close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация по физике Емельянов, Иванов, Масютенко

код для вставкиСкачать

Презентация на тему:
Связь между ускорением и силой
Авторы: Иванов Виталий
Масютенко Роман
Емельянов Анатолий
10 "А" класс
Задачи:
1. Изучить поступательное движение тела на примере.
2. Вспомнить, что такое инерция.
3. Рассмотреть простой пример опыта, где отчётливо проявляется инертность тел.
4. Увидеть на примере то, как приобретённые из жизненного опыта представления могут подвести.
Экспериментальное определение зависимости ускорения от силы.
Установить на опыте связь между ускорением и силой с абсолютной точностью нельзя, так как любое измерение даёт только приблизительное значение измеряемой величины. Но подметить характер зависимости ускорения от силы можно с помощью несложных опытов. Уже простые наблюдения показывают, что, чем больше сила, тем быстрее меняется скорость тела, т. е. больше его ускорения. Естественно предположить, что ускорение прямо пропорционально силе. Ускорение, конечно, может зависеть от силы и гораздо более сложным образом, но сначала надо посмотреть, не справедливо ли самое простое предположение.
Проще всего изучить поступательное движение тела, например металлического бруска, так как только при поступательном движении ускорение всех точек одинаково и мы можем говорить об определённом ускорении тела в целом. Однако в этом случае сила трения о стол велика и, главное, её трудно точно измерить. Поэтому возьмём установленную на рельсы тележку с лёгкими колёсами. Тогда сила трения сравнительно не велика, а массой колёс можно пренебречь по сравнению с массой тележки, движущейся поступательно.
Пусть на тележку действует постоянная сила со стороны нити, к концу которой прикрепили груз. Модуль силы измеряется пружинным динамометром. Эта сила постоянна, но не равна при движении силе тяжести, действующей на подвешенный груз. Измерить ускорение тележки непосредственно, определяя изменение её скорости за малый интервал времени, весьма затруднительно. Но его можно оценить, измеряя время, затрачиваемое тележкой на прохождение пути S.
Учитывая, что при действии постоянной силы ускорение тоже постоянно, так как оно однозначно определяется силой, можно использовать кинематические формулы для равноускоренного движения. При начальной скорости, равной нулю, Где х0 и х1 - начальная и конечная и конечная координаты тела. Отсюда
На глаз видно, что тележка тем быстрее набирает скорость, чем больше действующая на неё сила. Тщательные изменения модулей сил и ускорений показывают прямую пропорциональность между ними: a ~ F. Векторы и направлены по одной прямой в одну и ту же сторону:
Это отчётливо видно на опыте с тележкой: ускорение тележки направлено вдоль привязанной к ней нити.
Если на тело одновременно действует несколько сил, то модуль ускорения тела будет пропорционален модулю геометрической суммы всех этих сил:
Это положение иногда называют принципом суперпозиции (наложения) сил. Действие каждой силы не зависит от наличия других сил.
Что такое инерция?
Итак, согласно механике Ньютона сила однозначно определяет ускорение тела, но не его скорость. Это нужно очень отчётливо представить себе. Сила определяет не скорость, а то, как быстро она меняется. Поэтому покоящееся тело приобретает заметную скорость под действием силы лишь за некоторый интервал времени.
Ускорение возникает сразу, одновременно с началом действия силы, но скорость нарастает постепенно. Даже очень большая сила не в состоянии сообщить телу сразу значительную скорость. Для этого нужно время. Чтобы остановить тело, опять-таки нужно, чтобы тормозящая сила, как бы она ни была велика, действовала некоторое время.
Именно эти факты имеют в виду, когда говорят, что тела инертны. Приведём примеры простых опытов, в которых очень отчётливо проявляется инертность тел.
Пример 1: На рисунке 64 изображён массивный шар, подвешенный на тонкой нити.
Внизу к шару привязана точно такая же нить. Если медленно тянуть за нижнюю нить,
то, как и следовало ожидать, порвётся верхняя нить: ведь на неё действует и шар своей
Тяжестью, и сила, с которой мы тянем шар вниз. Однако если за нижнюю нить очень быстро дёрнуть, то оборвётся именно она, что на первый взгляд довольно странно. Но
Это легко объяснить. Когда мы тянем за нить медленно, то шар постепенно опускается,
Растягивая верхнюю нить до тех пор, пока она не оборвётся.
При быстром рывке с большой силой разрывается нижняя нить. Шар
Получает большое ускорение, но скорость его не успевает увеличиться сколько-нибудь
Значительно за тот малый промежуток времени, в течении которого нижняя нить
Сильно растягивается и остаётся целой.
Законы механики и повседневный опыт.
Основное утверждение механики достаточно наглядно и несложно. Оно без особого труда укладывается в нашем сознании. Ведь мы с рождения живём в мире тел, движения которых подчиняются законам механики Ньютона.
Но иногда всё же приобретённые из жизненного опыта представления могут подвести. Так, слишком сильно укореняется представление о том, что скорость тела направлена в ту же сторону, куда направлена приложенная к нему сила. На самом же деле это не так. Например, при движении тела, брошенного под произвольным углом к горизонту, сила тяжести направлена вниз и скорость, касательная к траектории, образует с силой некоторый угол, который в процентах полёта тела изменяется.
Сила является причиной возникновения не скорости, а ускорения тела. С направлением силы совпадает во всех случаях направление ускорения, но не скорости.
Установлен главный для динамики факт: ускорение тела прямо пропорционально действующей на него силе.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
88
Размер файла
69 Кб
Теги
физики, иванова, масютенко, емельянов, презентация
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа