Взаимодействие тел является свойством материи

Взаимодействие тел.

План

1. Взаимодействие тел. Результат взаимодействия - деформация и изменение скорости.

2. Сила и единицы силы. Графическое изображение сил. Сложение сил, действующих вдоль одной прямой. Равновесие сил.

Мир вокруг нас состоит из материи, которая находится в непрерывном движении. Движутся галактики, звезды, планеты и их спутники.

Движение – не единственное свойство материи. Планеты вращаются вокруг Солнца, супутники вокруг своих планет, потому, что каждая планета взаимодействует с Солнцем, супутник с – планетою.

Существуют такие взаимодействия:

1. Гравитационные. Эти взаємодії залежать від мас тіл та відстаней між ними.

2. Електричні та магнітні взаємодії. Вони залежать від зарядів, сил струмів

і відстаней між ними.

3. Ядерні взаємодії. Існують між частинками в ядрах атомів.

4. Слабкі взаємодії. Існують при перетвореннях найменших частинок

матерії. Із взаємодією ми зіштовхуємося на кожному кроці. Наприклад

куля, що рухається після удару києм в більярді, зіткнулася з нерухомою кулею і примусила її також рухатися. Цей рух – результат дії рухомої кулі на

нерухому. Проте це не єдиний наслідок удару, оскільки куля, що рухалась,

також змінила напрям руху, тобто зазнала дії з боку нерухомої.

У природі не існує відокремленої дії одного тіла на інше. Існує лише взаємодія тіл, тобто, якщо перше тіло діє на друге, друге, в свою чергу, діє на перше.

Спортсмен розтягує тятиву спортивного лука. У цьому випадку взаємодія руки й тятиви призводить до зміни форми тятиви, тобто її розмірів.

Отже, у результаті взаємодії тіл вони змінюють швидкість і напрям свого руху, а також деформуються. Інерція. Дія сили на тіло є причиною зміни його швидкості. Виникає запитання: як рухатиметься тіло, якщо на нього не діють ніякі сили?

Якщо на тіло не діють сили, воно перебуває в стані спокою, або

рухається рівномірно і прямолінійно, тобто його швидкість не змінюється.

Кажуть, що за таких умов тіло рухається за інерцією.

Інерція – це явище збереження тілами сталої швидкості, коли на них не діють інші тіла. Полягає дане явище у тому, що для зміни швидкості тіла

потрібен певний час.

Інерцію не можна виміряти, її можна лише спостерігати, або відтворити. Зауважимо, що в земних умовах не можна створити обставини, за яких на тіло не діють сили, адже завжди існує земне тяжіння, сила опору рухові тощо.

Явище інерції відкрив італійський учений Галілео Галілей.

Інертність. Для зміни швидкості потрібний певний час. Ні в якого тіла за жодної взаємодії швидкість не може змінитися миттєво.

Інертність — властивість, що полягає в тому, що для зміни швидкості тіла на задану величину необхідно, щоб дія на нього іншого тіла тривала певний час.

Властивість інертності мають усі тіла.

Кількісною мірою інертності тіла є маса.

Масу позначають звичайно буквою m.

Маса тіла - це фізична величина, що є мірою інертності тіла. Чим більша маса тіла, тим воно більш інертне.

Одиницею маси в СІ є 1 кілограм (кг). Це маса еталона (зразка), яким служить зроблений зі спеціального сплаву циліндр, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг у Франції. Приблизно можна вважати, що 1 кг дорівнює масі 1 л прісної води.

Крім кілограма, є частинні та кратні

одиниці:

1 мг = 10 ^-6 кг

1 г = 10^{-3 кг}

1 ц = 100 кг

1 т = 10³ кг

Для визначення маси тіла використовують спеціальні прилади – терези, ваги.

Маси двох тіл можна порівняти, якщо виміряти, як змінюються їхні швидкості при взаємодії.

Візьмемо два візки масами m₁ й m₂. На одному з них закріпимо пружину, зігнемо й зафіксуємо ниткою. Якщо нитку перепалити, то під дією пружини бруски набувають швидкості v 1 й v 2. За відношенням швидкостей візків можна порівняти й відношення їхніх мас:

Таким чином, відношення мас тіл обернено пропорційне відношенню їхніх швидкостей.

2. Сила. Графічне зображення сил. Рівнодійна сил.

Сила. Сила - це фізична величина, яка є мірою дії одного тіла на інше. В результаті взаємодії тіла деформуються або ж змінюють свою швидкість.

Сила — це фізична величина, що кількісно характеризує дію одного тіла на інше.

У фізиці часто не вказують, яке тіло і як діє на дане тіло, а говорять, що на тіло діє сила або до тіла прикладена сила. Під дією сили може змінюватися швидкість не тільки всього тіла в цілому, але й окремих його частин.

Силу позначають літерою F. Одиницею вимірювання сили є 1 ньютон на честь англійського фізика Ісаака Ньютона.

[F] = 1 H

Похідні одиниці вимірювання сили:

1кН=1000Н;

1мН=0,001Н.

1Н — це сила, що діє нa тіло масою 1 кг протягом 1с, змінює його швидкість щосекунди на 1 м/с.

Сила, на відміну від маси, визначається не тільки чисельним значенням, а й напрямком. Величину, яка визначається числовим значенням та напрямом, називають векторною. Cилa - векторна величина, що є мірою взаємодії тіл.

Отже, кожна сила характеризується:

1) значенням;

2) напрямком у просторі;

3) точкою прикладання.

Вимірювання сил. Динамометри.

Для вимірювання сили використовують спеціальні прилади - динамометри. Найпростіший динамометр складається з пружини, стрілки та шкали, яка проградуйована в одиницях сили. Якщо до гачка динамометра прикласти силу, то стрілка відхилиться на певну кількість щілок. Щоб визначити числове значення сили, необхідно ціну поділки помножити на кількість поділок.

Графічне зображення сил. Силу можна позначати графічно напрямленим відрізком. Довжина відрізка в масштабі відображає числове значення сили. Один кінець відрізка розміщують у точці тіла, де прикладена сила, на іншому кінці відрізка стрілкою вказують напрям дії сили.

Для того, щоб зобразити силу на рисунку, потрібно:

- Намалювати тіло (чи його умовне позначення).

- Записати значення сили

- Вибрати масштаб.

- Вибрати точку прикладання сили.

- Накреслити пряму, вздовж якої діє сила.

- Вздовж прямої від точки прикладання сили в вибраному масштабі накреслити стрілку пропорційну силі.

- Позначити силу її умовним позначенням.

Рівнодійна сила. Як правило, на одне i те саме тіло діє кілька сил, тому існує необхідність враховувати дію багатьох сил. Сила, яка діє так само, як декілька окремих сил, прикладених до даного тіла, називається рівнодійною цих сил.

Рівнодійна двох сил, напрямлених по одній прямій, визначається як:

3. Запитання для закріплення

1. Що таке сила? Скільки сил відповідають одній взаємодії між двома тілами?

2. Як позначають сили на рисунках? Зобразіть сили, що діють на брусок, який лежить на столі.

3. Яка одиниця сили в SI.

4. Як називається прилад, яким вимірюють силу? Розкажіть про його будову.

5. Чи можете ви прикласти силу, яка дорівнює ста ньютонам?

6. Які види сил розглядають у механіці?

7. Що таке рівнодійна? Як її знаходять, якщо сили напрямлені в один бік? У протилежні боки?

3. Вчимось розв’язувати задачі.

Задача 1. Вагонетку тягнуть два робітники, прикладаючи до неї в одному напрямі сили 30 Н і 45 Н. Сила опору рухові 15 Н. Чому дорівнює рівнодійна всіх сил, що діють на вагонетку?

Розв’язання: F = F₁+ F₂ – F_оп = 30 Н+45 Н -15 Н = 60 Н

Відповідь: F = 60 Н.

Задача 2. На рисунку зображено тіло й сили, що діють на нього; Рівно­дійна яких сил дорівнює нулю? Чому дорівнює рівнодійна всіх сил, що діють на тіло?
Розв’язання:

Fр1 = F3 - F4 = 0

Fр2 = F₁- F₂ + 0 = F₁- F₂

Задача 3. Два хлопчики тягнуть санчата з силами 10Н и 20Н. Накреслити на рисунку ці сили і їх рівнодійну.

F₁=20H F₂=10H  

Сили діють в одну сторону.

		5H

Fр = F₁+ F₂= 20 Н + 10 Н = 30 Н

Відповідь: Fр = 30H

Спробуйте самі

Задача 4. Чи може рівнодійна двох сил 4 Н і 5 Н, що діють на тіло уздовж однієї прямої, дорівнювати 2 Н? 3 Н? 8 Н? 10 Н?

Задача 5. Виразіть у ньютонах сили 420 кН, 15 кН, 7 кН, 0,5 кН, 0,03 кН.

Домашнее задание: § 13, стр. 43-47. Выполнить упражнение № 5 (1-4)

Дата добавления: 2014-12-08