Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Релятивистский закон преобразования скорости.

Выражение: (1) представляет собой релятивистский закон. Преобразования скорости, что удовлетворяет всем необходимым требованиям специальной теории относительности.

Заметим, что эта формула применима только в том случае, если все три вектора — v, v' и V— направлены по одной пря­мой. В общем случае этот закон имеет более сложный вид. Однако при любой форме записи закона (6) его сущность заключается в выражении идеи предельности постоянной с: при любых относительных скоростях инерциальных систем отсчета V<c нельзя путем перехода от одной из них к другой изменить скорость частицы так, чтобы изменилась ее принадлежность к соот­ветствующему классу частиц.

Как и в случае классического закона, если направления ско­ростей v' и V противоположны, то в соотношении следу­ет заменить V на -V, т. е. записать:

.

Здесь v' и v — скорости данной частицы соответственно в инерциальных системах отсчета K' и K, V — относительная скорость этих систем отсчета .

Координатное и собственное время. Из второго постулата специальной теории относительности следует, что частицы, дви­жущиеся с абсолютной скоростью, не существуют в покое. Иными словами, их нельзя остановить, с ними нельзя связать систему отсчета. Напротив, для частиц, которые могут двигаться только со скоростью меньше абсолютной, имеет смысл состояние покоя. Систему отсчета, где такая частица покоится, назовем собст­венной системой отсчета частицы и обозначим К0.

Под собственным временем частицы τ0 , понимается промежуток времени между любыми двумя событиями, относящимися непосредственно к частице, определяемый в ее собственной системе отсчета. Пусть в системе отсчета К равномерно со скоростью v дви­жется частица А от метки а к метке b, где она находится соответственно в моменты времени t1 и t2 (по часам cистемы отсчета К). Итак, в системе отсчета К события (A, a) и (A, b) совершаются в разных пространственных точках — у меток а и b.



Время, измеренное по часам в той системе отсчета К, отно­сительно которой частица движется, назовем координатным временем τ промежуток времени между двумя событиями по этим часам (например, прохождение частицей А меток a и b) есть промежуток координатного времени (времени в системе отсче­та K):

В собственной системе отсчета К0 эти события происходят в одной пространственной точке, отмеченной самой частицей А. Промежуток времени между событиями (А, а) и (A, b) в системе отсчета К0 по определению равен собственному времени τ0 частицы для данных событий. Это время определяется по часам системы отсчета К0, покоящимся относительно этой частицы:

На основании определения данного понятия, очевидно, что собственное время частицы абсолютно (инвариантно):

Смысл данного утверждения заключается в следующем. Последовательность событий, связанных с частицей, и длительность процессов, состоящих из этих событии, не зависит по принципу относительности от выбора инерциальной системы отсчета, относи­тельно которой частица покоится, — во всех таких системах отсчета последовательность событий и их длительность одинаковы. Об­разно говоря, «возраст» частицы (определяемый ее собственным временем) абсолютен, т.е. является инвариантом — величиной, независимой от выбора инерциальной системы отсчета. За счет изменения системы отсчета частица не может ни «состариться», ни «помолодеть».

Относительность одновременности. Постулат специальной тео­рии относительности об абсолютной скорости сразу отвергает гипотезу об абсолютной одновременности разноместных событий, значит, и представление о едином для всех инерциальных систем отсчета абсолютном времени. Чтобы в этом убедиться, рассмот­рим следующий мысленный опыт.

Пусть система отсчета К' связана с достаточно длинным «ящиком», который движется относительно системы отсчета К со скоростью V. В центре «ящика» расположен источ­ник частиц, движущихся с абсолютной скоростью с, например источник света. При «вспышке» источника излучается пара таких частиц: одна из них движется к метке а, другая к метке b. Ясно, что соударения частиц с этими метками в системе отсчета К' (внутри «ящика») будут одновременными событиями.

Относительно системы отсчета К метки а и b движутся со скоростью V так, что одной частице метку b нужно догонять. а к другой частице метка а движется навстречу. Так как скорости частиц одинаковы и равны с в обеих системах отсчета, то соударение с меткой а левой частицы произойдет раньше соударения правой частицы с меткой b. Таким образом, те же события — соударения частиц с метками а и b — будут не­одновременными в системе отсчета К.

Замедление времени. Относительность одновременности разноместных событий означает отсутствие абсолютного времени для всех инерциальных систем отсчета.

Согласно принципу относительности в любой инерциальной системе отсчета время течет совершенно так же, как и в каждой совокупности инерциальных систем отсчета. Однако единого для всех инерциальных систем отсчета абсолютного времени не существует.

Связь между собственным и координатным временем. Ясно, что соотношение между величинами τ и τ 0 зависит от скорости v движения частицы. Различие этих величин будет тем значитель­нее. чем ближе скорость частицы к предельной скорости. Дейст­вительно, при v>>c речь идет уже о частице, движущейся с аб­солютной скоростью. А у такой частицы нет собственного вре­мени (τ0 = 0), ибо с ней нельзя связать систему отсчета, но есть координатное время ее движения относительно системы от­счета τ 0. При v O очевидно, что τ–>τ0.

Итак, связь собственного времени частицы и ее координатного времени (времени ее движения со скоростью v в заданной инерциальной системе отсчета) определяется соотноше­нием:

(2)

Согласно этой формуле τ>τ0, т. е. время движения частицы в ка­кой-либо инерциальной системе от­счета со скоростью v<c от «старта» до «финиша», определяемое часами данной системы отсчета, больше собственного времени, соответствующего тем же событиям («старту» и «финишу») и измеряемого часами, связанными с самой частицей.

Время в неподвижной системе отсчета и движущейся относительно нее течет с разной скоростью: # 0.

Из выражения (2) следует, что неподвижный наблюдатель обнаруживает замедление хода движущихся часов по сравнению с точно такими же, но находящимися в покое часами.

Поскольку замедление времение свойство самого времени, то замедляют свой ход не только движущиеся часы. при движении замедляются все физические процессы, в том числе и химические реакции в человеческом организме, поэтому течение жизни замедляется в соответствующее число раз.

Прямые эксперименты по проверке релятивистского соотно­шения (1) были поставлены в 70-х годах группой американ­ских физиков. В них были использованы атомные часы с точ­ностью хода порядка 10-19 с. Одни часы оставались в лабора­тории. а другие отправлялись в длительные путешествия на са­молетах. На заключительном этапе опыта показания всех часов вновь сравнивались в лаборатории. Результаты экспериментов подтвердили теоретический прогноз теории относительности.

 

Контрольные вопросы:

1.Какие величины называют инвариантными, какие относительными? Приведите примеры инвариантных и относительных величин.

2.Сформулируйте классический закон сложения скоростей.

3.Какой величиной, инвариантной или относительной является ускорение? Докажите.

4.Сформулируйте принцип относительности Галилея. Разъясните его смысл.

5.Что изучает специальная теория относительности и классическая?

6.Сформулируйте первый и второй постулаты теории относительности и объясните их смысл.

7.Сформулируйте релятивистский закон сложения скоростей, укажите границы применяемости классического закона сложения скоростей.

8.Какое время называется собственным, какое координатным?

9.Дайте понятие относительности одновременности.

10Как выражается связь собственного времени и её координатного времени. Объясните смысл взаимосвязи.

11.Во сколько раз замедляется время в ракете при её движении относительно земли со скоростью v= 2,6*108м/с?

12.Экскалатор метрополитена поднимает неподвижно стоящего на нем пассажира в течение 1 мин. По неподвижному экскалатору пассажир поднимается за 3 мин. Сколько времени будет подниматься пассажир по движущемуся экскалатору?

13.Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями v1=36км/ч, v2=54км/ч. Пассажир в первом поезде замечает, что второй поезд проходит мимо него в течение времени t= 6с. Какова длина второго поезда?

14.Катер, переправляясь через реку, движется перпендикулярно течению реки со скоростью 4м/с в системе отсчета, связанной с водой. На сколько метров будет снесён катер течением, если ширина реки 800м, а скорость течения 1м/с?

15.Сестра в возрасте 18 лет, улетая в космическое путешествие, оставляет на Земле 14-летнего брата. Вернувшись через 2 года (по своим часам) на землю, она встречает брата, ставшего её ровесником. С кокой скоростью путешествовала девушка?

16. Две ракеты движутся навстречу друг другу относительно Земли с одинаковой скоростью, равной 0,5с. Определить скорость сближения ракет: согласно классической механике; в соответствии с релятивистским законом сложения скоростей.

 

Тема: «Основы динамики»

Первый закон Ньютона (закон инерции). Первый закон Ньютона постулирует существование особого класса систем отсчета. В этих системах отсчета материальная точка (тело), не подверженное внешним воздействиям (такое тело называется свободным), находится в покое или движется равномерно и прямолинейно.
Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. В инерциальных системах отсчета явления природы описываются наиболее простыми уравнениями.

Если существует хотя бы одна инерциальная система отсчета, в ко­торой свободные тела покоятся или движутся равномерно и прямолиней­но, то существует и бесконечное множество таких систем. Действи­тельно, если в одной инерциальной системе отсчета свободное тело дви­жется с постоянной скоростью и, то в системе отсчета, движущейся с постоянной скоростью v0 относитель­но первой, это свободное тело будет также иметь постоянную скорость, равную v1 = v0 + v.

Таким образом, из первого закона Ньютона следует, что может двигаться как при наличии, так и при отсутствии внешнего воздействия.

Взаимодействие тел. Причиной изменения скорости движения тела всегда является его взаимо­действие с другими телами. После выключения двигателя авто­мобиль постепенно замедляет свое движение и останавливается. Основная причина изменения скорости движения автомобиля — взаимодействие его ко­лес с дорожным покрытием.

Неподвижно лежащий на земле мяч никогда сам собой не приходит в движение. Скорость мяча изменяется только в ре­зультате действия на него других тел, например ноги футбо­листа. При взаимодействии двух тел всегда изменяются скорости и первого, и второго тела, т. е. оба тела приобретают ускорения. Модули ускорений двух взаимодействующих тел могут быть различными, но их отношение оказывается постоянным при любых взаимодействиях: (1)

 

Инертность тел. Постоянство отношения модулей ускорений двух тел при любых их взаимо­действиях показывает, что тела обладают каким-то свойством, от которого зависит их ускорение при взаимодействиях с дру­гими телами. Ускорение тела равно отношению изменения его скорости к времени, за которое произошло это изменение: . Так как время действия тел друг на друга одинаково, изменение скорости больше у того тела, которое приобретает большее ускорение.

Чем меньше изменяется скорость тела при взаимодействии с другими телами, тем ближе его движение к равномерному прямолинейному движению по инерции. Такое тело называют более инертным.

Свойством инертности обла­дают все тела. Оно состоит в том, что для изменения скорости тела при взаимодействии его с любыми другими телами требуется некоторое время.

Масса тела. Свойство тела, от которого зависит его ускорение при взаимодействии с другими телами, называется инертностью. Количественной мерой инертности тела является масса тела. Чем большей массой обладает тело, тем меньшее ускорение оно получает при взаимо­действии. Поэтому в физике принято, что отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей их ускорений: (2)

За единицу массы в Международной системе принята масса специального эталона, изготовленного из сплава пла­тины и иридия. Масса этого эталона называется килограммом (кг).

Массу mт любого тела можно найти, осуществив взаимодей­ствие этого тела с эталоном мас­сой mэт. По определению понятия массы отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей их ускорений (2). Измерив модули ускорений ат тела и аэт эталона, можно найти отношение массы тела т, к массе эталона.

(3). Отношение массы тела mт к массе эталона mэт равно отношению модуля ускорения эталона аэт к модулю ускорения тела ат при их взаимодействии. Масса тела может быть выра­жена через массу эталона: . (4) Плотность вещества. Отношение массы m тела к его объему V называется плотностью веще­ства: Плотность выражается в килограммах на кубический метр, единицей плотности.

Сила и ускорение. В инерциальных системах отсчета любое изменение скорости тела проис­ходит под действием других тел. Описывая действие одного тела на другое, мы часто говорим о слабом, сильном или очень сильном действии. Но значение слов «сильный удар», «слабый удар», например, при описании действия клюшки хоккеиста на шайбу совершенно неопределенно, пока нет количественной меры действия одного тела на другое. В физике для количест­венного выражения действия одного тела на другое вводится понятие «сила».

Когда нужно знать ускорение только одного из двух взаимодействующих тел и можно не рассматривать второе тело, то влияние одного тела на другое, вызывающее возникновение ускорения, называют силой, дей­ствующей на тело.

Взаимодействие тел может приводить к различным изменениям их скоростей как по модулю, так и по направлению. Поэтому сила характеризуется не только числом, но и направлением.

Сила — величина векторная, ее обозначают буквой F.

За направление вектора силы принимается направление вектора ускорения тела, на которое действует сила. В Международной системе единиц за единицу силы принимается сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2. Эта единица называется ньютоном (Н):

1Н = 1 кг м/с.

Второй закон Ньютона. Связь между силой и ускорением тела устанавливается на основании опыта. Если подействовать на одно и то же тело разными силами, то опыт показывает, что ускорение тела пря­мо пропорционально силе: a ~ F при m = const.

Обобщая подобные наблюдения и опыты, И. Ньютон сформулировал один из основных законов механики: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

F = ma (5).

Из этого закона, получившего название второго закона Ньютона, следует, что для определения ускорения тела нужно знать действующую на него силу и массу тела: a = F/m.

Сложение сил. При одновременном действии на одно тело нескольких сил, тело движется с ускорением, являющимся векторной суммой ускорений, которые возникли бы под действием каждой силы в отдельности. Действующие на тело силы, складываются по правилу сложения векторов. Векторная сумма всех действующих на тело сил называется равнодействующей. F= N+F1
Третий закон Ньютона. Опыт по­казывает, что при любом взаимо­действии двух тел, массы которых равны m1 и m2, отношение модулей их ускорений остается постоянным и равным обратному отношению масс тел: .Отсюда следует равенство: a1m1 = a2m2.

В векторном виде это уравнение следует записать в виде: . Знак «минус» выражает тот опыт­ный факт, что при взаимодействии тел их ускорения всегда имеют проти­воположные направления.

Используя второй закон Ньютона, получаем равенство:

(6).

Это выражение, называемое третьим законом Ньютона, показывает, что тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль од­ной прямой. Эти силы равны по моду­лю, противоположны по направле­нию. Однако они не могут уравновешивать друг друга, так как прило­жены к разным телам.

Закон всемирного тяготения. В XVI в. астроном Тихо Браге, в течение многих лет наблюдавший планеты, смог с наибольшей воз­можной в то время точностью опреде­лить их координаты в различные мо­менты времени. Обрабатывая резуль­таты наблюдений Тихо Браге, астро­ном Иоган Кеплер установил формы орбит — траекторий, по которым движутся планеты, и некоторые осо­бенности движения планет по этим орбитам. Оказалось, что планеты движутся по орбитам, близким к круговым, и отношение куба радиуса орбиты лю­бой планеты к квадрату периода ее обращения вокруг Солнца есть вели­чина постоянная, одинаковая для всех планет Солнечной системы: , или (7) Причины таких закономерностей движения планет пытался выяснить и сам Кеплер. Однако строгое научное объяснение планетных движений бы­ло дано лишь И. Ньютоном. Математическая запись закона для сил тяготения, действую­щих между Солнцем и планетами: сила тяготения пропорциональна массе Солнца и массе планеты и об­ратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: (8).

Обобщив этот вывод на все тела в природе, Ньютон получил закон всемирного тяготения: все тела (ма­териальные точки), независимо от их свойств, притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:

(9),

где коэффициент пропорциональнос­ти G, одинаковый для всех тел в при­роде, получил название гравитацион­ной постоянной G = 6,6720*10-11 Н*м2*кг-2.

 

Сила тяжести. Движение тела под действием силы тяжести. Сила тяжести - гравитационная сила, действующая на тело: F=m*g (10), где g- ускорение свободного падения, ускорение, приобретаемое телом под действием гравитационной силы вблизи поверхности небесных тел.

Самый простой случай движения тел под действием силы тяжести — свободное падение с начальной скоростью, равной нулю. В этом случае тело дви­жется прямолинейно с ускорением свободного падения по направлению к центру Земли. Если начальная скорость тела отлична от нуля и вектор начальной скорости направлен не по вертикали, то тело под действием силы тяжести движется с ускорением свободного падения по криволинейной траектории. Форму такой траектории наглядно иллюстрирует струя воды, вытекающая под некоторым углом к горизонту. Скорость, с которой проис­ходит движение тела по круго­вой орбите под действием силы всемирного тяготения, называ­ется первой космической ско­ростью. Определим первую космическую скорость для Зем­ли. Если тело под действием силы тя­жести движется вокруг Земли равномерно по окружности радиусом R, то ускорение свобод­ного падения является его центростремительным ускоре­нием: (11).

Отсюда первая космическая скорость равна

(12)

Подставив в выражение (12) значения радиуса Земли и ускорения свободного падения у ее поверхности, получим, что первая космическая скорость для Земли v ~ 7,9 * 103 м/с = 7,9 км/с. Эта скорость примерно в 8 раз больше скорости пули.

Первая космическая ско­рость для любого небесного тела также определяется выражени­ем (12). Ускорение свободного падения на расстоянии R от центра небесного тела можно найти, воспользовавшись вто­рым законом Ньютона и законом всемирного тяготения:

(13).

Вес тела. Весом тела называют силу, с которой тело действует на горизонтальную опору или подвес. Вес тела P, т. е. сила, с кото­рой тело действует на опору, и сила упругости Fупр, с которой опора действует на тело, в соответствии с третьим законом Ньютона рав­ны по модулю и противополож­ны по направлению: = - . (14)

Если тело находится в покое на горизонтальной поверхности или равномерно движется и на него действуют только сила тяжести FT и сила упругости Fупр со стороны опоры, то из равен­ства нулю векторной суммы этих сил следует равенство: = - . (15) Сопоставив выражения получим = , (16), т. е. вес P тела на неподвижной или равномерно движущейся горизонтальной опоре равен силe тяжести FT, но приложены эти силы к разным телам.

При ускоренном движении тела и опоры вес P будет отличаться от силы тяжести FT. По второму закону Ньютона, при движении тела массой m под действием силы тяжести FT и силы упругости Fупр с ускоре­нием а выполняется равенство: + = . (17). Из уравнений для веса P получаем: (18) или (19).

Рассмотрим случай движе­ния лифта, когда ускорение а направлено вертикально вниз. Если координатную ось ОУ на­править вертикально вниз, то векторы P, g и a оказываются параллельными оси ОУ , а их проекции — положительны­ми; тогда уравнение (19) при­мет вид . Так как проекции векторов положительны и параллельны координатной оси, их можно за­менить модулями векторов: P = m(g - a). Вес тела, направление уско­рения которого совпадает с направлением ускорения свободного падения, меньше веса покоящегося тела.

Невесомость. Если тело вмес­те с опорой свободно падает, то а = g и из формулы (7) следу­ет, что P= 0. Исчезновение веса при дви­жении опоры с ускорением свободного падения называется не­весомостью. Состояние невесомости на­блюдается в самолете или космическом корабле при движе­нии с ускорением свободного падения независимо от направ­ления и значения модуля ско­рости их движения. За преде­лами земной атмосферы при выключении реактивных дви­гателей на космический ко­рабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космиче­ский корабль и все тела, нахо­дящиеся в нем, движутся с оди­наковым ускорением; поэтому в корабле наблюдается явление невесомости.

Сила упругости. Вблизи поверхности Земли любое тело действует сила тяжести, однако, большинство тел вокруг нас не падают с ускорением, а находятся в покое. Не­подвижны книга, лежащая на столе, и стол, стоящий на полу. Книга на столе неподвижна — значит, кроме силы тяжести на нее действуют другие силы и равнодействующая всех сил равна нулю. Сила, возникающая в ре­зультате деформации тела и направленная в сторону, противо­положную перемещениям час­тиц тела при деформации, на­зывается силой упругости. Опыты по растяжению и сжатию твердых стержней по­казали, что при малых по срав­нению с размерами тел дефор­мациях модуль силы упругости пропорционален модулю век­тора перемещения свободного конца стержня. Направление вектора силы упругости проти­воположно направлению векто­ра перемещения при деформации. Поэтому для про­екции силы упругости на ось ОХ, направленную по вектору перемещения, выполняется ра­венство: (Fупр)x = -kx, (20) где x — удлинение стержня. Связь между проекцией си­лы упругости и удлинением те­ла была установлена экспери­ментально английским ученым Робертом Гуком (1635—1703) и поэтому называется законом Гука: Сила упругости, возникаю­щая при деформации тела, прямо пропорциональна удли­нению тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещений частиц тела при деформации. Коэффициент пропорци­ональности k в законе Гука на­зывается жесткостью тела. Жесткость тела зависит от фор­мы и размеров тела и от матери­ала, из которого оно изготовле­но. Жесткость в СИ выражается в ньютонах на метр (Н/м). Выясним природу сил упру­гости. В состав атомов и моле­кул входят частицы, обладаю­щие электрическими зарядами. Атомы в твердом теле располо­жены таким образом, что силы отталкивания одноименных электрических зарядов и при­тяжения разноименных заря­дов уравновешивают друг дру­га. При изменениях взаимных положений атомов или молекул в твердом теле в результате его деформации электрические си­лы стремятся возвратить атомы в первоначальное положение. Так при деформации возникает сила упругости. Силы взаимодействия элект­рических зарядов называются электромагнитными силами. Так как силы упругости обусловле­ны взаимодействиями электри­ческих зарядов, по своей приро­де они являются электромаг­нитными силами.

Сила трения покоя. Прикре­пим к бруску крючок динамометра и попытаемся привести брусок в движение. Растяжение пружины динамометра показы­вает, что на брусок действует сила упругости, но тем не менее брусок остается неподвижным. Это значит, что при действии на брусок силы упругости в на­правлении, параллельном по­верхности соприкосновения бруска со столом, возникает равная ей по модулю сила про­тивоположного направления. Сила, возникающая на границе соприкосновения тел при отсут­ствии относительного движе­ния тел, называется силой тре­ния покоя. Сила трения покоя Fтр равна по модулю внешней силе F, направленной по касательной к поверхности соприкосновения тел, и противоположна ей по нaправлению : = - .

Сила трения скольжения. Прикрепим динамометр к бруску и заставим брусок двигаться равномерно по горизонтальной поверхности стола. Во время равномерного движения бруска динамометр показывает, что на брусок со стороны пружины действует постоянная сила уп­ругости Fупр. При равномерном движении бруска равнодейст­вующая всех сил, приложен­ных к нему, равна нулю. Следо­вательно, кроме силы упругос­ти во время равномерного дви­жения на брусок действует сила, равная по модулю силе уп­ругости, но направленная в противоположную сторону. Эта си­та называется силой трения скольжения. Вектор силы трения скольжения Fтр всегда направлен противоположно вектору скорости и движения тела относительно соприкасающегося с ним тела. Поэтому действие силы трения скольжения всегда приводит к уменьшению модуля относи­тельной скорости тел. Силы трения возникают благодаря существованию сил взаимодей­ствия между молекулами и атомами соприкасающихся тел.

Коэффициент трения. Опыт показывает, что: 1) максимальное значение силы трения покоя не зависит от пло­щади поверхности соприкосно­вения тел. 2) максимальное значение модуля си­лы трения покоя прямо пропорционально силе нормально­го давления. Взаимодействие тела и опоры вызывает деформацию и тела, и опоры.

Силу упругости N, возникающую в результате деформации опоры и действующую на тело, называют силой реакции опоры. По третьему за­кону Ньютона, сила давления и сила реакции опоры равны по модулю и противоположны по направлению:

=- . Поэтому предыдущий вывод можно сформулировать так: модуль максимальной силы тре­ния покоя пропорционален си­ле реакции опоры: . Греческой буквой μ обозна­чен коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения.

Опыт показывает, что мо­дуль силы трения скольжения, как и модуль максимальной силы трения покоя, пропорциона­лен модулю силы реакции опо­ры:

(21)

Максимальное значение си­лы трения покоя примерно рав­но силе трения скольжения, приближенно равны также ко­эффициенты трения покоя и скольжения. Силы трения возникают и при качении тела. При одинако­вой нагрузке сила трения каче­ния значительно меньше силы трения скольжения. Поэтому для уменьшения сил трения в технике применяются колеса, шариковые и роликовые под­шипники.

 

Контрольные вопросы и задания:

1.При каких условиях скорость тела остается неизменной? Сформулируйте закон инерции (первый закон Ньютона)?

2. Что такое инертность? Какая физическая величина является мерой инертности?

3.Какая физическая величина характеризует отсутствие или наличие внешнего воздействия? Дайте определение силы и назовите единицы силы.

4.Сформулируйте второй закон Ньютона.

5.Сформулируйте третий закон Ньютона.

6.В чем отличие гравитационного притяжения от сил упругости и трения?

7.Сформулируйте закон всемирного тяготения.

8.Что такое сила тяжести? Дайте определение ускорения свободного падения.

9.Дайте понятие первой космической скорости, чему она ровна?

10.Поясните в чем разница между весом неподвижного тела и движущегося с ускорением.

11.Когда возникает невесомость? Приведите примеры.

12.Какие силы называют силами упругости? Сформулируйте закон Гука.

13.Какие взаимодействия определяют силу трения? Сформулируйте определение силы трения, перечислите возможные виды трения.

14.Чему равна сила трения покоя? Как находится максимальная сила трения покоя и от чего она зависит?

15.Трактор сила тяги которого на крюке 15 кН, сообщает прицепу ускорение 0,5 м/с2. Какое ускорение сообщит такому же прицепу трактор, развивающий тяговое усилие 60 кН.

16.Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2 м/с2. Какое ускорение приобретает тело массой 10 кг под действием такой же силы?

17.На тело массой 5кг действуют силы F1=9н и F2=12н, Направленные на север и восток соответственно. Чему равно и куда направлено ускорение тела?

18.Моторная лодка движется с ускорением 2 м/с2 под действием трех сил: силы тяги двигателя 1000Н, силы ветра 1000Н и силы сопротивления воды 414 Н. Первая сила направлена на юг, Вторая- на запад, а сила сопротивления воды - противоположна направлению движения лодки. В каком направлении движется лодка и чему равна её масса?

19.Найти удлинение буксирного троса с жесткостью 100кН/м при буксировке автомобиля массой 2 т с ускорением 0,5 м/с2. Трением принебречь.

20.Во сколько раз сила гравитационного притяжения двух шаров массой по 1 кг, находящихся на расстоянии 1м друг от друга, меньше силы их притяжения к Земле?

21.Каково натяжение троса лифта массой 1000кг при его движении с ускорением 1 м/с2, направленным вертикально вверх?

22.С каким ускорением будет двигаться тело массой 1,5 кг, если на него будет действовать сила 20Н, направленная под углом 300 к горизонту? Коэффициент трения тела о поверхность равен 0,2.

23.Наклонная плоскость, образующая угол 300 с плоскостью горизонта, имеет длину 2м. Тело, двигаясь равноускоренно, соскользнуло с этой плоскости за время 2с. Определить коэффициент трения тела о плоскость.

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.