Учебное пособие законы Ньютона. Учебное пособие Законы Ньютона. Учебное пособие по части курса Раздел Законы механики Ньютона для студентов всех направлений и специальностей

• Название: Учебное пособие по части курса Раздел Законы механики Ньютона для студентов всех направлений и специальностей
• Анкор: Учебное пособие законы Ньютона
• Дата: 08.10.2019
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: Учебное пособие Законы Ньютона.doc
• Тип: Учебное пособие; #89045
• страница: 1 из 13

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Уфимский машиностроительный колледж

ОУД.08 Физика

Учебное пособие по части курса

Раздел Законы механики Ньютона

для студентов всех направлений
и специальностей

Уфа 2016

СОГЛАСОВАНО: На заседании методической комиссии Протокол №_______________ от «__»_______________ 20__г. Председатель : ____________Ж.В. Ахмадеева

Зам.директора по УР ____________Н.В. Павлова «__»_______________ 20__г.

Физика: Учебное пособие по части курса для студентов всех направлений и специальностей подготовлено преподавателем Физики, математики, информатики и ИКТ Хуснутдиновой Р.И. Курс лекций включает в себя текст 7 лекций по темам данного раздела учебной дисциплины «Физика», домашнее задание по каждой теме, контрольные вопросы, список литературы и используемые интернет ресурсы

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Уфимский машиностроительный колледж

ОУД.08 Физика

Учебное пособие по части курса

Раздел Законы механики Ньютона

для студентов всех направлений
и специальностей

Уфа 2016

Содержание

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Уфимский машиностроительный колледж 1

ОУД.08 Физика 1

Учебное пособие по части курса 1

Раздел Законы механики Ньютона 1

для студентов всех направлений и специальностей 1

Уфа 2016 1

Физика: Учебное пособие по части курса для студентов всех направлений и специальностей подготовлено преподавателем Физики, математики, информатики и ИКТ Хуснутдиновой Р.И. Курс лекций включает в себя текст 7 лекций по темам данного раздела учебной дисциплины «Физика», домашнее задание по каждой теме, контрольные вопросы, список литературы и используемые интернет ресурсы 2

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Уфимский машиностроительный колледж 3

ОУД.08 Физика 3

Учебное пособие по части курса 3

Раздел Законы механики Ньютона 3

для студентов всех направлений и специальностей 3

Уфа 2016 3

Содержание 4

Тема 1. Понятие силы 5

 1. Введение 5

Тема 2. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета 8

 Первый закон Ньютона 8

 Точка зрения Аристотеля на причину движения 10

 К вопросу о формулировке первого закона Ньютона 11

 Почему Земля – неинерциальная система отсчета. Маятник Фуко 12

 Заключение 13

Тема 3. Взаимодействие тел. Второй закон Ньютона 14

 Введение 14

 Масса, сила. Второй закон Ньютона 14

 Виды взаимодействия в физике 16

 Как искать равнодействующую силу 16

 Центробежная сила 17

Тема 4. Третий Закон Ньютона 18

 Основные сведения о законах Ньютона 20

 Основной экспериментальный закон динамики 21

 Некоторые особенности взаимодействия тел. Принцип относительности Галилея 21

 Разбор качественной задачи 22

Тема 5. Сила тяжести. Ускорение свободного падения 23

 Введение 23

 Ускорение свободного падения 24

 Факторы, которые влияют на ускорение свободного падения 24

 Центр тяжести 26

Тема 6. Принцип относительности Галилея 29

 1. Введение 29

Тема 7. Решение задач по теме Законы механики Ньютона 32

Тема 1. Понятие силы

 1. Введение

Пер­вые пред­став­ле­ния о силе свя­зы­ва­ют­ся у нас с му­скуль­ны­ми на­пря­же­ни­я­ми рук, ног – с му­скуль­ной силой. Сло­ва­ми «силь­ный»‚ «сла­бый» мы в обы­ден­ной жизни часто ха­рак­те­ри­зу­ем дей­ствие од­но­го тела на дру­гое, на­при­мер, дей­ствие руки на мяч, дей­ствие пру­жи­ны на боёк за­тво­ра вин­тов­ки, дав­ле­ние пара на пор­шень па­ро­вой ма­ши­ны и т. д.

Из про­шло­го урока мы с вами знаем, что из­ме­не­ние ско­ро­сти тела про­ис­хо­дит из-за вза­и­мо­дей­ствия его с дру­ги­ми те­ла­ми. Для того чтобы по­дроб­но опи­сать по­ве­де­ние тел при вза­и­мо­дей­ствии, вво­дит­ся по­ня­тие сила.

Сила – это век­тор­ная ве­ли­чи­на, яв­ля­ю­ща­я­ся мерой дей­ствия на дан­ное тело дру­гих тел или полей.

Сила ха­рак­те­ри­зу­ет­ся:

• 
  Мо­ду­лем
  
• 
  На­прав­ле­ни­ем
  
• 
  Точ­кой при­ло­же­ния
  

В си­сте­ме СИ сила из­ме­ря­ет­ся в нью­то­нах.

_{[F] = H}

Для того чтобы по­нять, что такое сила в один нью­тон, нам нужно вспом­нить, что сила, при­ло­жен­ная к телу, из­ме­ня­ет его ско­рость. Кроме того, вспом­ним о инерт­но­сти тел, ко­то­рая, как мы пом­ним, свя­за­на с их мас­сой. Итак,

Один нью­тон – это такая сила, ко­то­рая ме­ня­ет ско­рость тела мас­сой в 1 кг на 1 м/с за каж­дую се­кун­ду.

При­ме­ра­ми сил могут слу­жить:

• 
  Сила тя­же­сти – сила, дей­ству­ю­щая на тело в ре­зуль­та­те гра­ви­та­ци­он­но­го вза­и­мо­дей­ствия.
  
• 
  Сила упру­го­сти – сила, с ко­то­рой тело со­про­тив­ля­ет­ся внеш­ней на­груз­ке. Ее при­чи­ной яв­ля­ет­ся элек­тро­маг­нит­ное вза­и­мо­дей­ствие мо­ле­кул тела.
  
• 
  Сила Ар­хи­ме­да – сила, свя­зан­ная с тем, что тело вы­тес­ня­ет некий объем жид­ко­сти или газа.
  
• 
  Сила ре­ак­ции опоры – сила, с ко­то­рой опора дей­ству­ет на тело, на­хо­дя­ще­е­ся на ней.
  
• 
  Сила тре­ния – сила со­про­тив­ле­ния от­но­си­тель­но­му пе­ре­ме­ще­нию кон­так­ти­ру­ю­щих по­верх­но­стей тел.
  
• 
  Сила по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния – сила, воз­ни­ка­ю­щая на гра­ни­це раз­де­ла двух сред.
  
• 
  Вес тела – сила, с ко­то­рой тело дей­ству­ет на го­ри­зон­таль­ную опору или вер­ти­каль­ный под­вес.
  

И дру­гие силы.

Сила из­ме­ря­ет­ся с по­мо­щью спе­ци­аль­но­го при­бо­ра. Этот при­бор на­зы­ва­ет­ся ди­на­мо­мет­ром (рис. 1). Ди­на­мо­метр со­сто­ит из пру­жи­ны 1, рас­тя­же­ние ко­то­рой и по­ка­зы­ва­ет нам силу, стрел­ки 2, сколь­зя­щей по шкале 3, план­ки-огра­ни­чи­те­ля 4, ко­то­рая не дает рас­тя­нуть­ся пру­жине слиш­ком силь­но, и крюч­ка 5, к ко­то­ро­му под­ве­ши­ва­ет­ся груз.



Рис. 1. Ди­на­мо­метр

На тело могут дей­ство­вать мно­гие силы. Для того чтобы пра­виль­но опи­сать дви­же­ние тела, удоб­но поль­зо­вать­ся по­ня­ти­ем рав­но­дей­ству­ю­щей сил.

Рав­но­дей­ству­ю­щая сил – это сила, дей­ствие ко­то­рой за­ме­ня­ет дей­ствие всех сил, при­ло­жен­ных к телу (Рис. 2).

Зная пра­ви­ла ра­бо­ты с век­тор­ны­ми ве­ли­чи­на­ми, легко до­га­дать­ся, что рав­но­дей­ству­ю­щая всех сил, при­ло­жен­ных к телу – это век­тор­ная сумма этих сил.



Рис. 2. Рав­но­дей­ству­ю­щая двух сил, дей­ству­ю­щих на тело

Кроме того, по­сколь­ку мы с вами рас­смат­ри­ва­ем дви­же­ние тела в ка­кой-ли­бо си­сте­ме ко­ор­ди­нат, нам обыч­но вы­год­но рас­смат­ри­вать не саму силу, а ее про­ек­цию на ось. Про­ек­ция силы на ось может быть от­ри­ца­тель­ной или по­ло­жи­тель­ной, по­то­му что про­ек­ция – это ве­ли­чи­на ска­ляр­ная. Так, на ри­сун­ке 3 изоб­ра­же­ны про­ек­ции сил, про­ек­ция силы  – от­ри­ца­тель­на, а про­ек­ция силы  – по­ло­жи­тель­на.



Рис. 3. Про­ек­ции сил на ось

Итак, из этого урока мы с вами углу­би­ли свое по­ни­ма­ние по­ня­тия силы. Мы вспом­ни­ли еди­ни­цы из­ме­ре­ния силы и при­бор, с по­мо­щью ко­то­ро­го из­ме­ря­ет­ся сила. Кроме того, мы рас­смот­ре­ли, какие силы су­ще­ству­ют в при­ро­де. На­ко­нец, мы узна­ли, как можно дей­ство­вать в слу­чае, если на тело дей­ству­ет несколь­ко сил.

 До­маш­нее за­да­ние

1. 
   Решив за­да­чи к дан­но­му уроку, вы смо­же­те под­го­то­вить­ся к во­про­сам 2 ГИА и во­про­сам А2–А4 ЕГЭ.
   
2. 
   За­да­чи 131, 135, 137, 138 сб. задач А. П. Рым­ке­вич изд. 10.
   
3. 
   Все­гда ли при уве­ли­че­нии силы, рас­тя­ги­ва­ю­щей пру­жи­ну, во столь­ко же раз уве­ли­чи­ва­ет­ся де­фор­ма­ция? Как это по­вли­я­ет на шкалу ди­на­мо­мет­ра?
   
4. 
   Рас­смот­ри­те сле­ду­ю­щие во­про­сы и от­ве­ты на них:
   

Во­прос: По­че­му сила ха­рак­те­ри­зу­ет­ся точ­кой при­ло­же­ния? Ведь в ма­те­ма­ти­ке мы имеем право па­рал­лель­но пе­ре­но­сить век­тор от точки к точке.

Ответ:Вспом­ни­те рычаг. Оче­вид­но, что точка, в ко­то­рой при­ло­же­на сила к ры­ча­гу, силь­но вли­я­ет на по­лу­чен­ный эф­фект.

Во­прос: Если все тела вза­и­мо­дей­ству­ют, то неуже­ли на мое дви­же­ние вли­я­ет Юпи­тер или Луна?

Ответ:Дей­стви­тель­но, на ваше дви­же­ние вли­я­ет и Юпи­тер, и Луна, и любая дру­гая пла­не­та Сол­неч­ной си­сте­мы. Од­на­ко, дей­ствие этих тел на наше дви­же­ние очень мало.

Во­прос: Может ли па­рус­ное судно дви­гать­ся про­тив ветра?

Ответ:Да, может. Тех­ни­ка ­та­ко­го дви­же­ния по­дроб­но опи­са­на в книге Я. И. Пе­рель­ма­на «За­ни­ма­тель­ная фи­зи­ка» (т.2).

Во­прос:Может ли мо­дуль силы быть от­ри­ца­тель­ным?

Ответ:Нет, мо­дуль силы – ве­ли­чи­на боль­шая, либо рав­ная нулю. От­ри­ца­тель­ной может быть толь­ко про­ек­ция силы на ка­кую-ли­бо ось.