Kustība no ķermeņa saskaņā ar gravitācijas spēka iedarbību: definīcija ar formulu

Ķermeņa kustība gravitācijas ietekmē ir centrālā tēma dinamiskajā fizikā. Šī sadaļa ir balstīta uz dinamiku trīs likumu Newton, viņš zina, pat parasts skolnieks. Mēģināsim saprast tēmu kārtīgi, un raksts, sīki aprakstot katru piemēru mums palīdzēs veikt pētījumu par ķermeņa kustības ar gravitācijas kā noderīgu spēku.

Nedaudz vēstures

No neatminamiem laikiem cilvēki ziņkārīgi vērojot dažādus notikumus, kas notiek mūsu dzīvē. Cilvēce ilgu laiku nevarēju saprast principus un izvietojums daudzām sistēmām, tomēr, garš ceļš, lai izpētītu apkārtējo pasauli radīja mūsu senči pie zinātnisko revolūciju. Šajās dienās, kad tehnoloģija ir jaunattīstības ar neticamu ātrumu, cilvēki gandrīz nedomā par to, kā veikt šos un citus mehānismus.

Tikmēr mūsu senči vienmēr ir interesējusi mīklas dabas procesus un struktūru pasaulē, meklējot atbildes uz grūtākajiem jautājumiem, un nav vairs mācīties, bet neatradu atbildi. Piemēram, slavenais zinātnieks Galileo Galilei 16.gadsimtā uzdot jautājumu: "? Kāpēc ķermenis vienmēr krist, kāda ir spēks piesaista tos uz zemes" In 1589 viņš veica virkni eksperimentu, kura rezultāti izrādījās ļoti vērtīga. Studējis detalizēti likumus brīvā kritiena dažādu iestāžu, throwing objektus no slavenā torņa Pisa. Likumi, kuru viņš vadīja, ir uzlabota, un formulas sīkāk aprakstīts vēl slavenais britu zinātnieks - Sir Isaakom Nyutonom. Ka viņš pieder trīs likumu, kas ir balstīta uz gandrīz visiem mūsdienu fizikā.

Fakts, ka likumi kustības organizāciju, aprakstīti pirms vairāk nekā 500 gadiem, ir saistīti ar mūsdienām, ir tas, ka mūsu planēta ir pakļauta tiem pašiem likumiem. Mūsdienu cilvēks ir jābūt vismaz virspusēji izpētīt pamatprincipus vienošanās pasaulē.

Pamatjēdzieni dinamikas un atbalsts

Lai pilnībā izprastu principus šīs kustības, jums vajadzētu vispirms iepazīties ar dažiem jēdzieniem. Tātad, lielākā daļa nepieciešamie teorētiskie noteikumi:

• Mijiedarbība - ir ietekme uz institūcijām pret otru, kurā notiek izmaiņas vai sākumā to kustību attiecībā pret otru. Ir četru veidu mijiedarbības: elektromagnētiskie, vājas, spēcīgas un gravitācijas.
• Ātrums - fiziska daudzumu norāda ātrumu, ar kādu ķermenis kustas. Ātrums ir vektors, ti, ir ne tikai vērtību, bet arī virzienu.
• Paātrinājums - daudzums, kas mums rāda ātrumu izmaiņu ātruma ķermeņa kādā laika periodā. Tas arī ir vektoriāls lielums.
• līknes, un dažreiz - - taisna līnija, kas attēlo ķermeni kustībā Par ceļu trajektoriju. Ar vienotu taisnvirziena kustību ceļa var sakrist ar pārvietošanas vērtībai.
• Ceļš - ceļš garums, tas ir, tāpat kā ķermeņa notika uz noteiktu laiku.
• Inerciālās atskaites sistēma - vide, kurā jūs esat Ņūtona pirmais likums, tas ir, ķermenis saglabā savu tempu, ar nosacījumu, ka pilnīgi Nepastāvot ārējiem spēkiem.

Iepriekš jēdzieni ir pietiekami kompetenti izdarīt vai iesniegt galvas ķermeņa kustības simulācijas reibumā smaguma.

Ko tu ar to domā spēku?

Let 's pāriet uz pamatkoncepcija mūsu tēmu. Tādējādi, jauda - tā ir vērtība, kuras nozīme ir ietekme vai ietekme uz viena ķermeņa uz otru kvantitatīvi. Gravitātes - ir spēks, kas darbojas uz pilnīgi visās ķermeņa atrodas vai tuvu virsmai mūsu planētas. Jautājums ir: kur tas šo pašu jaudu? Atbilde slēpjas likumu universālo gravitācijas.

Kas ir smaguma?

Jebkurā ķermeņa ietekmē gravitācijas Zemes spēku, kas dod tai zināmu paātrinājumu. Gravity vienmēr ir vertikālā virzienā uz leju, lai centrā planētas. Citiem vārdiem sakot, gravitācijas spēks velk priekšmetus uz Zemi, tāpēc viss vienmēr nokrist. Izrādās, ka gravitācijas spēks - tas ir īpašs gadījums gravitācijas spēku. Newton cēla viens no galvenajiem formulas, lai atrastu kādu pievilkšanas spēks starp abām iestādēm. Tādējādi tiek: F = G * (m ₁ x m ₂₎ / R ^2.

Kas ir gravitācijas izraisītais paātrinājums?

Ķermenis, kas tika atbrīvots no noteikta augstuma, vienmēr peld pa ar gravitācijas spēku. Kustība no ķermeņa reibumā smaguma vertikāli uz augšu un uz leju, to var aprakstīt ar vienādojumu, kur pamata konstante būs vērtība paātrinājuma "g". Šo vērtību nosaka tikai un vienīgi ar gravitācijas spēku, un tā vērtība ir aptuveni vienāda ar 9,8 m / s ^2. Izrādās, ka ķermenis tiek nodotas no augstuma nulles sākuma ātrumu, pārvietosies uz leju, lai vērtību paātrinājuma "g".

Kustība no ķermeņa saskaņā ar gravitācijas spēka iedarbību: formula risināšanai

Pamata formula smaguma konstatācijas ir šāds: F _smaguma = m x g, kur m - masa organismā, kurā spēks iedarbojas, un "g" - bez krišanas paātrinājums (lai vienkāršotu uzdevumus tiek uzskatīts, ir vienāda ar 10 m / s ²⁾ .

Ir vairākas formulas, ko izmanto, lai atrastu konkrētu nezināmo ar brīvo kustību organismā. Piemēram, lai aprēķinātu ceļu šķērso minētā struktūra, tas ir nepieciešams, lai aizstātu zināmo vērtību šajā formulā: S = V ₀ x t + a, x t ^2/2 (ceļš ir vienāds ar no sākotnējā ātruma produktiem, kas reizināts ar laiku summu un paātrinājums brīdī kvadrātā dalīts ar 2).

Par vienādojumi apraksta vertikālo kustību organismā

Kustība no ķermeņa zem smaguma spēka iedarbības vertikāli uz vienādojumu, kas ir šādi: x = x ₀ + v ₀ x t + a, x t ^2/2 Izmantojot šo izteiksmi, tas ir iespējams, lai atrastu koordinātes no ķermeņa pēc zināma laika. Tas ir nepieciešams, vienkārši aizstāt zināma problēma vērtības: sākot atrašanās vietu, sākuma likmes (ja organisms nav vienkārši atbrīvota, un uzstājām ar noteiktu spēku) un paātrinājumu, šajā gadījumā tas ir vienāds ar paātrinājumu g.

Tādā pašā veidā var atrast un ātrumu organismā, kas pārvieto saskaņā ar rīcības smagumu. Izteiksme lai atrastu nezināmu daudzumu jebkurā brīdī: v = v ₀ + g x t (sākotnējā vērtība ātrums var būt vienāds ar nulli, tad ātrums būs vienāds ar produkta gravitācijas paātrinājumu ar vērtību, laiku, kad organisms padara kustību).

Struktūru kustība ar gravitācijas spēka iedarbību: problēmas un risinājumi

Jo daudzas problēmas, kas saistītas ar smaguma risināšanā, mēs iesakām šādu plānu:

1. Noteikt sev ērtu inerces atsauces ietvaru parasti, lai izvēlētos Zemi, jo tā atbilst daudzas no ISO prasībām.
2. Uzzīmējiet nelielu zīmējumu vai attēlu, kas attēlo galvenos spēkus, kas iedarbojas uz ķermeni. Kustība ķermeņa reibumā smaguma uzņemas skice vai diagramma, kas norāda virzienu, kurā ķermenis pārvietojas, ja tā darbojas paātrinājums ir vienāds ar g.
3. Pēc tam izvēlieties virzienu projicēt spēkus un paātrinājumu iegūti.
4. Ierakstīt nezināms daudzums un noteikt to virzienu.
5. Visbeidzot, izmantojot iepriekšminēto formulu, lai atrisinātu problēmas, lai aprēķinātu visus nezināmo aizstājot datus vienādojumu, lai atrastu paātrinājuma un nobraukto attālumu.

Cietumsargs risinājumu viegls uzdevums

Kad runa ir par šāda parādība kā ķermeņa pārvietošanos saskaņā ar rīcības smaguma, lai noteiktu, cik praktisks veids, kā risināt šo uzdevumu, var būt grūti. Tomēr ir vairāki triki, izmantojot kuru jūs varat viegli atrisināt pat visgrūtākais uzdevums. Tātad, mēs izskaidrot dzīves piemērus, kā atrisināt šo vai šo problēmu. Sāksim ar viegli saprast problēmu.

Ķermenis atbrīvots no augstuma 20 m bez sākotnējo ātrumu. Noteikt, cik daudz laika tas sasniedz Zemes virsmas.

Risinājums: mēs zinām ceļu šķērso organismā, tas ir zināms, ka sākotnējais ātrums ir vienāds ar 0. Mēs varam arī noteikt, ka ķermenis ir tikai gravitācijas spēks akti, izrādās, ka šī kustība ir ķermeņa saskaņā ar rīcības smagumu, un tāpēc jums vajadzētu izmantot šo formulu: S = V ₀ x t + a, x t ^2/2. Tā kā mūsu gadījumā a = g, tad pēc dažiem pārveidojumiem iegūstam šādu vienādojumu: S = g x t ^2/2 Tagad paliek tikai ātrā laikā, izmantojot šo formulu, mēs atklājam, ka t ² = 2S / g. Ievietojot zināmo vērtību (šajā gadījumā pieņemt, ka g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. Līdz ar to, t = 2 S.

Tātad mūsu atbilde: ķermenis kritums uz zemes 2 sekundes.

Triks, lai atrisinātu šo problēmu ātri, ir šādi: var redzēt, ka ķermeņa kustības aprakstīta šādu problēmu notiek vienā virzienā (vertikāli uz leju). Tas ir ļoti līdzīgs vienmērīgi paātrinātā kustībā, jo organisms nav spēku, izņemot gravitācijas spēku (ar gaisa pretestības spēku ir atstāta novārtā). Šī iemesla dēļ mēs varam izmantot formulu, lai atrastu vienkāršu ceļu pie vienmērīgi paātrinātas kustības, iet attēli zīmējumu vienošanos, kas iedarbojas uz ķermeņa spēkiem.

Piemērs no vairāk grūtākajiem uzdevumiem

Tagad ļaujiet mums redzēt, kā vislabāk atrisināt šo problēmu uz ķermeņa kustību, ko smaguma, ja organisms nespēj pārvietoties vertikāli, bet ir daudz sarežģītu kustību.

Piemēram, nākamais uzdevums. Daži objekts pārvietojas masu m ar nezināmu paātrinājumu pa slīpu plakni, tad berzes koeficients ir vienāds ar k. Noteikt vērtību paātrinājuma, kas ir pieejams kustību ķermeņa laikā, slīpuma leņķis α ir zināms.

Risinājums: Tas ir nepieciešams, lai izmantotu plāna, kas aprakstīts iepriekš. Pirmā izloze zīmējums slīpa plakne ar ķermeņa tēlu un visi spēki, kas darbojas uz tā. Izrādās, ka tas ir trīs sastāvdaļas: smaguma, berzi un grīdas reakcijas spēku spēku. Tas izskatās vispārēju vienādojumu, kā rezultējošo spēku: F _Berze + N + mg = ma.

Galvenais izcelt problēmas ir nosacījums slīpuma leņķis alfa. Kad projekcijas spēkus uz vērša asi un oy asi, šis nosacījums ir jāņem vērā, tad mēs iegūt šādu izteiksmi: mg x sin alfa - f _berzi = ma (ass vērša) un N - mg x cos α = F _berzes (par oy asi) .

F _berzes ir viegli aprēķināts, konstatējot formula berzes spēku, tas ir vienāds ar k x mg (berzes koeficientu, kas reizināts ar produkta svara un gravitācijas paātrinājuma). Pēc tam, kad visi aprēķini paliek tikai aizstājot to rezultātus, formulā, iegūstam vienkāršotu vienādojumu paātrinājumu, uz kuru ķermenis pārvietojas pa slīpu plakni aprēķināšanai.