Keha liikumine toimel gravitatsiooni: määratlus valemiga

Keha liikumise raskuse all on keskne teema dünaamilise füüsika. See osa põhineb dünaamika kolm seaduste Newton, ta teab isegi tavaline koolipoiss. Proovime mõista teemat põhjalikult ja artikkel kirjeldab üksikasjalikult iga Näiteks aitab meil teha uuring keha liikumise all Gravitatsioonijõud kasulikuks.

Pisut ajalugu

Juba ammustest aegadest on inimesed uudishimulikult vaadates erinevaid üritusi toimub meie elus. Inimkond pikka aega ei saanud aru põhimõtteid ja paigutus paljud süsteemid, aga pikk tee, et uurida ümbritsevat maailma viinud meie esivanemad teadusliku revolutsiooni. Nendel päevadel, kui tehnoloogia areneb uskumatu kiirusega, inimesed peaaegu ei mõtle, kuidas toimida nende või muude mehhanismide kaudu.

Vahepeal meie esivanemad on alati olnud huvitatud mõistatused looduslike protsesside ja struktuuri maailma, otsides vastuseid kõige raskem küsimustele ja ei lakka õppida, kuid ei leidnud vastust. Näiteks kuulus teadlane Galileo Galilei 16. sajandi küsida: "Miks keha alati kukuks, mis on jõus meelitab neid maha?" 1589 tegi ta rea eksperimente, mille tulemused on osutunud väga väärtuslikuks. Ta õppis põhjalikult seadustega vabalangemise mitmesuguste organite, viskamine objektid kuulsa torni Pisa. Seadused, mis juhtis ta, on paranenud ja valemid detailsemalt kirjeldatud teise kuulsa Briti teadlane - Sir Isaakom Nyutonom. Et ta omab kolme seaduse, mis põhineb peaaegu kõik tänapäeva füüsika.

Asjaolu, et seadused kehade kirjeldatud rohkem kui 500 aastat tagasi, on olulised tänapäevani, on see, et meie planeedil on kehtivad samad seadused. Tänapäeva inimene peab olema vähemalt pealiskaudselt läbi aluspõhimõtted kokkulepe maailma.

Põhimõisted dünaamika ja tugi

Selleks, et täielikult mõista põhimõtted see liikumine, peaksite esmalt tutvuma mõned mõisted. Seega, kõige vajalikud teoreetilised mõisted:

• Koostoimed - on mõju organid üksteise vastu, mil muutus toimub või nende liikumise algusest üksteise suhtes. Seal on neli liiki suhtlemist: elektromagnetilist nõrk, tugev ja gravitatsiooniline.
• Kiirus - füüsiline suurus, mis näitab kiirust, millega keha liigub. Kiirus on vektor, st, ei ole mitte ainult raha, vaid ka suunda.
• Kiirendus - kogus, mis näitab meile, kiiruse muutumise kiirus keha aja jooksul. Samuti on vektor kogust.
• Trajektoor viis - kõver, ja mõnikord - sirgjoon, mis piiritleb keha liikuma. Ühtlase sirgjoonelise liikumise tee võib kokku langeda veeväljasurve väärtus.
• Path - tee pikkus, see tähendab, nii palju kui keha toimus teatud aja jooksul.
• Inertsiaalsed taustsüsteem - keskkond, kus teil on Newtoni esimene seadus, see tähendab, keha säilitab oma hoogu, eeldusel, et puudub täielikult igasugune väline jõud.

Eespool nimetatud mõistete piisab asjatundlikult juhtida või esitada pea keha liikumise simulatsiooni mõjul raskust.

Mida sa mõtled tugevuse?

Liigume edasi põhikontseptsioon meie teema. Seega võimu - see on väärtus, mille tähendus on mõju või mõju ühe keha teise kvantitatiivselt. Gravitatsiooni - on jõud, mis mõjub absoluutselt iga keha asub või pinna lähedal meie planeedil. Küsimus on: kui teeb seda sama võimu? Vastus peitub seaduste universaalne gravitatsiooni.

Mis on raskusjõu

Igal keha mõjutab gravitatsioonijõud Maa, mis annab talle teatud kiirenduse. Gravitatsioon on alati vertikaalsuunas alla keskele planeedil. Teisisõnu, Gravitatsioonijõud tõmbab objektid Maa poole, sellepärast asjad alati kukuks. Tuleb välja, et Gravitatsioonijõud - see on erijuhtum gravitatsioonijõud. Newton tõi üks peamisi valemeid leida tõmbejõud kahe asutuse vahel. Näib nii: F = G * (m ₁ x _m2) / ^R2.

Mis on raskuskiirendus?

Keha, mis vabastati teatud kõrguse, alati lendavad alla alusel Gravitatsioonijõud. Keha liikumine mõjul raskusastme vertikaalselt üles ja alla saab kirjeldada võrrandid kus põhi konstantse saab kiirenduse "g". See väärtus on kindlaks määratud üksnes Gravitatsioonijõud ja selle väärtus on ligikaudu võrdne 9,8 m / s ^2. Tuleb välja, et keha on valatud kõrgus null algkiirus, liigub allapoole kiirenduse "g".

Keha liikumine toimel gravitatsiooni: valem lahendamisel

Aluselised valemiga raskuskeskme leid on järgmine: F _raskusastme = m x g, kus m - mass keha millele mõjub ja "g" - vabalangemise kiirendus (lihtsustada ülesannete leitakse olevat võrdne 10 m / s ²⁾ .

On mitmeid valemeid kasutatakse leida eelkõige teadmata vaba keha liikumisest. Näiteks selleks, et arvutada tee, mida läbib keha, on vaja asendada tuntud väärtusi selles valemis: S = V ₀ x t + a x t ^2/2 (path võrdub summa produkte algkiirus korrutatud aega ja kiirenduse ajal ruudus jagatuna 2).

Võrrandid kirjeldavad vertikaalselt keha

Keha liikumine mõjul raskusastme vertikaalselt valemisse on järgmine: x = x ₀ + v ₀ x t + a x t ^2/2 Kasutades seda ekspressiooni on võimalik leida kõige koordinaate saabub teatud aja. On vaja lihtsalt asendada tuntud probleem väärtused: alguspunkti esialgne määr (kui keha ei ole lihtsalt vabastatakse ja surutakse teatud jõuga) ja kiirendus, sel juhul on võrdne kiirendusega g.

Samamoodi võib leida ja kiiruse keha, mis toimel liigub raskuskese. Väljend leidmiseks teadmata koguses igal ajal: v = v ₀ + g x t (esialgne väärtus kiirus olla võrdne nulliga, siis kiirus on võrdne produkti raskuskiirendus väärtusega aega, mille keha muudab liikumise).

Liikumise alla kuuluvate asutuste tegevuse raskusastme: väljakutsed ja lahendused

Lahendamisel palju probleeme, mis on seotud gravitatsiooni, soovitame järgmise kava:

1. Määrata ise mugav inertsiaalne taustsüsteem on tavaliselt valida Maa, sest see vastab paljudele nõuetele ISO.
2. Joonista väike joonistus või pilt, mis kujutab peamine mõjuvate keha. Keha liikumine mõjul raskusastme eeldab joonis või diagramm, mis näitab suunda, milles keha liigub, kui ta tegutseb kiirenduse võrdne g.
3. Seejärel valige suunas projekti jõud ja kiirendused saadud.
4. Salvestage teadmata koguses ja määrata nende suunas.
5. Lõpuks, kasutades ülaltoodud valemit, et lahendada probleeme, et arvutada kõik tundmatud asendades andmed võrrandisse leida kiirenduse ja läbitud vahemaa.

Kasutusvalmis lahus lihtne ülesanne

Kui tegemist on sellise nähtuse nagu keha liikumise toimel gravitatsiooni, et teha kindlaks, kuidas praktiline viis ülesande lahendamiseks võib olla raske. Siiski on mitu trikke kasutades kus saab kergesti lahendada isegi kõige raskem ülesanne. Niisiis, me selgitada elu näited, kuidas lahendada selle või teise probleemi. Alustame kerge mõista probleemi.

Asutust vabastatud kõrgus 20 m ilma algkiirus. Määrab, kui palju aega see jõuab maapinna.

Lahendus: me teame, tee, mida läbib keha, on teada, et algkiirus on võrdne 0. Saame ka kindlaks, et keha on ainult Gravitatsioonijõud õigusaktid, selgub, et see liikumine keha mõjul tõsidust ja seetõttu tuleks kasutada järgmist valemit: S = V ₀ x t + a x t ^2/2. Kuna meie puhul a = g, siis pärast mõningast transformatsioone saame järgmise võrrandi: S = g x t ² / 2. Nüüd jääb ainult express ajal läbi selle valemiga leiame, et t ² = 2S / g. Asendades teadaolev tase (antud juhul eeldame, et g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. Järelikult t = 2 s.

Nii et meie vastus: keha langeb maapinnal 2 sekundit.

Petta probleemi lahendada kiiresti, on järgmised: võib näha, et keha liikumist kirjeldatakse järgnevates probleem ilmneb ühes suunas (vertikaalselt alla). See on väga sarnane ühtlaselt kiirendatud liikumist, kuna keha ei jõu peale Gravitatsioonijõud (jõudu õhutakistuse arvestada). Sellepärast saame kasutada valemit leida lihtne tee juures ühtlaselt kiirendatud liikumist, mis kulgeb pilte joonised kokkuleppe tegutseb keha jõud.

Näiteks raskemaks ülesanded

Nüüd vaatame, kuidas kõige paremini lahendada probleemi kehal liikumise raskust, kui keha ei liigu vertikaalselt, kuid on keerulisem liikumist.

Näiteks järgmine ülesanne. Mõned liikuva objekti mass m tundmatu kiirendusega mööda kaldpinda hõõrdetegur on võrdne k. Määrata väärtus kiirendus, mis on saadaval liikumise ajal keha kui kaldenurk α on teada.

Lahendus: On vaja ära plaani, mida on kirjeldatud eespool. Esimene loosimine joonistus kaldpinda Kehaga ja kõik mõjuvad jõud seda. Tuleb välja, et tal on kolm komponenti: Gravitatsioonijõud, hõõrdumise ja põranda vastujõud. Näib üldist võrrandit Saadud jõud: F _Hõõrdumine + N + mg = ma.

Peamiseks tipphetk probleemi on tingimus kaldenurk α. Kui eenduv jõudude härg telje ja oy telje, see tingimus tuleb arvesse võtta, siis saame järgmise valemi abil: mg x sin α - F _hõõrdumise = ma (telje härg) ja N - mg x cos α = F _hõõrdumise (eest oy telg) .

F _hõõrdumise kergesti arvutamiseks võrrandi leidmiseks hõõrdejõud on võrdne k x mg (hõõrdetegur korrutatud toote kaalu ja raskuskiirendus). Lõppude lõpuks arvutused jäävad kuid asendades saadud väärtused valemiga, saame lihtsustatult arvutamise võrrand kiirenduse kehale liigub piki kaldpinda.