Udžbenik za 7. razred

§ 12.1. Kako se tijelo kreće ako na njega ne djeluju druga tijela?

Zašto se brzina tijela mijenja? Nogom gurnite lopticu koja leži – ona će se otkotrljati (slika 12.1). Brzina lopte se promijenila zbog djelovanja drugog tijela na nju.

Lopta koja se kotrlja može se zaustaviti nogom. I u ovom slučaju, brzina lopte se mijenja zbog djelovanja drugog tijela na nju.

Rice. 12.1. Brzina lopte se mijenja ako na nju djeluje drugo tijelo

Pogledajmo sada loptu koja se kotrlja po travi: njena brzina se postepeno smanjuje. Možda u ovom slučaju neko tijelo (ili tijela) djeluje na loptu, smanjujući njenu brzinu? Ako bolje pogledate, primijetit ćete da lopta drobi vlati trave - a u isto vrijeme usporavaju loptu.

Ako kotrljate loptu po asfaltu, ona će se kotrljati mnogo duže nego po travi, ali će na kraju i stati. Ovaj put se brzina lopte smanjuje zbog činjenice da asfalt djeluje na nju, usporavajući kretanje lopte.

Zakon inercije. Eksperimente slične opisanim izveo je u 17. veku Galileo Galilej. Bacao je loptice niz nagnutu ravan i gledao kako se onda kotrljaju duž horizontalne površine. Naučnik je primetio da vreme kretanja lopte pre zaustavljanja zavisi od vrste površine. Dakle, na površini posutoj peskom lopta se kotrlja veoma kratko, ali na površini prekrivenoj tkaninom to traje duže, a na glatkom staklu lopta se kotrlja veoma dugo (Sl. 12.2, a) .

Rice. 12.2. Što je površina tvrđa i glatkija, kuglice se duže kotrljaju po njoj; ako je trenje malo, tijelo "održava kretanje" dugo vremena (b)

Galileo je pretpostavio da se kretanje lopte usporava zbog trenja o podlogu po kojoj se kotrlja, a što je manje trenje, lopta se duže kotrlja. Iz ovog eksperimenta, naučnik je došao do briljantnog zaključka: ako nijedno tijelo ne djeluje na loptu, ona bi se zauvijek kretala istom brzinom. Tako je otkriven prvi zakon mehanike, koji se zove zakon inercije. Formulira se na sljedeći način: ako na tijelo ne djeluju druga tijela, onda ono ili miruje ili se kreće pravolinijsko i jednoliko.

Očuvanje brzine tijela, ako na njega ne djeluju druga tijela, naziva se fenomen inercije. Fenomen inercije je posledica zakona inercije.

Na primjer, kada vozite bicikl po horizontalnom putu bez pedaliranja, koristite fenomen inercije. Fenomen inercije se koristi u mnogim sportovima (slika 12.2, b).

Ali ponekad je fenomen inercije opasan: na primjer, zbog nje je nemoguće odmah zaustaviti automobil. Zapamtite ovo svaki put kada budete prešli ulicu!

Zašto se putnici "bacaju" naprijed kada autobus naglo koči?

Navedite primjere fenomena inercije preuzete iz vaših ličnih zapažanja.

Osnove dinamike

Ako je kinematika grana mehanike u kojoj se pokreti opisuju i proučavaju bez proučavanja uzroka koji ih uzrokuju, onda dinamika razmatra kretanje s druge strane.

Dinamika je grana mehanike u kojoj se razjašnjavaju razlozi zbog kojih se priroda kretanja tijela može promijeniti.

Klasična dinamika zasniva se na tri Newtonova zakona.

Na svako materijalno telo utiču tela koja ga okružuju. Istovremeno, sama utiče na tela oko sebe. Drugim riječima, tijela interakciju između sebe.

Kvantitativna mjera interakcije je sila.

Force– vektorska količina. Da biste odredili silu, morate naznačiti njenu veličinu, smjer djelovanja, tijelo na koje se sila primjenjuje i mjesto primjene.

Sva tijela imaju svojstvo inercije.

Inercija se sastoji u sposobnosti tijela da održe stanje mirovanja ili ravnomjernog pravolinijskog kretanja (zadrže brzinu koju posjeduju nepromijenjenom).

Inercija različitih tijela je različita.

Kvantitativna mjera inercije je tjelesna težina.

Jedinica za masu je kilograma. To je osnovna jedinica koju predstavlja masa međunarodnog prototipa kilograma (standarda).

Zapažanja i iskustvo pokazuju da se brzina bilo kojeg tijela mijenja samo kada na njega djeluju druga tijela (pod djelovanjem sile). Konstantna brzina je moguća samo ako je ubrzanje nula.

Na prelazu iz 16. u 17. vek, Galileo je uspostavio sledeći zakon:

Ako na tijelo ne djeluju druga tijela, tada tijelo održava stanje mirovanja ili pravolinijskog ravnomjernog kretanja.

Krajem 17. vijeka Newton uključio ga u svoje zakone mehanike kao prvi zakon pozivajući ga zakon inercije.

Zakon inercije kaže:

Ako na tijelo ne djeluju druga tijela, ono je u stanju mirovanja ili ravnomjernog linearnog kretanja, u odnosu na inercijski referentni sistem.

Iz ovog zakona proizilazi da uzrok promjene brzine je sila.

Njutnov drugi zakon odgovara na pitanje kako se telo kreće pod dejstvom sile. Kako se brzina može mijenjati samo uz prisustvo ubrzanja, a uzrok promjene je sila, onda je sila uzrok ubrzanja.

Zakon kaže:

Ubrzanje koje ostvaruje materijalna tačka (tijelo) u inercijskom referentnom okviru proporcionalno je sili koja djeluje na tačku, obrnuto proporcionalna masi materijalne točke i podudara se u smjeru sa silom.

Jedinica sile - newton (H):

Prvi i drugi zakon razmatraju samo jedno tijelo. Ali sile nastaju samo u prisustvu dvaju međusobno povezanih tijela i mjere su te interakcije.

Treći zakon razmatra oba tijela u interakciji.

Zakon kaže:

Sile kojima dva tijela djeluju jedno na drugo jednake su po veličini i usmjerene u suprotnim smjerovima duž prave linije koja povezuje ova tijela.

u direktnom kontaktu. U ovom slučaju, to je praćeno promjenom oblika i volumena tijela u interakciji - deformacije. Sile koje nastaju u ovom slučaju nazivaju se elastične sile.

Interakcija se može izvesti na daljinu. U ovom slučaju kažu da postoji polje sile. Jedno od ovih polja je gravitaciono polje, a sile koje nastaju u njemu nazivaju se sile gravitacije.

Kada tijela dođu u direktan kontakt, pored elastičnih sila nastaju sile drugog tipa tzv sile trenja. Odlikuje ih činjenica da onemogućavaju pomeranje jednog tela za trljanje u odnosu na drugo ili sprečavaju samu pojavu ovog pokreta.

Gravitacija, na čije smo djelovanje navikli u zemaljskim uslovima, posljedica je privlačenja (djelovanja gravitacionog polja) Zemlje. Kvantitativno se određuje formulom:

g - ubrzanje gravitacije;

m– masa tijela koje se razmatra;

Činjenica da je za sva tijela na koja djeluju samo sile gravitacije, rezultirajuće ubrzanje isto i jednako g , ustanovio Galileo.

Sila gravitacije se primjenjuje na centar mase tijela i usmjerava se prema dolje duž viska.

Elastične sile nastaju kao rezultat interakcije tijela koja su deformirana.

Utvrđeno je da je sila elastičnosti proporcionalna pomaku čestica iz ravnotežnog položaja do kojeg dolazi prilikom deformacije tijela, a usmjerena je prema ravnotežnom položaju.

Ovaj odnos je prvi uspostavio Newtonov savremenik Robert Hooke i poznat je u fizici kao Hookeov zakon.

X– količina elastičnih informacija;

k– krutost karoserije;

Krutost ima dimenziju [N/m]. To zavisi ne samo od materijala tijela, već i od oblika koji ovo tijelo ima.

Sila trenja klizanja sprječava pomicanje jednog tijela za trljanje u odnosu na drugo i djeluje kada dođe do takvog kretanja (klizanja). Usmjeren je tangencijalno na trljajuće površine u smjeru suprotnom kretanju datog tijela u odnosu na drugo i ovisi o stanju trljajućih površina i pritisku pritiska.

 – koeficijent trenja klizanja, u zavisnosti od prirode i stanja dodirnih tijela, koji nema dimenziju;

N– normalna sila pritiska koja pritiska površine za trljanje jedna o drugu;

Statička sila trenja. Da bi se jedno tijelo koje trlja počelo kretati u odnosu na drugo, mora se primijeniti određena sila. Ako je sila manja od potrebne, kretanje neće početi. To znači da je primijenjena sila kompenzirana nekom silom. Ovo statička sila trenja.

Statična sila trenja nastaje kada se pojavi sila koja teži da klizi jedno tijelo preko drugog.

Statička sila trenja jednaka je po veličini i suprotnog smjera od vanjske sile.

Statička sila trenja raste sa povećanjem vanjske sile do određene granice, nakon čega počinje klizanje.

Granična sila statičkog trenja u mnogim slučajevima premašuje silu trenja klizanja.

Sila trenja kotrljanja. Ako tijelo ima oblik koji mu omogućava da se kotrlja po površini drugog tijela, tada nastaje sila trenja kotrljanja.

Sila trenja kotrljanja je manja od sile trenja klizanja.

Pojava trenja kotrljanja uzrokovana je deformacijom površina oba tijela, zbog čega tijelo kotrljanja kao da se kotrlja uzbrdo. Istovremeno, dijelovi jedne površine koji su prethodno bili u kontaktu su odvojeni od druge.

Kako se tijelo kreće ako na njega ne djeluju druge sile? Kako se tijelo kreće ako na njega ne djeluju druge sile? Tijelo se kreće ravnomjerno pravolinijski. Da li to mijenja njegovu brzinu? Tijelo se kreće ravnomjerno pravolinijski. Da li to mijenja njegovu brzinu? Kako se čita Njutnov prvi zakon? Kako se čita Njutnov prvi zakon? Kreće li se referentni okvir ubrzanjem u odnosu na inercijski okvir? Kreće li se referentni okvir ubrzanjem u odnosu na inercijski okvir? Šta je razlog za ubrzano kretanje tela Šta je razlog za ubrzano kretanje tela

Kako se čita Njutnov drugi zakon? Kako se čita Njutnov drugi zakon? Kako čitati treći Newtonov zakon Kako čitati treći Newtonov zakon Koji referentni sistemi se nazivaju inercijskim? Koji se referentni sistemi nazivaju inercijskim? Koji se referentni sistemi nazivaju neinercijalnim? Koji se referentni sistemi nazivaju neinercijalnim? Izrazite jedinicu sile kroz jedinicu mase i ubrzanja. Izrazite jedinicu sile kroz jedinicu mase i ubrzanja.

Priča o tome kako su "labud, rak i štuka počeli da nose tovar prtljaga" svima je poznata. Priča o tome kako su "labud, rak i štuka počeli da nose tovar prtljaga" svima je poznata. ...Labud juri u oblake, ...Labud juri u oblake, rak se vraća, rak se vraća, A štuka u vodu uvlači. I štuka se uvlači u vodu. Opravdajte nedosljednost ove tvrdnje sa stanovišta klasične mehanike. Opravdajte nedosljednost ove tvrdnje sa stanovišta klasične mehanike.

Popunite prazna polja: Popunite prazna polja: Djelovanjem sile tijelo se kreće... Djelovanjem sile tijelo se kreće... Ako se uz konstantnu masu tijela sila povećava za 2 puta, zatim ubrzanje... za... puta. Ako se uz konstantnu tjelesnu masu sila poveća za 2 puta, tada ubrzanje ... za ... puta. Ako se masa tijela smanji za 4 puta, a sila koja djeluje na tijelo poveća za 2 puta, tada je ubrzanje ... za ... puta. Ako se masa tijela smanji za 4 puta, a sila koja djeluje na tijelo poveća za 2 puta, tada je ubrzanje ... za ... puta. Ako se sila poveća za 3 puta, a masa ..., tada će ubrzanje ostati nepromijenjeno. Ako se sila poveća za 3 puta, a masa ..., tada će ubrzanje ostati nepromijenjeno.

Dati su grafovi zavisnosti projekcije brzine i ubrzanja od vremena za pravolinijsko kretanje. Navedite u kojim oblastima se kompenzuju dejstva okolnih tela. Koliki je smjer rezultujuće sile u odnosu na smjer kretanja? Dati su grafovi zavisnosti projekcije brzine i ubrzanja od vremena za pravolinijsko kretanje. Navedite u kojim oblastima se kompenzuju dejstva okolnih tela. Koliki je smjer rezultujuće sile u odnosu na smjer kretanja? v a

Udžbenik za 7. razred

§ 12.1. Kako se tijelo kreće ako na njega ne djeluju druga tijela?

Zašto se brzina tijela mijenja? Nogom gurnite lopticu koja leži – ona će se otkotrljati (slika 12.1). Brzina lopte se promijenila zbog djelovanja drugog tijela na nju.

Lopta koja se kotrlja može se zaustaviti nogom. I u ovom slučaju, brzina lopte se mijenja zbog djelovanja drugog tijela na nju.

Rice. 12.1. Brzina lopte se mijenja ako na nju djeluje drugo tijelo

Pogledajmo sada loptu koja se kotrlja po travi: njena brzina se postepeno smanjuje. Možda u ovom slučaju neko tijelo (ili tijela) djeluje na loptu, smanjujući njenu brzinu? Ako bolje pogledate, primijetit ćete da lopta drobi vlati trave - a u isto vrijeme usporavaju loptu.

Ako kotrljate loptu po asfaltu, ona će se kotrljati mnogo duže nego po travi, ali će na kraju i stati. Ovaj put se brzina lopte smanjuje zbog činjenice da asfalt djeluje na nju, usporavajući kretanje lopte.

Zakon inercije. Eksperimente slične opisanim izveo je u 17. veku Galileo Galilej. Bacao je loptice niz nagnutu ravan i gledao kako se onda kotrljaju duž horizontalne površine. Naučnik je primetio da vreme kretanja lopte pre zaustavljanja zavisi od vrste površine. Dakle, na površini posutoj peskom lopta se kotrlja veoma kratko, ali na površini prekrivenoj tkaninom to traje duže, a na glatkom staklu lopta se kotrlja veoma dugo (Sl. 12.2, a) .

Rice. 12.2. Što je površina tvrđa i glatkija, kuglice se duže kotrljaju po njoj; ako je trenje malo, tijelo "održava kretanje" dugo vremena (b)

Galileo je pretpostavio da se kretanje lopte usporava zbog trenja o podlogu po kojoj se kotrlja, a što je manje trenje, lopta se duže kotrlja. Iz ovog eksperimenta, naučnik je došao do briljantnog zaključka: ako nijedno tijelo ne djeluje na loptu, ona bi se zauvijek kretala istom brzinom. Tako je otkriven prvi zakon mehanike, koji se zove zakon inercije. Formulira se na sljedeći način: ako na tijelo ne djeluju druga tijela, onda ono ili miruje ili se kreće pravolinijsko i jednoliko.

Očuvanje brzine tijela, ako na njega ne djeluju druga tijela, naziva se fenomen inercije. Fenomen inercije je posledica zakona inercije.

Na primjer, kada vozite bicikl po horizontalnom putu bez pedaliranja, koristite fenomen inercije. Fenomen inercije se koristi u mnogim sportovima (slika 12.2, b).

Ali ponekad je fenomen inercije opasan: na primjer, zbog nje je nemoguće odmah zaustaviti automobil. Zapamtite ovo svaki put kada budete prešli ulicu!

Zašto se putnici "bacaju" naprijed kada autobus naglo koči?

Navedite primjere fenomena inercije preuzete iz vaših ličnih zapažanja.

Pitanja.

1. Kako se tijelo kreće ako na njega ne djeluju druga tijela?

Tijelo se kreće ravnomjerno i pravolinijski ili miruje.

2. Telo se kreće pravolinijski i jednoliko. Da li ovo mijenja njegovu brzinu?

Ako se tijelo kreće ravnomjerno i pravolinijski, tada se njegova brzina ne mijenja.

3. Koja su gledišta o stanju mirovanja i kretanja tijela postojala prije početka 17. vijeka?

Sve do početka 17. veka preovladavala je Aristotelova teorija prema kojoj, ako na njega nema spoljašnjeg uticaja, onda ono može mirovati, a da bi se kretalo stalnom brzinom, drugo telo mora neprekidno da deluje na to.

4. Kako se Galilejevo gledište o kretanju tijela razlikuje od Aristotelove tačke gledišta?

Galilejevo gledište o kretanju tijela razlikuje se od Aristotelove tačke gledišta po tome što se tijela mogu kretati u odsustvu vanjskih sila.

5. Kako je izveden eksperiment prikazan na slici 19 i koji zaključci proizlaze iz njega?

Napredak eksperimenta. Na kolicima se nalaze dvije lopte koje se kreću ravnomjerno i pravolinijski u odnosu na tlo. Jedna lopta leži na dnu kolica, a druga je okačena na konac. Kuglice miruju u odnosu na kolica, jer su sile koje djeluju na njih uravnotežene. Prilikom kočenja, obje lopte počinju da se kreću. Oni mijenjaju brzinu u odnosu na kolica, iako na njih ne djeluju nikakve sile. Zaključak: Shodno tome, u referentnom sistemu koji je povezan sa kolicima za kočenje, zakon inercije nije zadovoljen.

6. Kako se čita Njutnov prvi zakon? (u modernoj formulaciji)?

Prvi Newtonov zakon u modernoj formulaciji: postoje takvi referentni sistemi u odnosu na koje tijela zadržavaju svoju brzinu nepromijenjenu ako na njih ne djeluju druga tijela (sile) ili je djelovanje ovih tijela (sila) kompenzirano (jednako nuli).

7. Koji referentni sistemi se nazivaju inercijalnim, a koji neinercijalnim?

Referentni sistemi u kojima je zakon inercije ispunjen nazivaju se inercijskim, a u kojima nije ispunjen - neinercijskim.

Da, možeš. Ovo proizilazi iz definicije inercijalnih referentnih sistema.

9. Da li se referentni okvir kreće inercijskim ubrzanjem u odnosu na bilo koji inercijski okvir?

Ne, nije inercijalno.

Vježbe.

1. Na stolu, u ravnomjerno i pravolinijskom vozu, nalazi se automobil igračka koji se lagano kreće. Kada je voz zakočio, vagon se kotrljao naprijed bez ikakvog vanjskog utjecaja, zadržavajući svoju brzinu u odnosu na tlo.
Da li je zakon inercije ispunjen: a) u referentnom okviru povezanom sa zemljom; b) u referentnom okviru povezanom sa vozom tokom njegovog pravolinijskog i ravnomjernog kretanja? Tokom kočenja?
Da li se u opisanom slučaju referentni okvir povezan sa zemljom može smatrati inercijskim? sa vozom?

a) Da, zakon inercije je zadovoljen u svim slučajevima, jer mašina je nastavila da se kreće u odnosu na Zemlju; b) U slučaju ravnomernog i pravolinijskog kretanja voza, zakon inercije je zadovoljen (vagon miruje), ali pri kočenju nije. U svim slučajevima, Zemlja je inercijalni referentni okvir, a voz se kreće samo u ravnomjernom i pravolinijskom kretanju.