Інформація про новину
  • Переглядів: 114
  • Дата: 21-11-2020, 17:17
21-11-2020, 17:17

18. Взаимодействие сил. Инертность и инерция. Первый закон Ньютона

Категорія: Учебники » Физика





Попередня сторінка:  17. Колебательное движение. Маятники
Наступна сторінка:   19. Масса тела. Плотность вещества

В окружающем мире мы наблюдаем самые разнообразные взаимодействия тел. Если выпустить из рук какой-нибудь предмет, то он будет падать вниз с увеличивающейся скоростью, потому что его притягивает Земля. Вследствие трения шайба, скользящая по льду, останавливается (рис. ТЭЛ). Наэлектризованная трением расческа притягивает мелкие бумажки. При ударе пластилинового шарика о стену он изменяет свою форму (деформируется).

Таким образом, взаимодействием двух тел называют явление, при котором тела изменяют характер своего движения (величину или направление скорости) или деформируются (изменяют форму).

ИНЕРТНОСТЬ

ОПЫТ 18.1

Положим на гладкую поверхность стола массивную книгу - например, энциклопедию. Привяжем к ней сложенную вдвое швейную нить, оставив свободным конец длиной 30-40 см (рис. 1Э.2). Натянем конец нити и плавно приведем книгу в движение, медленно передвигая ее по столу. Убедимся, что нить достаточно крепкая, чтобы преодолевать трение. Теперь повторим опыт, но отпустим нить, а потом резко дернем за ее конец. В этом случае нить разорвется, даже если ее сложить втрое или вчетверо, а книга практически не сдвинется с места.

В этом простом опыте мы сталкиваемся с двумя эффектами: 1) при взаимодействии тел их скорость начинает изменяться, и 2) свойством тел «противиться» изменению скорости, которую называют инертностью. Инертность - это свойство тела не изменять свою скорость мгновенно.

Книга не смогла сразу набрать скорость, которую мы придали нити, в результате чего нить удлинилась и разорвалась. Мы специально предложили взять массивную книгу, чтобы опыт легко удался.

В случае изменения телом его скорости, масса тела является количественной мерой его инертности, то есть чем больше масса тела, тем тяжелее увеличить или уменьшить его скорость. По этой причине очень опасно пере

бегать дорогу перед движущимся транспортом. Как бы ни были эффективными тормоза автомобиля, он не может остановиться мгновенно и проезжает до полной остановки определенный тормозной путь.

ДВИЖЕНИЕ ПО ИНЕРЦИИ

Инерцией называется явление сохранения телом своей скорости (как по направлению, так и по величине) при отсутствии взаимодействия

с другими телами.

Для того, чтобы перемещать тяжелый ящик по полу, надо приложить значительное усилие. Однако, если хорошо подумать, то становится понятно, что усилие в этом случае нужно только для компенсации трения.

Галилео Галилей был первым, кто заметил, что равномерное прямолинейное движение может происходить без взаимодействия с другими телами. Он предложил опыт, который подтверждает эту мысль.

Пустим массивный шар катиться с небольшой горки, которая плавно переходит в горизонтальную плоскость (рис. 18.3). Сначала горизонтальная поверхность была глиняной, и шар остановился в точке 1. По деревянному настилу шар прокатился дальше и остановился в точке 2. Наиболее далеко (точка 3) шар катился по гладкому мраморному полу. Если представить, что трение и сопротивление воздуха вообще отсутствуют, то логично допустить, что шар никогда не остановится. Опыт Галилея демонстрирует игра в боулинг. Гладкий пол позволяет массивному шару достигать цели, даже если его бросить с небольшой скоростью (рис. 18.4).

Реально взаимодействие тел полностью устранить невозможно, потому опыт Галилея можно назвать мысленным. Если на тело действуют силы, но они взаимно уравновешены, то движение по инерции возможно. Об этом идет речь в первом законе Ньютона.

Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на это тело не действуют другие тела или их действие скомпенсировано. Такие системы называют инерциальными.

Первый закон Ньютона не может быть доказан теоретически, но его справедливость подтверждается некоторыми экспериментальными фактами, а также справедливостью следствий данного закона, поэтому, аналогично аксиомам в геометрии, этот закон называют постулатом о существовании инерциальных систем отсчета.

КРАТКИЕ ИТОГИ

Взаимодействием двух тел называют явление, при котором тела изменяют характер своего движения (величину или направление скорости) или деформируются (изменяют форму).

Инертностью называется свойство тела не изменять свою скорость мгновенно.

Инерцией называется явление сохранения телом своей скорости (как по направлению, так и по величине) при отсутствии взаимодействия с другими телами или в случае компенсации действия внешних сил.

УПРАЖНЕНИЕ 18

1. Какие изменения могут происходить с телами при их взаимодействии?

2. Что называют «инертностью»?

3. Какое движение называют движением «по инерции»?

4. Может ли двигаться тело, которое не взаимодействует с другими телами?

5. На столе лежит книга. С какими телами она взаимодействует?

6. Почему автомобиль не может мгновенно: а) остановиться; б) тронуться с места; в) повернуть?

7. Каменщик отколол часть кирпича, держа его в руке и ударяя по нему молотком. а) Почему руке при этом не больно? б) Почему откалывается именно та часть кирпича, в которую ударяет молоток?

8. В вагоне поезда на столике лежит мячик. Что будет происходить с мячиком в случае, когда поезд: а) двигается равномерно; б) останавливается; в) набирает скорость; г) стоит на остановке?

9. Ковер вытряхивают, ударяя по нему палкой. Объясните, вследствие чего пыль вылетает из ковра, а не «вбивается» в него?

10. Для чего на сидениях автомобиля нужны: а) подголовники; б) ремни безопасности; в) воздушные подушки?

11. Может ли автомобиль с выключенным двигателем двигаться равномерно: а) по горизонтальному шоссе; б) вниз по склону??

12. Два вагона разной массы столкнулись на маневровом участке колеи. На какой вагон подействовала большая сила?

13. На расстоянии полметра от берега находится шестиместная лодка. Какому пассажиру легче прыгнуть на берег: первому или последнему? Назовите две причины.

14. Почему на большой скорости опасно тормозить передним колесом велосипеда?

15. Почему легче забить гвоздь, ударяя по нему молотком, а не просто нажимая на него?

 

Это материал учебника Физика за 7 класс Пшеничка

 



Попередня сторінка:  17. Колебательное движение. Маятники
Наступна сторінка:   19. Масса тела. Плотность вещества



^