Физика 9 класс На сайте Сейчас65 гостейонлайн title=»header71″>
- title=»header71″>Динамика
- title=»header72″>Первый закон Ньютона. Інерціальна система отсчета
- title=»header73″>Второй закон Ньютона. Добавление сил
- title=»header74″>Третий закон Ньютона
- title=»header75″>Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения
- title=»header76″>Сила тяготения
- title=»header77″>Рух тела с начальной скоростью под действием силы тяготения
- title=»header78″>Рух искусственных спутников. Первая космическая скорость
- title=»header79″>Силы упругости. Закон Гука
- title=»header80″>Вес тела, которое движется вертикально с ускорением. Невесомость
- title=»header81″>Сила трения. Коэффициент трения
- title=»header82″>Принцип относительности Галілея
- title=»header83″>Импульс тела. Закон сохранения импульса
- title=»header84″>Механическая работа
- title=»header85″>Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах
- Зависимость давления жидкости от скорости ее течения
title=»header71″>Динамика
title=»header71″>Динамика — это аналитический раздел механики, в котором выясняются причины характера движения тіл. (Основные понятия динамики — инерция, масса, сила, гравитация, энергия, мощность — коротко рассматриваются в 7 классе). В основе динамики лежат три закона, названные законами Ньютона title=»header72″>
title=»header72″>Первый закон Ньютона. Інерціальна система отсчета
title=»header72″>Первый закон Ньютона (закон инерции) формулируется так: любое тело сохраняет свое начальное состояние относительного покоя или прямолинейного равномерного движения, пока внешние тела не выведут его из этого состояния Однако есть и другое формулирование первого закона, связанное с понятием Інерціальної системы отсчета — системы, тело отсчета которой находится в покое или движется с : существуют системы отсчета, названные інерціальними, относительно которых тело, на которое бездействуют другие тела или внешние действия взаимно зкомпенсовані, находится в состоянии покоя или движется безприскорення. title=»header73″>
title=»header73″>Второй закон Ньютона. Добавление сил
title=»header73″>Исследовательским путем выявлено: ускорение тела за модулем прямо пропорциональное модулю силы, которые действует на тело, и обратно пропорционально массе тела (т.е. , ), а за направлением совпадает с направлением силы: ||, т.е.. В этом и заключается сущность второго закона Ньютона В 7 классе рассматривается добавление сил и приводится понятие рівнодійної сил, которые действуют в одном направлении. Обобщенное правило добавления сил как векторов, направления которых разные, иллюстрирует опыт, схему которого изображено на рисунке Итак, правило добавления сил: вектор, который изображает силу, которая равняется геометрической сумме двух сил, является диагональю параллелограмма, построенного на этих силах как на него сторонах Если треба найти сумму не двух, а большего числа векторов, то сначала вычисляют сумму двух из них, а потом к полученной сумме прибавляют еще один вектор и т. д. title=»header74″>
title=»header74″>Третий закон Ньютона
title=»header74″>Если одно тело действует на другое, то второе тело действует на первое (тела взаимодействуют). Итак, по третьему закону Ньютона: любые два тела действуют одно на одно из силами, одинаковыми по модулем и противоположными за направлением title=»header75″>
title=»header75″>Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения
title=»header75″>О гравитации как универсальное явление уже говорилось раньше. Закон всемирного тяготения: , т.е. две материальные точки притягиваются одна до одной с силами, модуль каждой из которых прямо пропорциональный массам этих точек и обратно пропорциональный квадрату расстояния міжними. Коэффициент пропорциональности называется Гравитационной постоянной, т.
е. (в отличие от, например, ускорения g) значение коэффициента G одинаковое на Земле, Луне и т. д. title=»header76″>
title=»header76″>Сила тяготения
title=»header76″>В русском языке различаются понятие «сила тяготения» и «сила тяжести», в украинском языке в обеих случаях говорят «сила тяготения», итак полную силу земного тяготения лучше называть силой земной гравитации, а для обозначения ее составляющей оставить традиционное название «сила тяготения». На средних географических широтах часть силы земной гравитации играет роль центростремительной силы , обеспечивая телам на поверхности Земли суточное обращение вместе с планетой. Вторая составляющая силы и является силой тяготения , которая вызывает падение тел, поднятых над поверхностью Земли, с ускорением . Итак, лишь на полюсах . title=»header77″>
title=»header77″>Рух тела с начальной скоростью под действием силы тяготения
title=»header77″>Необходимо рассмотреть два разные случая 1. Тело бросили горизонтально на некоторой высоте h над поверхностью Земли. Примеры: м’ячик, горизонтально брошенный из парашютной башни; груз, сброшенный для геологов из самолета, который осуществлял горизонтальный полет Треба найти дальность полета (расстояние). В вертикальном направлении , ведь , откуда . Теперь выразим L: ,. Траектория движения — парабола (если пренебрегать сопротивлением воздуха). 2. Тело бросили под углом? к горизонту. В качестве примера удобно рассматривать задачу баллистики (в частности — стрельбу из пушки). Траектория движения напоминает две зістиковані траектории из предыдущей задачи (словно бы из точки A тело бросали то вправо, то влево). Итак, дальность полета: (если пренебрегать сопротивлением воздуха). Из уравнения найдем высоту подъема h: ; ; . title=»header78″>
title=»header78″>Рух искусственных спутников. Первая космическая скорость
title=»header78″>Вывод о движении брошенного тела по параболе сделано исходя из предположения, что поверхность Земли плоская. Это целиком предположим на сравнительно небольших расстояниях от точки бросания, но в глобальных (космических) масштабах оказывается шарообразность Земли. При этом пока тело движется в заданном при бросании направлении, поверхность под ним кое-что отдаляется от него. Если подобрать такое значение скорости бросания, что отдаление Земли от тела будет равнять его приближению к Земле вследствие притягивания, то тело будет двигаться на постоянном расстоянии h от земной поверхности. В этом случае траекторией тела является круг радиусом . Первой космической скоростью называется скорость бросания тела (скорость запуска ракеты), при которой тело превращается в Супутникземлі. В случае малой высоты тела на орбите над Землей (если ): ; ; ; . title=»header79″>
title=»header79″>Силы упругости. Закон Гука
title=»header79″>Упругость — это способность деформированных тел восстанавливать начальные форму и объем при условии прекращения внешнего действия Силы упругости возникают при деформировании тел и напрямлені противоположно к силам, которые вызывают деформацию Сила упругости за модулем прямо пропорциональная изменению длины тела : , где k — жесткость тела, которое деформируется (пружины). Эта формула — один из выражений закона упругости твердых тел, который его открыл в 1660 г. английский физик Роберт Гук. Пусть стрежень из упругого материала начальной длиной и начальной площадью поперечного перереза здеформували так, что он имеет и .
Относительным удлинением?Стрежня называется отношение . Механическое напряжение, которое возникает в стрежне, — это отношение силы упругости к площади S0:?. Закон Гука при небольших удлинениях констатирует прямую пропорциональность между s i e: , т. е. механическое напряжение в теле при его деформации в пределах упругости прямо пропорциональное относительному удлинению Коэффициент пропорциональности Е называется Модулем упругости, или Модулем Юнга (в честь англичанина Томаса Юнга). title=»header80″>
title=»header80″>Вес тела, которое движется вертикально с ускорением. Невесомость
title=»header80″>Понятие веса тела Р и ее отличие от силы тяготения рассмотрено в 7 классе. Если опора или подвес для какого-то тела (итак, и самое тело) находятся в покое; двигаются горизонтально; двигаются в вертикальном направлении равномерно и прямолинейно, то . Но если тело движется вертикально вверх рівноприскорено, то его вес возрастает. Ускоренный спуск спричиняє уменьшение веса Во время запуска ракеты космонавты испытают значительных перегрузок, а уже на орбите реализуется невесомость. Вес всех предметов в космическом корабле — спутнику Земли — отсутствующая, так как отсутствуют сила тяги двигателей (они отключены) и сила сопротивления атмосферы (она чрезвычайно разрежена), единой силой, которая действует в корабле, есть сила тяготения. При этом для ни одного тела нет ни опор, ни подвесов; все тела в корабле и сам корабль находятся в состоянии свободного падения, а итак — в состоянии невесомости title=»header81″>
title=»header81″>Сила трения. Коэффициент трения
title=»header81″>О трении и его разновидностях (трение покоя, скольжение, катание) уже шло в 7 классе. Однако треба дополнить эту информацию, пользуясь понятием векторівсил. Если сила не сдвинула тело , то . Если под действием силы тело движется (скользит), то сила трения скольжения прямо пропорциональная силе нормального прижатия (), которой численно равняется сила реакции опоры . Если движение тела равномерное, то . Коэффициент трения µ зависит от состояния поверхностей тел, которые дотикаються во время движения (например, от качества обработки, наличия смазочных масел), и от материала, из которого изготовленные тела Если тело поставить на катки или на колеса, то сила трения, которое возникает во время движения (катание) тел, у десятки раз меньшая за силу трения скольжения title=»header82″>
title=»header82″>Принцип относительности Галілея
title=»header82″>Принцип относительности Галілея является обобщением наблюдений и исследований многих физиков и касается всех інерціальних систем отсчета (ICB). 1. Никакими механическими экспериментами внутри ICB нельзя установить, или находится она в покое, или движется прямолинейно и равномерно. Пример: пассажир корабля положил на полированный стол гладенький шарик и проявил, что она не котится. Итак, па-сажир не может выяснить, или движется корабль без ускорения, или стоит на якоре 2. Замена одной ICB на другую не влияет на ни один механический процес. Иначе говоря, все ІСВ цілкомрівноправні. title=»header83″>
title=»header83″>Импульс тела. Закон сохранения импульса
title=»header83″>Импульс тела (импульс, количество движения) — это векторная физическая величина, которая обозначается (от англ. push — толчок) и равняется произведению массы тела на его скорость: .
Пользуясь понятиями импульсов (импульса тела и импульса силы , где t — время действия силы), выражения второго закона Ньютона можно предоставить более общего вида. Пусть ускорение тела постоянное. Тогда ; ; . Таким образом, , т.
е. изменение импульса тела равняется импульсу силы. Такое определение второго закона Ньютона есть универсальным, применимым при любых швидкостяхтіл. На опыте легко проявить неизменность полного импульса Запертой системы тел, т. е. совокупности тел, которые взаимодействуют лишь между собой. Примеры: человек выпрыгивает на берег из лодки, а лодка немного отплывает от берега; пушка получает «отдачу» при вылете из ее жерла снаряда В результате обобщения многих опытов и наблюдения сформулированы закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов n тел, которые образовывают запертую систему, не изменяется при их взаимодействии: , или .
Ведь: . Проявлением закона сохранения импульса есть реактивное движение — движение тела (например, каракатицы, медузы, ракеты) за счет выбрасывания (вылет) из него струе жидкости или газа title=»header84″>
title=»header84″>Механическая работа
title=»header84″>Пусть сила , напрямлена под углом? к горизонту, переместила по горизонтальной поверхности некоторое тело на расстояние s. Для расчета работы этой силы раскладывают вектор на две составу: параллельную движения тела (??) и перпендикулярную к движению тела (?). Работу выполняет составляющая, которая совпадает за направлением с направлением движения: . Итак, в общем случае робота определяется модулем силы, путем и косинусом угла?. Таким образом, целиком формально получим и такой очевидный вывод: работа вертикальной силы ? на пути s равняется нулю, так как . title=»header85″>
title=»header85″>Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах
title=»header85″>Понятие энергии вообще, двух разновидностей механической энергии и их формулы уже рассмотрены в 7 классе. Теперь прибавляется формула потенциальной энергии упруго деформированного тела жесткостью k: . В курсе 7 класса шло и о законе сохранения энергии в механике. Треба рассмотреть этот закон более подробно. Известно, что тела, очень быстро двигаясь в воздухе, заметно нагреваются. Пример: вхождение космического корабля в атмосферу при его возвращении из полета. Итак, закон сохранения механической энергии формулируется так: полная механическая энергия запертой системы тел может сохраняться только при условии, что тела взаимодействуют лишь силами тяготения и упругости, т.е. при отсутствии сил трения и сопротивления среды. Понятно, что такое условие — идеализация, поэтому есть смысл говорить только о сохранении полной энергии системы, учитывая и внутреннюю энергию тілсистеми. title=»header86″>
Зависимость давления жидкости от скорости ее течения
Скорость потока жидкости связана с тискомрідини. Именно на зависимости давления в воздушном потоке от его скорости базируется возникновение подъемной силы, которая действует на крыло самолета На рисунке изображена горизонтальная трубка сменного перереза, через которую движется жидкость. Она не накапливается в отдельных участках трубки, не образовывает пустот. Поэтому через любой перерез трубки за 1 с проходит одинаковое количество жидкости. Итак, скорость жидкости в звуженняхбільша. Следствием закона сохранения энергии во время передвижения жидкости в трубке сменного перереза есть закон Бернулли: , где p — давление, — плотность, v — скорость жидкости Из закона Бернулли вытекает, что в тех перерезах трубки, где скорость жидкости меньшая, давление жидкости большее. На рисунке в месте сужения скорость жидкости большая, тому тиск меньший . ???