של תופעות טבעיות על הבסיס של הניסוי הוא אפשרי רק בתנאי של שמירה על כל השלבים: תצפית, השערה, ניסוי, תאוריה.הניטור לזהות ולהשוות את העובדות, את ההשערה מאפשרת לתת להם הסבר מדעי מפורט, דורש אישור ניסיוני.ביצוע תצפית של התנועה של גופים הובילו למסקנה מעניינת: השינוי במהירותו של הגוף הוא אפשרי רק על ידי הפעולה של גוף אחר.
לדוגמא, אם אתה מפעיל במהירות במדרגות, אתה רק צריך לפנות כדי לתפוס את המעקה (שינוי הכיוון) או להשהות (השינוי של המהירות), כדי שלא ייתקל בקיר שממול.תצפיות
של אירועים דומים הובילו ליצירתו של המדע הפיזי לומד את הסיבות לשינוי המהירות של הגופים או עיוות.
יסודותדינמיקת
מענה לשאלה הנצחית מדוע הגוף הפיזי נע בכל דרך או במנוחה, הדובר קרא ל.
לשקול את השאר.בהתבסס על הרעיון של תורת היחסות של תנועה, אנו יכולים להסיק כי לא יכול להיות גוף חסר תנועה לחלוטין.כל להיות נייח ביחס לגוף התייחסות אובייקט אחד נע ביחס לאחרים.לדוגמא, הספר מונח על השולחן הוא נייח ביחס לשולחן, אבל אם לוקח בחשבון את עמדתה ביחס לאדם שעובר, אז זה טבעי למסקנה מהלכי הספר.
לכן, את חוקי התנועה של גופות מכוסות במערכות התייחסות האינרציה.מה זה?
נקרא מערכת ייחוס אינרציאלית בו הגוף נמצא במנוחה או ביצוע אחיד ותנועה ישרה בהיעדר החשיפה לנושאים או חפצים אחרים.
בדוגמא לעיל, מסגרת התייחסות הקשורים לשולחן יכולה להיקרא אינרציה.אדם בתנועה אחידה בקו ישר, יכול לשמש כגוף התייחסות של ISO.אם תנועתו תהיה מואצת, אז לחבר אותו CO אינרציה בלתי אפשרי.
למעשה, מערכת כזו יכולה להיות מתואמת עם הגופים נוקשה קבועים על פני השטח של כדור הארץ.עם זאת, כוכב לכת עצמו אינו יכול לשמש כגוף התייחסות לISO כאחיד מסתובב סביב הציר שלה.יש גופים על פני השטח תאוצה צנטריפוגלית.
מה היא אינרציה?תופעת
אינרציה היא קשורה ישירות לISO.תחשוב על מה שקורה כאשר מכונית נוסע עוצרת בפתאומיות?נוסעים נמצאים בסיכון, כפי שממשיכים את תנועתם.לעצור את זה יכול להושיב מול חגורת בטיחות.תהליך זה מסביר את האינרציה של הנוסע.האם זה נכון?
אינרציה - תופעה שצפויה לשמור על מהירות קבועה של גוף בהיעדר החשיפה לגופים אחרים.הנוסעים הוא מתחת למושב או מושבים.תופעת אינרציה לא נצפתה.הסבר
טמון במאפיינים של הגוף, ולדבריו, באופן מיידי לשנות את המהירות של אובייקט אינה אפשרית.זה - אינרציה.לדוגמא, האינרציה של הכספית במדחום מאפשרת לך להשמיט את בר אם אנחנו ישנים לנער את המדחום.
מידה נקראת אינרציה מסת גוף.האינטראקציה משתנה מהר יותר מהמהירות של הגופים עם פחות משקל.התנגשות רכב בקיר בטון לסופי פועלת כמעט בלי להשאיר עקבות.המכונית היא לעתים קרובות עוברת שינויים בלתי הפיכים: שינוי המהירות, יש עיוות משמעותית.מתברר שההתמדה של קיר הבטון גבוהה בהרבה מהאינרציה של המכונית.
כמויות
יסוד של הדינמיקה של הטייס כרוך במידה של ניסיון עם מדידות של כמויות פיזיות.המעניין ביותר הם: האצת - כמדד למהירות של שינוי במהירות של הגופים;שנקבע על ידי המכתב, שנמדד במ '/ s2;משקל
- כמדד להתמדה;היא מציינת מ 'המכתב, שנמדד בק"ג;כוח
- כמדד לפעולה ההדדית של גופים;לעתים קרובות כונה על ידי המכתב F, נמדד בN (ניוטון).יחסי
של משתנים אלו שנקבעו בשלוש סדירויות נובעים הפיזיקאי האנגלי הגדול ביותר.חוקי ניוטון נועדו להסביר את המורכבות של האינטראקציה בין גופים שונים.כמו גם את התהליכים כדי לנהל אותם.זה הרעיון של "האצה", "כוח", חוקי ניוטון "משקל" הקשורים יחסים מתמטיים.בואו ננסה להבין מה זה אומר.
פעולה רק כוח אחד - תופעה יוצאת דופן.לדוגמא, הלווין המלאכותי המקיף את כדור הארץ, מושפע רק על ידי כוח הכבידה.ניתן להחליף כמה כוחות
תוצאת
ידי כוח יחיד.
סכום גיאומטרי של כוחות הפועלים על הגוף, הנקרא התוצאה.על הסכום הגיאומטרי
אנחנו מדברים, שכן הכוח - כמות וקטור, אשר תלויה לא רק בנקודה של יישום, אלא גם על כיוון פעולה.
לדוגמא, אם אתה צריך להעביר את מלתחה די מסיבית, אתה יכול להזמין את החברים שלך.יחד, התוצאה רצויה.אבל אתה יכול להזמין רק אדם חזק מאוד.כוחו שווה לפעולה של כל החברים.גיבור הכוח ליישם עשוי להיקרא כתוצאה.חוקי
תנועה של ניוטון מנוסחים על בסיס הרעיון של "תוצאה".חוק
האינרציה
מתחיל ללמוד את החוקים של ניוטון עם התופעה השכיחה ביותר.החוק הראשון נקרא בדרך כלל חוק ההתמדה, שכן הוא קובע את המטרות של תנועה אחידה או גופי קיפאון.גוף
נע באופן אחיד בקו ישר או במנוחה, אם הוא לא מעביר את הכוח או ההשפעה של זה קוזז.ניתן לטעון
כי במקרה זה, התוצאה היא אפס.במצב כזה הוא, למשל, רכב נע במהירות קבועה על רצועה ישרה של כביש.הכוח הכבידה הוא מתוגמל על ידי נושאת כוח התגובה, והדחף של מודולו המנוע שווה לכח של התנגדות לתנועה.נברשת
על התקרה נשענת, ככוח הכובד מאוזנת במתח של גופי שלה.יכול להיות מתוגמל
רק אלה כוחות שמחוברים לאותו גוף.החוק השני של ניוטון
קדימה.הסיבות לשינוי במהירות של גופים, בהתחשב בחוק השני של ניוטון.מה הוא אומר?כוחות תוצאת
הפועלים על הגוף, מוגדר כמוצר של ההמוני של הגוף להיות נרכש על ידי הכוחות של האצה.
2 החוק של ניוטון (נוסחה: F = ma), למרבה הצער, לא מערכת יחסים של סיבה והתוצאה בין מושגי היסוד של קינמטיקה ודינמיקה.זה לא יכול להצביע בדייקנות, שהוא הגורם להאצה של גופים.
לנסח אחר: גוף התאוצה המתקבלת הוא ביחס ישר לכוח התוצאה וביחס הפוך למשקל גוף.
כך, ניתן לקבוע כי השינוי במהירות הוא בהתאם רק על הכוח ליישם בם, ומשקל גוף.החוק של
2 ניוטון, הנוסחה של מה שיכול להיות: = F / m, בוקטור נחשב בסיסי, משום שהיא מאפשרת לך ליצור קישור בין הסניפים של פיסיקה.כאן, - וקטור התאוצה של הגוף, F - כוח תוצאה, מ '- המשקל.
מואץ תנועה של המכונית היא אפשרית אם המנוע דחף גדול מהכח של התנגדות לתנועה.עם עלייה בעליות מתיחה והאצה.משאיות מצוידות במנועים כבדים, משום שהמסה שלהם היא הרבה יותר גדולה מהמסה של מכונית נוסע.המכונית
, המיועדת למירוצים במהירות גבוהה הם הקלו כך שהם קבועים חלקים דרושים המינימום וכוח המנוע גדל במידת האפשר.אחד המאפיינים החשובים ביותר של מכונית ספורט בזמן ההאצה ל -100 קילומטר / שעה.המרווח קטן יותר, טובים יותר את המאפיינים של את המהירות של המכונית.החוקים של האינטראקציה חוק
ניוטון, המבוסס על כוחות הטבע, טוענים כי כל אינטראקציה מלווה בכמה כוחות.אם הכדור תלוי על חוט, זה מרגיש את השפעתו.חוט זה גם נמתח על ידי הפעולה של הכדור.
מסתיים ניסוח חוקי ניוטון של הכלל השלישי.בקיצור זה הוא: פעולה שווה תגובה.מה זה אומר?כוחות
עם גופים המפעילים אחד על השני שווים בגודל והפוכים בכיוון המכוון לאורך הקו המחבר את המרכזים של הגופים.זה מעניין, כי הם לא יכולים להיקרא מפוצה כי הם פועלים על גופים שונים.בעיה מפורסמת
היישום של חוקי
של "סוס ועגלה" יכולה להכשיל.סוס רתום לעגלה שהוזכר, משמרותיו מהמקום.על פי החוק השלישי של ניוטון, שני האובייקטים לפעול אחד על השני עם יחידת כוחות שווה, אבל בפועל, הסוס יכול לנוע עגלה שאינה מתאימות לבסיס של חוקים.החלטת
תהיה, בהתחשב בכך שמערכת זו של גופים אינה סגורה.יש דרך השפעתו על שני הגופים.כוח החיכוך הפועל על הפרסה של הסוס, עולה על הערך של גלגלי חיכוך גלגול עגלה.לתנועת הרגע מתחיל בניסיון להזיז את העגלה.אם המצב משתנה, הסוס בשום פנים וזה לא יזוז ממקומותיהם.פרסותיו יחליקו על הכביש, והתנועה לא תהיה.
כילד, גלגול אחד את השני על מזחלת, אחד יכול להיתקל בדוגמה כזו.אם אתה יושב על המזחלת, שניים או שלושה ילדים, מאמציו של אחד הוא לא מספיק כדי להעביר אותם.ניתן להפריך
גופים נופלים על הקרקע, שהוסברה על ידי אריסטו ("כל גוף יודע את מקומו") על הבסיס האמור לעיל.הנושא עובר לקרקע תחת השפעה של אותו הכוח כמו כדור הארץ בשבילו.על ידי השוואת הפרמטרים שלהם (מסה של כדור הארץ היא הרבה יותר גדולה מהמסה של הגוף), בהתאם לחוק השני של ניוטון, טען כי ההאצה של אובייקט פעמים רבות יותר מאשר ההאצה של כדור הארץ.אנחנו ראינו את זה ישתנה בשיעור של הגוף, כדור הארץ לא זזה ממסלול.גבולות
של פיסיקה מודרנית תחולת
אינו מכחישים את חוקי ניוטון, אלא רק מגדיר את גבולות תחולתם.לפני תחילת פיזיקת המאה העשרים אין ספק שהחוקים האלה להסביר את כל תופעות הטבע.
1
, 2, 3 החוק של ניוטון מגלה באופן מלא את הסיבות להתנהגותם של גופים מקרוסקופית.תנועה של אובייקטים במהירות קטין מתארת באופן מלא את עקרונות היסוד הללו.
מנסה להסביר להם את הבסיס של התנועה של גופים במהירויות קרובות למהירות האור, נועד לכישלון.סך השינוי במאפיינים של מרחב ובזמן במהירויות אלה אינו מאפשר שימוש בדינמיקה של ניוטון.בנוסף, חוקים משתנים דעותיהם בCO אינה האינרציה.לשימושם מציג את המושג של אינרציה.
הסבר את התנועה של גופים שמימיים, את הכללים למיקום והאינטראקציה יכולה חוקי ניוטון.החוק הכבידה הוא הציג למטרה זו.כדי לראות את התוצאה של משיכה של גופים קטנים הוא בלתי אפשרי, משום שהכח הוא מועט.המשיכה ההדדית
אגדה ידועה לפיה מר ניוטון, שישב בגן ולצפות בתפוח נופל, ביקר רעיון מבריק: כדי להסביר את התנועה של אובייקטים קרובים לפני השטח של כדור הארץ והתנועה של גופים שמימיים על בסיס המשיכה הדדית.זה לא כל כך רחוק מהאמת.תצפיות וחישובים מדויקים לא רק בסתיו של תפוחים מודאגים, אלא גם להעביר את הירח.חוקי תנועה זו מוביל למסקנה כי כוח משיכה גדל עם המוני גופי אינטראקציה ויורד עם מרחק ביניהם גדל.
בהסתמך על החוקים השניה והשלישי של חוק הכבידה של ניוטון האוניברסלי נאמר כדלקמן: כל הגופים ביקום מושכים אחד את השני עם כוח המכוון לאורך הקו המחבר את המרכזים של הגופים, ביחס ישר למסה של גוף וביחס הפוך לריבוע המרחק בין המרכזים של הגופים.סימון
מתמטי: F = GMM / R2, כאשר F - הכוח הכבידה, M, מ '- המוני גופי אינטראקציה, r - המרחק ביניהם.הגורם המידתיות (G = 6.62 x 10-11 ננומטר 2 / קילוגרם 2) נקרא קבועות הכבידה.משמעות
פיזית: קבוע שווה זה לכוח משיכה בין שני גופים של המונים של 1 קילוגרם במרחק של 1 מ 'ברור שהכוח מסת גוף קטן כל כך חסר משמעות שיכול להיות מוזנח זה..לכוכבי לכת, כוכבים, הגלקסיות, כוח משיכה הוא כל כך גדול שמגדירה את תנועתם לחלוטין.
זה החוק של ניוטון מדינות משיכה שאתה צריך להפעיל את רקטות דלק שיכול ליצור סילון דחף להתגבר על ההשפעה של כדור הארץ.המהירות דרושה לכך - מהירות המילוט של 8 קילומטר / s.
טכנולוגיה מודרנית מאפשרת הייצור של רקטות לשיגור תחנה מאוישת כלוויינים של השמש לכוכב לכת אחרת כדי לחקור אותם.מהירות, פיתח מכשיר כזה - מהירות המילוט שווה למרחק של 11 קילומטר / s.אלגוריתם
של חוקי
פתרון בעיות דינמיקה מציית רצף מסוים של פעולות:
- כדי לנתח את הבעיה, לזהות את סוג הנתונים של תנועה.
- הפעלת ציור המציגה את כל הכוחות הפועלים על הגוף וכיוון התאוצה (אם קיימים).בחר מערכה צירים.
- כתוב את החוקים הראשונים או שני, תלוי בזמינות של האצה של הגוף, בצורה וקטורית.קח את כל הכוחות (כוח תוצאה, חוקי ניוטון: ראשון, אם המהירות של הגוף אינה משתנה, השני אם יש תאוצה).משוואת
- נכתבה בתחזיות על הצירים שנבחרו.
- אם המערכת של משוואות וכתוצאה מכך היא לא מספיק, כדי לכתוב שונה:. נחישות של הכוחות, משוואות קינמטיקה, וכן הלאה נ
- לפתור המערכת של משוואות לכמות לא ידועה.
- הפעלה לבדוק ממדים כדי לקבוע את נכונות הנוסחה.
- חישוב.
בדרך כלל פעולות אלה הוא מספיק כדי לפתור את הבעיה בכל קנה מידה.
