что можно сказать про ускорения тел при взаимодействии

Что можно сказать про ускорения тел при взаимодействии

1. Какие ускорения приобретают тела в результате взаимодействия?

Действие одного тела на другое никогда не бывает односторонним, тела всегда взаимодействуют друг с другом.
При взаимодействии тел каждое тело действует на другое и сообщает ему ускорение.
Ускорения обоих тел направлены в противоположные стороны.

Отношение модулей ускорений взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс.
Чем больше масса тела, тем меньшее оно получает ускорение при взаимодействии с другим телом, и наоборот.

2. Что можно сказать об ускорении, которое получает Земля при взаимодействии с идущим по ней человеком?

Идущий по земле человек движется вперед благодаря тому, что отталкивается ногами от земли, т. е. взаимодействует с ней.
Человек и земля действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами.
При этом оба тела (Земля и человек) получают ускорения, обратно пропорциональные их массам.
Так как масса Земли огромна по сравнению с массой человека, то ускорение Земли практически равно нулю, т. е. она практически не меняет свою скорость.
Человек же приходит в движение относительно Земли.
В результате точка о землю он получает достаточное (видимое) ускорение.

3. С какой силой действуют друг на друга тела при взаимодействии?

По 2-у закону Ньютона произведение массы тела на его ускорение равно приложенной к телу силе.
Значит,

4. Как формулируется третий закон Ньютона? Как он записывается математически?

Третий закон Ньютона:

Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Знак «минус» показывает, что векторы сил направлены в разные стороны.

Третий закон справедлив, когда движения рассматриваются относительно инерциальных систем отсчета.

5. С помощью каких опытов можно доказать, что силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению?

3) Здесь тоже тела действуют друг на друга на расстоянии.
Два демонстрационных динамометра закреплены на штативе.
На стержни динамометров прикреплены плоские магниты.
Магниты отталкиваются, так как обращены друг к другу одноименными полюсами.
Сначала динамометры были разведены на такое расстояние, при котором силы взаимодействия магнитов были практически равны нулю и не регистрировались динамометрами.

Затем один из динамометров стали приближать к другому.
При этом стрелки динамометров начали отклоняться от нуля в разные стороны.
Значит, силы, с которыми магниты действуют друг на друга, противоположны по направлению.
При сближении магнитов показания динамометров возрастают, но в каждый момент они равны друг другу.
Значит, магниты отталкиваются с равными по модулю силами.

4) Два мальчика на роликовых коньках тянут за концы веревок, привязвнных к сцепленным динамометрам.
В результате оба мальчика движутся навстречу друг другу.
Динамометры показывают одинаковые по величине силы.

6. Что можно сказать о силах, возникающих при взаимодействии тел?

1. Из-за взаимного действия тел друг на друга силы всегда появляются парами.
Если на какое-то тело действует сила, то обязательно есть какое-то другое тело, на которое первое тело действует с такой же по абсолютному значению силой, но направленной в противоположную сторону.

2. Силы равны по модулю.

3. Силы противоположны по направлению.

4. Силы приложены к разным телам и не компенсируют (не уравновешивают) друг друга.

5. Силы одинаковы по своей природе: или обе силы упругости, или обе силы тяготения, или обе силы магнитные и т.д.
Например:
— если предметы лежат на опоре, возникают силы упругости, посредством которых тело и опора взаимодействуют друг с другом,
— Земля и Луна взаимодействуют друг с другом посредством сил всемирного тяготения,
— стальной гвоздь и магнит притягиваются благодаря действию магнитных сил.

7. Почему неверно говорить о равновесии сил, возникающих при взаимодействии тел?

Силы, о которых говорится в третьем законе Ньютона, никогда не уравновешивают друг друга, поскольку они приложены к разным телам.

8. Уравновешивают (компенсируют) ли друг друга силы, которые возникают при взаимодействии двух тел?

Силы, возникающие при взаимодействии двух тел, приложены к разным телам.
Поэтому нельзя сказать, что сумма сил, приложенных к каждому телу, равна нулю, что эти силы уравновешиваются.
Уравновешиваться могут лишь силы, приложенные к одному и тому же телу.

Источник

Что можно сказать § 20 № 2 ГДЗ Физика 9 класс Кикоин И.К.

Что можно сказать об ускорениях двух взаимодействующих тел?

Отношение модулей ускорений двух данных взаимодействующих тел всегда одно и то же.

Каким движениям соответствуют графики 1 и 2 на рисунке 29? ( Подробнее. )

На каком расстоянии от Земли оказался бы космический корабль через 30 мин после старта, если бы он все время двигался прямолинейно с ( Подробнее. )

Чтобы оторваться от земли, самолет должен набрать скорость 180 м/с. На каком расстоянии от места старта на взлетной полосе самолет ( Подробнее. )

Источник

Взаимодействие тел

Масса, объем и плотность

Масса

Как ни странно, начнем мы с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.

В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.

Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона

F — сила, действующая на тело (равнодействующая) [Н]

В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.

Закон Всемирного тяготения

F = GMm/R2

F — сила [Н]
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная

Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне.

Откуда берется масса

Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Например, доказано, что у электронов масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.

А еще Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не было бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.

Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.

Источник: Википедия

Бозон Хиггса невозможно представить — это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.

Объем тела

Масса зависит от двух величин: плотности и объема. Начнем с известной нам из математики величины — с объема.

А если вернуться к задачкам, то чтобы рассчитать объем прямоугольного параллелепипеда, нам нужно перемножить три его параметра.

Вычисляем объем по формуле:

Формула объема параллелепипеда

V = a*b*c

А для цилиндра будет справедлива такая формула:

Формула объема цилиндра

V = S*h

S — площадь основания [м^2]

Плотность вещества

Плотность — скалярная физическая величина. Определяется как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.

Формула плотности вещества

р — плотность вещества [кг/м^3]

m — масса вещества [кг]

V — объем вещества [м^3]

Плотность зависит от температуры, агрегатного состояния вещества и внешнего давления. Обычно если давление увеличивается, то молекулы вещества утрамбовываются плотнее — следовательно, плотность больше. А рост температуры, как правило, приводит к увеличению расстояний между молекулами вещества — плотность понижается.

Маленькое исключение

С водой такая история не работает: плотность воды меньше плотности льда.

Объяснение кроется в молекулярной структуре льда. Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, она изменяет молекулярную структуру так, что расстояние между молекулами увеличивается. Соответственно, плотность льда меньше плотности воды.

Ниже представлены значения плотностей для разных веществ — это поможет при решении задач по физике:

Твердое вещество

кг/м3

г/см3

Жидкость

кг/м3

г/см3

кг/м3

Где самая большая плотность?

Самая большая плотность во Вселенной — в черной дыре. Плотность черной дыры составляет около 1014 кг/м3.

Средняя плотность

В школьном курсе чаще всего говорят о средней плотности тела. Дело в том, что если мы рассмотрим какое-нибудь неоднородное тело, то в одной его части будет, например, большая плотность, а в другой — меньшая.

Если вы когда-то делали ремонт, то знакомы с такой вещью, как цемент. Он состоит из двух веществ: клинкера и гипса. Чтобы найти плотность цемента, можно сделать так: отдельно найти плотность гипса, плотность клинкера по формуле выше, а потом найти среднее арифметическое двух плотностей.

А можно просто массу цемента разделить на объем цемента и мы получим ровно то же самое. Просто в данном случае мы берем не массу и объем вещества, а массу и объем тела.

Формула плотности тела

р — плотность тела [кг/м^3]

Инертность

Масса придает телу такое свойство, как инертность. Но не напрямую — у этого есть некая последовательность. Если посмотреть, как строитель толкает тачку или родитель везет ребенка на санках — можно заметить, что и тачка, и санки, изменяют свою скорость только при наличии нескомпенсированного действия — силы, которую прикладывают и строитель, и родитель.

Так как быстрота изменения скорости характеризуется ускорением тела, можем заключить, что причиной ускорения является некомпенсированное действие одного тела на другое. Но одно тело не может действовать на другое, не испытывая его действия на себе. Следовательно, ускорение появляется при взаимодействии тел. Ускорение приобретают оба взаимодействующие тела.

Давайте вернемся к нашим строителям и родителям. Если строитель приложит к тачке ту же силу, что и родитель, то ускорение не обязательно будет одинаковым.

Чем меньше ускорение приобретает тело при взаимодействии, тем инертнее это тело.

Например, движущийся по дороге автомобиль не может мгновенно остановиться — для уменьшения скорости требуется некоторое время.

Чем инертнее тело, тем больше его масса. Чем больше инертность, тем меньше ускорение. Следовательно, чем больше масса тела, тем меньше его ускорение. Эту закономерность описывает второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона

Мы уже упоминали его в начале статьи, давайте разберемся подробнее.

Второй закон Ньютона

F — сила, действующая на тело (равнодействующая) [Н]

В этом законе есть такое понятие, как равнодействующая сила. Часто можно встретить, что она обозначается не буквой F, а буквой R. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу.

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причина тому — сила.

Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.

А в чем разница между инертностью и инерцией?

Инертность — это свойство тело, инерция — явление сохранения скорости тела.

Первый закон Ньютона

Понятие «инерция» сформулировали отдельно друг от друга Галилео Галилей и Исаак Ньютон:

Галилео Галилей

Исаак Ньютон

Формулировка закона инерции

Когда тело движется по горизонтальной поверхности, не встречая никакого сопротивления движению, то его движение — равномерно, и продолжалось бы постоянно, если бы плоскость простиралась в пространстве без конца.

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не принуждается приложенными силами изменить это состояние.

Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или покоится, если на него не действуют другие тела.

Инерция – это физическое явление сохранения скорости тела постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Варианты формулировки не противоречат друг другу и говорят, по сути, об одном и том же, просто разными словами — выбирайте ту, что вам нравится больше.

Ньютоновская формулировка закона инерции по-другому называется первым законом Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость постоянной, в том числе равной нулю, если действие на него других сил отсутствует или скомпенсировано.

Первый закон Ньютона

R = 0, если v=const

R — результирующая сила, сумма всех сил, действующих на тело [Н]

const — постоянная величина

А вы небось уже подумали, что мы про первый закон Ньютона забыли и сразу перескочили ко второму. Все в порядке — первый тоже на месте.

В этом законе встречается такое словосочетание, как «система отсчета». Оно изучается в самом начале курса физики, но там это понятие читают в контексте «такие системы отсчета». Напрашивается вопрос: какие такие системы отсчета?

Системы отсчета: инерциальные и неинерциальные

Чтобы описать движение, нам нужны три штуки:

В совокупности эти три опции образуют систему отсчета:

Рассмотрим разницу между этими системами отсчета на примере задачи.

Аэростат — летательный аппарат на картиночке ниже — движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускоренно движется автомобиль.

Выберите правильное утверждение:

1) Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инерциальной не является.

2) Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инерциальной не является.

3) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.

4) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной.

Решение:

Система отсчёта, связанная с землёй, инерциальна. Да, планета движется и вращается, но для всех процессов вблизи планеты этим можно пренебречь. Во всех задачах систему отсчета, связанную с землей можно считать инерциальной.

Поскольку система отсчёта, связанная с землёй инерциальна, любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится — по первому закону Ньютона тоже инерциальна.

Движение аэростата удовлетворяет этому условию, так как оно равномерное и прямолинейное, а равноускоренное движение автомобиля — нет. Аэростат — инерциальная система отсчёта, а автомобиль — неинерциальная.

Ответ: 1.

Третий закон Ньютона

Он честно-пречестно последний.

Третий закон Ньютона обобщает огромное количество опытных фактов, которые показывают, что силы — результат взаимодействия тел.

Он формулируется так: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Если попроще: сила действия равна силе противодействия.

Если вам вдруг придется объяснять физику во дворе — можно сказать и так: на каждую силу найдется другая сила 🙈

Третий закон Ньютона

F1 = — F2

F1 — сила, с которой первое тело действует на второе [Н]

F2 — сила, с которой второе тело действует на первое [Н]

Источник

Что можно сказать про ускорения тел при взаимодействии

От чего зависит абсолютное значение и направление ускорения, которое сообщается телу благодаря елиянню другого тела? Чтобы найти ответ на этот вопрос, мы опять прибегнем к опыту.

В самом простом случае в опыте должны участвовать два теля: то, которое влияет, и то, которое подвергается этому влиянию.

Но в действительности оба тела, так сказать, (фавнсправны». Каждое из них и влияет на другое тело, и само подвергается влиянию. Когда, например, футболист в стремительном беге сталкивается с другим футболистом, то оба они изменяют свою скорость.

Вообще каждый раз, когда какое-нибудь тело А получает ускорение из-за того, что на него действует тело В, тело В также получает ускорение. Происходит, как говорят, взаимодействие тел, и оба они получают ускорения. Мы теперь должны выяснить, каковы эти ускорения.

Множество опытов, проведенных с различными телами, показали, что при взаимодействии двух тел их ускорения направлены всегда противоположно друг другу. Кроме того, для двух данных взаимодействующих тел отношение абсолютных значений их ускорений всегда одно и то же. Это отношение совершенно не зависит от того, как происходит взаимодействие этих тел. Это может быть столкновение двух тел; это может быть взаимодействие тех же тел, связанных между собой пружиной, нитью, проволокой; тела, наконец, могут взаимодействовать, не соприкасаясь друг с другом, как, например, взаимодействуют планеты с Солнцем или Луна с Землей, магнит с куском железа. Сами же абсолютные значения ускорений каждого из тел могут быть совершенно различными при различных взаимодействиях. Одинаково лишь отношение ускорений.

Если бы мы, например, взяли две тележки одинакового размера — одну алюминиевую, а другую стальную (рис. 80) и заставили бы их столкнуться, то во время столкновения обе они изменили бы свою скорость, получили ускорения. Измерения показали бы, что ускорение алюминиевой тележки по абсолютному значению в три раза больше ускорения , стальной независимо от того, какие скорости имели тележки до столкновения:

Направления ускорений обеих тележек противоположны друг другу.

Измерять ускорения тележек при столкновении очень трудно, потому что столкновение длится очень короткое время. Значительно проще провести опыт, в котором взаимодействующие тела движутся равномерно по окружности, и измерить центростремительные ускорения этих тел.

Схема такого опыта показана на рисунке 81. Два одинаковых по размеру цилиндра — алюминиевый и стальной — с просверленными по осям отверстиями надеты на стержень, вдоль которого они могут скользить с малым трением.

Установим стержень с цилиндрами на центробежную машину и приведем ее во вращение. Цилиндры тотчас же соскользнут к концам стержня (см. § 27). В этом опыте цилиндры не взаимодействуют друг с другом.

Свяжем теперь цилиндры тонкой нитью и снова приведем стержень во вращение.

Теперь цилиндры взаимодействуют друг с другом посредством связывающей их нити. При определенных расстояниях цилиндров до оси вращения стержня они не будут соскальзывать со стержня,

а будут двигаться по окружностям. Радиусы этих окружностей — это расстояния цилиндров до вращения. Но по окружности тело движется с центростремительным ускорением, направленным к центру и равным где угловая скорость вращения стержня, радиус окружности. Отношение абсолютных значений ускорений алюминиевого и стального цилиндров равно:

Измерив радиусы и мы увидим, что для алюминиевого цилиндра радиус втрое больше радиуса окружности, по которой движется стальной цилиндр. Это значит, что отношение ускорений цилиндров равно трем.

Ускорения обоих цилиндров направлены к оси вращения и поэтому взаимно противоположны. Можно изменить длину нити, связывающей цилиндры: можно изменять скорость вращения стержня. Все это изменит ускорение каждого из цилиндров. Но опыт показывает, что отношение ускорений в любом случае останется равным 3. Так мы убедились, что при любом взаимодействии двух данных тел отношение их ускорений одно и то же.

1. Что является причиной ускорения?

2. Что можно сказать об ускорениях двух взаимодействующих тел?

3. Найдите скорость алюминиевой тележки, о которой шла речь в этом параграфе, после ее столкновения со стальной тележкой, если начальная скорость стальной тележки равна 4 м/сек, а ее скорость после столкновения стала равной 2 м/сек. Алюминиевая тележка до столкновения покоилась.

4. Алюминиевый и стальной цилиндры, опыт с которыми рассматривался в § 30, связаны нитью длиной 8 см. На каком расстоянии от центра стержня расположится каждый из цилиндров?

Источник

• ← что можно сказать про улыбку
• что можно сказать про характер →