvad kogu vaadeldava keha ruumalale ja rakenduvad igale selle osakesele. Eelkõige hõlmavad kehajõud struktuuri enda raskust, magnetilist külgetõmbejõudu või inertsiaaljõude. Kehajõudude mõõtühikuks on ruumalaühikuga seotud jõud - kN/m 3 .

Pinnale avaldatavad jõud rakenduvad pindadele ja need tulenevad vaadeldava objekti otsesest kokkupuutest ümbritsevate kehadega. Sõltuvalt koormuse rakendusala ja vaadeldava keha kogupindala suhtest jagatakse pindkoormused pumbaga kontsentreeritud ja jaotatud koormusteks. Esimesed hõlmavad koormusi, mille tegelik kasutusala on ebaproportsionaalselt väiksem täisala kere pind (näiteks sammaste mõju piisavalt suurte mõõtmetega vundamendiplaadile võib käsitleda kontsentreeritud jõudude mõjuna sellele). Kui koormuse rakendusala on võrreldav keha pindalaga, loetakse selline koormus jaotatuks. Kontsentreeritud jõude mõõdetakse kN-des ja jaotatud jõude - kN / m 2.

Vaadeldavate kehaosade vastastikmõju iseloomustavad sisemised jõud, mis tekivad keha sees väliste koormuste mõjul ja on määratud molekulidevahelise toime jõududega.

Konstruktsioonile mõjuvad välisjõud jagunevad aktiivjõududeks (koormusteks) ja tugireaktsioonideks. Tegevuse olemuse järgi on kontsentreeritud jõud, mida mõõdetakse njuutonites (N, kN), jaotatud koormust mõõdetakse njuutonites meetri kohta (N / m, kN / m), kui koormus on jaotatud piki joont, või njuutonites. ruutmeetri kohta (N / m 2, kN / m 2), kui koormus on jaotatud üle pinna, kontsentreeritud moment, mõõdetuna njuutonomeetrites (Nm, kNm) (joon. 1.2). Toetusreaktsioonid arvutatakse aktiivsete jõudude kaudu teoreetilise mehaanika meetoditega.

Väliste jõudude mõjul varras deformeerub, samal ajal kui varda üksikute osade vahele tekivad täiendavad vastasmõjujõud, mida nimetatakse sisejõududeks. Kui varras lõigatakse mõtteliselt tasapinnaga, mis on risti varda Z pikiteljega, siis kanduvad sisejõud ühelt varda osalt teisele osale üle kogu ristlõikepinna. Jätame varda parempoolse osa kõrvale. varras. Sellest vasakule küljele (joonis 1.3) edastatavad sisejõud varda vasaku külje suhtes muutuvad välisjõududeks ja neid saab kujutada põhivektori ja põhimomendiga. Võrdluskese on varda ristlõike raskuskese, mille kaudu koordinaat teljed X,Y, mis asub lõike tasapinnal, ja Z-telg, mis on risti ristlõike tasapinnaga. Peavektor laguneb jõududeks N, Q x , Q y ja Peaasi– hetkedele M x , M y , M z . Neid kuut suurust nimetatakse varda sisejõududeks (sisejõuteguriteks). Igal neist on oma nimi: N - pikisuunaline (tavaline) jõud, Q x ja Q y - põikisuunalised (lõike)jõud, M x ja M y - paindemomendid, M z - pöördemoment.

Impulsi jäävuse seadus.

Kui kehad interakteeruvad, võib ühe keha impulss osaliselt või täielikult üle kanda teisele kehale. Kui kehade süsteemi ei mõjuta teiste kehade välised jõud, siis nimetatakse sellist süsteemi suletud.

Suletud süsteemis jääb kõigi süsteemi kuuluvate kehade impulsside vektorsumma selle süsteemi kehade omavahelise interaktsiooni korral konstantseks.

Seda põhilist loodusseadust nimetatakse impulsi jäävuse seaduseks. See on Newtoni teise ja kolmanda seaduse tagajärg.

Mõelge kahele vastastikku toimivale kehale, mis on osa suletud süsteemist. Nende kehade vahelisi vastastikmõjusid tähistatakse tähisega ja Vastavalt Newtoni kolmandale seadusele Kui need kehad interakteeruvad aja t jooksul, siis on vastasmõju jõudude impulsid absoluutväärtuselt identsed ja suunatud vastassuunas: Rakendame nendele kehadele Newtoni teist seadust. :

See võrdsus tähendab, et kahe keha vastastikmõju tulemusena ei ole nende summaarne impulss muutunud. Arvestades nüüd kõiki võimalikke suletud süsteemi kuuluvate kehade paaride vastasmõjusid, võime järeldada, et suletud süsteemi sisejõud ei saa muuta selle koguimpulssi, st kõigi sellesse süsteemi kuuluvate kehade momentide vektorsummat.

Impulsi jäävuse seadus võimaldab paljudel juhtudel leida interakteeruvate kehade kiirusi ka siis, kui mõjuvate jõudude väärtused pole teada. Näiteks reaktiivjõud. Impulsi jäävuse seadus (impulsi jäävuse seadus) kinnitab, et suletud süsteemi kõigi kehade (või osakeste) momentide summa on konstantne väärtus.

IN klassikaline mehaanika impulsi jäävuse seadus tuletatakse tavaliselt Newtoni seaduste tulemusena. Newtoni seadustest saab näidata, et tühjas ruumis liikudes säilib impulss ajas ning vastastikmõju olemasolul määrab selle muutumise kiiruse rakendatud jõudude summa.

Nagu iga põhiline jäävusseadus, kirjeldab impulsi jäävuse seadus üht põhisümmeetriat – ruumi homogeensust.

inertsi keskpunkt. Teoreem inertskeskme liikumise kohta. Näited.

Inertskese

Suletud mehaanilise süsteemi hoog on erinevaid tähendusi erinevate inertsiaalsete tugisüsteemide suhtes. Kui võrdlusraam K "liigub kaadri K suhtes kiirusega V, siis on osakeste kiirused v" α ja v α nendes süsteemides seotud suhtega v α \u003d v " α + V. Seetõttu on seos impulsi väärtused P ja P" nendes süsteemides saadakse järgmise valemiga:

(1.69)

(1.70)

Alati on võimalik valida selline tugiraamistik K", milles summaarne impulss kaob. Pannes P" = 0, leiame, et selle tugisüsteemi kiirus

. (1.71)

Kui mehaanilise süsteemi koguimpulss on null, siis öeldakse, et see on vastava koordinaatsüsteemi suhtes puhkeasendis. Kiirus V tähistab nullist erineva impulsiga mehaanilise süsteemi kui terviku liikumiskiirust. Suhe impulsi P ja süsteemi kui terviku kiiruse V vahel on sama, mis oleks ühe ainelise punkti impulsi ja kiiruse vahel, mille mass on võrdne süsteemi masside summaga, .

Valemi (1.71) paremat poolt saab esitada avaldise koguaja tuletisena:

(1.72)

Võime öelda, et süsteemi kui terviku kiirus V on punkti liikumise kiirus ruumis, mille raadiuse vektor on antud valemiga (1.72). Selline punkt on süsteemi inertsi keskpunkt.

Suletud süsteemi impulsi jäävuse seaduse võib sõnastada väitena, et selle inertskese liigub sirgjooneliselt ja ühtlaselt. See on vaba materiaalse punkti inertsiseaduse üldistus.

Mehaanilise süsteemi kui terviku energiat rahuolekus nimetatakse tavaliselt selle energiaks sisemine energia E int. See koosneb osakeste üksteise suhtes liikumise kineetilisest energiast ja nende vastasmõju potentsiaalsest energiast. Süsteemi koguenergia, mis liigub tervikuna kiirusega V,

(1.73

INERTSIKESKUS

(massikese) - geom. punkt, mille asend iseloomustab masside jaotumist kehas või mehaaniline. süsteem. Koordinaadid C. ja. on määratletud f-lamidega

või keha jaoks pidev levitamine massid

kus m k - süsteemi moodustavate materiaalsete punktide massid; x k , y k , z k - nende punktide koordinaadid; M =Sm k - süsteemi mass; r(x, y, z) - tihedus; V on helitugevus. Mõiste C. ja. erineb raskuskeskme mõistest selle poolest, et viimasel on mõtet ainult tahke keha asub ühtlases gravitatsiooniväljas; mõiste C. ja. ei ole seotud ühegi jõuväli ja see on mõistlik iga mehaanilise jaoks. süsteemid. Jäiga keha jaoks asendis C. ja. ja raskuskese on samad.

Liikumisel mehaaniliselt süsteemid selle C. ja. liigub nii nagu peaks materiaalne punkt, mille mass on võrdne süsteemi massiga ja mis on kõigi väliste mõjude all. süsteemile rakendatavad jõud. Lisaks mõned-ryeur-niya liikumine mehaaniline. süsteemid (kehad) telgede suhtes, mille algus on C. ja. ja liikudes koos C. ja. translatsioonis säilitavad sama kuju nagu liikumisel inertsiaalse tugiraamistiku suhtes. Neid omadusi silmas pidades on mõiste C. ja. mängib oluline roll süsteemi ja jäiga keha dünaamikas. S. M. Torg.

Lükake seina. Praegu kõndige üles ja lükake seina kõvasti. Kas midagi on juhtunud? Vaevalt. Seejärel suruge seina mitte lihtsalt kõvasti, vaid kogu oma jõuga. Kas see juhtus seekord? Seinaga - vaevalt, kuid tõenäoliselt lendasite mõne vahemaa seinast maha. Kuidas nii?

Lõppude lõpuks lükkasid sina seina, aga selgus, et sein lükkas sind. Teine näide on piljard. Kui lööme kiiga palli ja lööme teist palli, hakkab teine ​​pall liikuma, kuid esimene lendab samuti tagakülg või külili. Kolmas näide on haamer. Kui nael lüüakse haamriga, ei lööda nael mitte ainult seina, vaid vasar põrkab tagasi ja võib õnnetule meistrimehele otsaesist lüüa. Kõigi nende näidete puhul tegutsesime ühe kehaga teisele, kuid selgus, et ka teine ​​keha mõjus esimesele. Füüsikas nimetatakse kahe keha omavahelist toimet vastastikmõjuks.

Kehade vastastikmõju füüsikas

Kui kaks keha interakteeruvad, tunnevad mõlemad kehad alati tulemust. See tähendab, öeldes selge keel, alati millegagi kokku puutudes järgneb tagasitulek. Tõenäoliselt teavad kõik kirglikud poisid, et kakluse ajal ei kannata mitte ainult vaenlase nägu, vaid võite ka ise oma rusikaid lüüa. See tähendab, et kui üks kiusaja ründab teise kiusaja nina rusikaga, siis nina ründab sel ajal vastuseks rusikat. Nina kannatab aga palju rohkem. No ninaga on kõik selge - see on pehmem ja seetõttu rohkem kahjustatud, aga miks lendab pall kiiga lüües palju tugevamalt minema, kelle kiiga samal ajal? See tähendab, et kii ei lenda minema ja me koos sellega mõne meetri kaugusel lauast? Ja see on tingitud asjaolust, et kehad on rohkem inertsed ja vähem inertsed.

Kehade interaktsiooni tüübid ja vastastikmõju mõõt

Keha kohta, mis muudab oma kiirust interaktsiooni ajal aeglasemalt, öeldakse, et see on inertsem ja suure massiga. Ja keha, mis muudab oma kiirust kiiremini, nimetame vähem inertseks ja me ütleme, et sellel on väiksem mass. Seetõttu ei lenda me palli kiiga lüües laualt maha ja vastupidi, lendame seinalt maha, kui proovime lükata seina ja vastavalt ka kogu maja, mille külge see on kinnitatud. Meie mass kiiga on palju suurem kui piljardipalli mass, kuid samal ajal palju väiksem kui maja mass, isegi kui kuhjame peale naise, kolm last, hunniku bageleid ja kassi. meie õlad.

Kehade vastasmõjuga tutvumist käsitletakse 7. klassi füüsikakursuses.

Kehade vastastikmõju mõõt on jõud. On 4 tüüpi interaktsioone, mis ei ole üksteisele taandatavad: gravitatsiooniline, elektromagnetiline, tugev ja nõrk. Aga sellest teemast räägitakse 10. klassi kursusel põhjalikult.