Сила — урок. Физика, 7 класс.
Каждый из нас постоянно встречается с различными случаями действия тел друг на друга.
В результате взаимодействия скорость движения какого-либо тела меняется.
Пример:
Толкая руками тележку, можно привести её в движение. Скорость тележки меняется под действием руки человека.
Действуя на пружину рукой, можно её сжать. Сначала в движение придёт конец пружины, затем это движение передаётся остальным частям пружины. Распрямляясь, сжатая пружина может привести в движение шарик.
При сжатии пружины действующим телом была рука человека, а при распрямлении действующим телом была сама пружина, которая привела шарик в движение.
Тело под действием другого тела может приходить в движение, может останавливаться или изменять направление своего движения, т.е.
скорость тела меняется при взаимодействии его с другими телами.
Часто говорят, что на тело действует сила или к телу приложена сила.Под действием силы тело меняет свою скорость.
Сила, действующая на тело, может изменить не только скорость всего тела, но и отдельных его частей.
Пример:
Доска, лежащая на опорах, прогибается, если на неё садится человек, т.е. доска меняет свою форму, деформируется.
Деформацией называется любое изменение формы и размера тела.
Для приведения в движение грузовой машины необходима большая сила, чем для приведения в движение легковой автомашины, т.е. числовое значение силы может быть различным.Сила является мерой взаимодействия тел.
Сила, как и скорость, является векторной величиной.
Сила характеризуется не только числовым значением, но и направлением.
Обозначают силу — F→, а модуль силы — \(F\).
В честь английского физика Исаака Ньютона, проделавшего огромные исследования в природе существования и использования различных видов силы, за единицу измерения силы в физике принят \(1 ньютон\) — (\(1 Н\)).
Сила в \(1 Н\) будет приложена к телу, если тело массой \(1 кг\) под воздействием этой силы меняет свою скорость на \(1 м/с\) за \(1 секунду\), т.
1Н=1кг⋅мс2.
Также важно указать, к какой точке тела приложена сила.
Начало отрезка — точка \(А\) — есть точка приложения силы F→,
в конце отрезка — стрелка.
Результат действия силы на тело зависит от её модуля, направления и точки приложения.
Источники:
Пёрышкин А.В. Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2013.
Шпаргалка по физике для 7 класса (формулы)
Нахождение скорости тела при равномерном движении:
_________________________
Нахождение плотности вещества:
_________________________
Нахождение модуля силы упругости при растяжении или сжатии (закон Гука), справедлив только для упругой деформации:
Сила тяжести:
________________________
Вес тела:
(если тело и опора неподвижны или движутся прямолинейно и равномерно; сила тяжести приложена к телу, а вес к опоре или подвесу).
__________________________
Равнодействующая двух сил (модуль):
Если силы направлены по одной прямой в одну и ту же сторону.
Если силы направлены по одной прямой в противоположные стороны.
__________________________
Давление:
__________________________
Давление жидкости на дно и стенки сосуда:
Давление внутри жидкости на одной и той же глубине одинаково по всем направлениям.
___________________________
Гидравлический пресс:
___________________________
Действие жидкости и газа на погруженное в них тело (выталкивающая сила):
__________________________
Архимедова сила:
__________________________
Механическая работа:
Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.
Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа равна нулю:
_________________________
Мощность:
Мощность равна отношению работы ко времени, за которое она была совершена.
_________________________
Правило равновесия рычага:
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
__________________________
Момент силы:
Произведение модуля силы, вращающей тело, на ее плечо называется моментом силы
____________________________
Равенство работ при использовании простых механизмов («Золотое правило» механики):
Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрываем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в пути.
_____________________________
КПД:
____________________________
Потенциальная и кинетическая энергия:
потенциальная энергия – энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела (энергия взаимодействия)
кинетическая энергия – энергия, которой обладает тело вследствие своего движения (энергия движения)
Краткий курс физики (7 класс)
Физика-7
Краткий курс
для учащихся 7 класса
© Юлдашева М.В.
Основные понятия
Физика – наука о неживой природе. Изучает физические явления (механические, световые, тепловые, электромагнитные) и строение вещества.
Тело – любой предмет. Объект изучения науки. Тело состоит из вещества.
Явление – реальный процесс, происходящий в природе. Объект изучения науки.
Модель – объект, процесс, понятие, которое используют для упрощения представлений об окружающем мире. Как правило, модель не соответствует внешне изучаемому объекту, как не соответствует карта внешнему виду нашей планеты из космоса. Модель – упрощённое представление изучаемого объекта.
Молекула – мельчайшая частица вещества.
Для описания окружающего нас мира в физике используют основополагающие понятия: величину, явление, закон, теорию.
На основе признаков, общих для каждого из четырёх понятий, можно составить их характеристику по соответствующему плану.
Исследовательские методы науки:
накопление опытных фактов и наблюдений за изучаемым объектом;
гипотеза – предположение, построенное на основе накопленных фактов;
эксперимент – опытная проверка гипотезы;
вывод, основанный на результатах опытной проверки (может быть законом)
Схематическое представление
процесса научного познания
Наблюдения
фактыГипотеза
Эксперимент
Вывод, закон
Лабораторная работа – экспериментальное исследование объекта или явления.
План оформления лабораторной работы
Название
Цель
Оборудование
Схема установки
Ход работы
Таблица результатов
Вычисления
Расчёт погрешностей
Вывод
Расчёт погрешностей в лабораторной работе
А – измеряемая величина.
А – абсолютная погрешность измерения.
А = Аи + Ао,
где Аи – погрешность измерительного прибора – в простейшем подсчёте равна половине цены деления шкалы (в точном подсчёте равна классу точности прибора умноженному на предел измерения и делённому на 100).
Ао – погрешность измерения равна половине цены деления шкалы прибора.
= А/А – относительная погрешность измерения.
Погрешности косвенных измерений
Вид формулы | Абсолютная погрешность | Относительная погрешность |
А=В+С | А=В+С | = А/(В+С) |
А= ВС | А=ВС+СВ | = В + С |
А=В/С | А= (ВС+СВ)/С |
Физические величины
План характеристики физической величины
Название, обозначение
Определение
Формула
Единицы измерения
Вектор или скаляр
Если вектор, изобразить графически
Вектор – направленный отрезок. У него есть:
Векторы могут быть свободными (если точка приложения может быть выбрана где угодно) и связанными.
Скаляр – число.
Для записи физической величины можно использовать стандартный вид числа.
Стандартный вид числа: а·10ⁿ и в·10m
Умножение чисел: а· в ·10n+m
Деление чисел: (а/в)·10n—m
Сложение и вычитание чисел: привести значение степени числа 10 к одинаковому показателю. У суммы или разности показатель степени не меняется.
Возведение числа в степень: (а·10 ⁿ)m = am·10 n ·m
Помимо стандартного вида числа можно использовать приставки (смотри стр. 10).
Таблица физических величин, изучаемых в курсе 7 класса Название | Значе-ние | Определение |
Объём | V | вместимость |
Время | t | Промежуток длительности между двумя событиями |
Перемещение | S | вектор, соединяющий начальную и конечную точку положения тела |
Пройденный путь, расстояние | S | длина траектории |
Скорость | v | перемещение в единицу времени |
Масса | m | мера инертности тела |
Плотность | ρ | масса единицы объёма |
Сила | F | мера взаимодействия |
Жесткость | k | сила упругости, приходящаяся на единицу длины деформированного тела |
Удлинение (деформация) | x | изменение длины тела |
Сила упругости | Fу | сила, возникающая при деформации |
Сила реакции опоры | N | сила, возникающая при деформации опоры |
Равнодействующая сила | F | векторная сумма всех сил, приложенных к одному телу |
Сила тяжести | Fт | сила притяжения тела к Земле |
Вес | P | сила, с которой тело давит на опору, или растягивает подвес |
Перегрузка | P1/P2 | число, показывающее во сколько раз увеличился вес |
Формула | Единица измерения | Величина векторная или скалярная |
V=abc | м3 | скаляр |
— | с | скаляр |
S=vt | м | вектор связанный |
S=vt | м | скаляр |
v= S/t | м/с | вектор свободный |
m1v1= m2v2 | кг | скаляр |
ρ=m/V | кг/ м3 | скаляр |
Н | вектор связанный | |
k=F/x | Н/м | скаляр |
x=l-lo | м | скаляр |
Fу=-kx | Н | вектор направлен против деформации |
N=P | Н | вектор направлен перпендикулярно опоре вверх |
F=F1+F2+… | Н | вектор направлен в сторону большей силы |
Fт=mg | Н | вектор направлен вертикально вниз |
P=mg | Н | вектор направлен перпендикулярно опоре вниз |
P1/P2 | [-] | скаляр |
Коэффициент трения | μ | число, показывающее какой части веса равна сила трения |
Сила трения | Fтр | сила, возникающая при соприкосновении тел |
Механическая работа | A | величина, равная произведению силы и перемещения тела |
Мощность | N | скорость выполнения работы |
Энергия | Е | функция параметров состояния тела |
Кинетическая энергия | Eк | энергия движущегося тела |
Потенциальная энергия | Еп | энергия поднятого над землёй тела |
Потенциальная энергия | Еп | энергии деформированного тела |
Плечо силы | d | расстояние от точки опоры до линии действия силы |
Момент силы | M | произведение силы на плечо |
Коэффициент полезного действия | η | число, показывающее, какая часть затраченной работы стала полезной |
Сила давления | Fд | сила, возникающая при давлении одного тела на другое |
Давление | p | сила давления на единицу площади поверхности опоры |
Атмосферное давление | pa | сила давления воздуха на единицу площади поверхности опоры |
Архимедова (выталкиваю-щая) сила | Fa | сила, возникающая при погружении тела в жидкость |
μ=Fтр/P | [-] | скаляр |
Fтр= μP | Н | вектор направлен против скорости вдоль поверхности |
A=FS | Дж | скаляр |
N=A/t | Вт | скаляр |
— | Дж | скаляр |
Eк=mv²/2 | Дж | скаляр |
Еп=mgh | Дж | скаляр |
Еп=kx²/2 | Дж | скаляр |
м | скаляр | |
M=Fd | Н·м | скаляр |
η=Апол/Азат | [-], [%] | скаляр |
Fд=pS | Н | вектор направлен перпендикулярно опоре |
p= Fд/S | Па | скаляр |
Па | скаляр | |
Fa= ρжgVт | Н | вектор направлен вертикально вверх |
Нормальное атмосферное давление р = 105 Па = 760 мм рт ст
1 мм рт ст = 133,3 Па
Кратные приставки
Название | Обозначение | Множитель |
Дека | да | 10 |
Гекто | г | 102 |
Кило | к | 103 |
Мега | М | 106 |
Гига | Г | 109 |
Тера | Т | 1012 |
Пета | П | 1015 |
Экса | Э | 1018 |
Дольные приставки
Название | Обозначение | Множитель |
Деци | д | 10-1 |
Санти | с | 10-2 |
Милли | м | 10-3 |
Микро | мк | 10-6 |
Нано | н | 10-9 |
Пико | п | 10-12 |
Фемто | ф | 10-15 |
Атто | а | 10-18 |
Экспериментальные методы исследования:
прямые измерения при помощи линейки, мензурки, весов, динамометра, линейки-рычага
косвенные измерения методом расчета величины по формуле
метод рядов (размеры малых тел измеряются косвенным способом: тела выстраиваются в ряд, затем длину ряда делят на количество тел.
)
метод гидростатического взвешивания (вес тела определяется погружением тела в жидкость с известной плотностью)
Физические явления
План характеристики физического явления
Когда, кем и как открыто
В чём заключается
Условия протекания
Законы
Примеры проявления в природе
Использование в быту и технике
Таблица физических явлений, изучаемых в курсе 7 класса
Название | В чём заключается явление |
Диффузия | Перемешивание молекул разных веществ |
Механическое движение | Изменение положения тела в пространстве относительно других тел |
Равномерное движение | Движение, при котором перемещения за равные промежутки времени равны |
Неравномерное движение | Движение, при котором перемещения за равные промежутки времени различны |
Инерция | Явление сохранения телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения |
Деформация | Изменение формы тела |
Невесомость | Отсутствие веса |
Трение | Взаимодействие двух тел соприкасающимися поверхностями |
Механическая работа | Явление, при котором тело движется под действием силы |
Дополнительные сведения о механическом движении:
Траектория – линия, по которой движется тело.
По траектории движение делится на прямолинейное и криволинейное.
По характеру движение делится на равномерное (при постоянной скорости), равноускоренное (если скорость увеличивается) и равнозамедленное (если скорость уменьшается).
Физические законы
План характеристики физического закона
Кем, когда и как открыт
Формулировка
Математическая запись
Границы применения
Связь с другими законами
Примеры
Таблица физических законов, изучаемых в курсе 7 класса
Название | Формулировка закона | Математическая запись |
Закон инерции | Если тело не взаимодействует с другими телами, то оно сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения | — |
Закон Гука | Сила упругости, возникающая при деформации, прямо пропорциональна деформации | Fy = kx |
Третий закон Ньютона | Сила действия равна силе противодействия | F12 = F21 |
Закон сохранения энергии | Энергия не исчезает, а передаётся от одного тела к другому или переходит из одного вида в другой | Eп = Eк ΔE = A |
Правило моментов | Тело, которое может вращаться, находится в равновесии, если сумма моментов сил, вращающих тело против часовой стрелки, равна сумме моментов сил, вращающих тело по часовой стрелке | М1 = М2 |
Золотое правило механики | Простые механизмы выигрыша в работе не дают | — |
Закон Паскаля | Жидкости и газы передают давление во все направления без изменения | — |
Закон гидростатической машины | Отношение площадей большого и малого поршня обратно пропорционально отношению сил давления на поршни | S1/S2 = F1/F2 |
Зависимость давления в жидкости от глубины | Давление в жидкостях и газах прямо пропорционально высоте столба жидкости или газа | p = gρжh |
Гидростатический парадокс | Давление в жидкости не зависит от формы сосуда | — |
Закон сообщающихся сосудов | Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на оди-наковых уровнях | — |
Закон Архимеда | На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу вытесненной жидкости или газа | F = ρжVт g |
Условия плавания тел | Тело, имеющее меньшую плотность, чем жидкость, всплывает в ней; тело с большей плотностью, чем жидкость, утонет | — |
Физические теории
План характеристики физической теории
Название
Авторы теории
Модели
Круг рассматриваемых явлений
Связь с другими теориями
Следствия
Применение
Перечень физических теорий, рассматриваемых в курсе 7 класса
Атомистика
Кинематика
Динамика
Механика
Статика
Гидростатика
Гидродинамика
Аэродинамика
Приборы и механизмы
Цена деления прибора – определяется делением разности двух соседних чисел на шкале на число делений между этими числами.
Мензурка – измерительный цилиндр со шкалой.
Гидравлические машины – машины, работающие с помощью жидкости и дающие выигрыш в силе давления.
Сообщающиеся сосуды – сосуды, соединяющиеся между собой.
Барометр – прибор для измерения давления.
Насос – механизм, создающий давление для перемещения жидкости или газа.
Ареометр – прибор для измерения плотности жидкости.
Воздушный шар (монгольфьер, шарльер, аэростат, дирижабль) – устройство для воздухоплавания.
5
Все формулы по физике за 7-9 класс
Определение 1
Физика является естественной наукой, которая изучает общие и фундаментальные закономерности строения и эволюции материального мира.
Важность физики в современном мире огромна. Ее новые идеи и достижения приводят к развитию других наук и новых научных открытий, которые, в свою очередь, используются в технологиях и промышленности. Например, открытия в области термодинамики делают возможным строительство автомобиля, а также развитие радиоэлектроники привело к появлению компьютеров.
Несмотря на невероятное количество накопленных знаний о мире, человеческое понимание процессов и явлений, постоянно меняется и развивается, новые исследования приводят к возникновению новых и нерешенных вопросов, которые требуют новых объяснений и теорий. В этом смысле, физика находится в непрерывном процессе развития и до сих пор далека от возможности объяснить все природные явления и процессы.
Все формулы за $7$ класс
Скорость равномерного движения
$V=\frac{S}{t}$
$v$ — скорость [м/с], $S$ — путь [м], $t$ — время [с]
Средняя скорость неравномерного движения
$V_{ср}=\frac{S_1+S_2+S_3}{t_1+t_2+t_3 }$
Плотность вещества
$p=\frac{m}{V}$
$ρ$ — плотность [$г/м^3$], $m$ — масса [кг]
Сила тяжести
$F_{тяж}=g\cdot m$
Равнодействующая сил, направленных в одну сторону
$R=F_1+F_2$
$R$ — равнодействующая [Н], $F_1 ,F_2$ — силы [H]
Вес тела
$P=g\cdot m$
$P$ — вес тела [Н], $g=10 м/с^2$, $m$ — масса [кг]
Давление
$p=\frac{F}{S}$
$p$ — давление [Па], $F$ — сила [Н], $S$ — площадь [$м^2$]
Давление жидкости
$p=ρgh$
$p$ — давление [Па], $g=10 м/с^2$, $h$ — высота жидкости [м]
Сила Архимеда
$F_А=gρ_ж v_т$
$F_А$ — сила Архимеда [Н], $ρ_ж $- плотность жидкости [$кг/м^3$], $v_т $- объём тела [$м^3$]
Все формулы за 8 класс
Количество теплоты при нагревании (охлаждении)
$Q=cm(t_2-t_1)$
$Q$ – количество теплоты [Дж], $m$ – масса [кг], $t_1$- начальная температура, $t_2$ — конечная температура, $c$ — удельная теплоемкость
Количество теплоты при сгорании топлива
$Q=q\cdot m$
$Q$ – количество теплоты [Дж], $m$ – масса [кг], $q$ – удельная теплота сгорания топлива [Дж /кг]
Количество теплоты плавления (кристаллизации)
$Q=\lambda \cdot m$
$Q$ – количество теплоты [Дж], $m$ – масса [кг], $\lambda$ – удельная теплота плавления [Дж/кг]
КПД теплового двигателя
$КПД=\frac{A_n\cdot 100%}{Q_1}$
КПД – коэффициент полезного действия [%], $А_n$ – полезная работа [Дж], $Q_1$ – количество теплоты от нагревателя [Дж]
Сила тока
$I=\frac{q}{t}$
$I$ – сила тока [А], $q$ – электрический заряд [Кл], $t$ – время [с]
Электрическое напряжение
$U=\frac{A}{q}$
$U$ – напряжение [В], $A$ – работа [Дж], $q$ – электрический заряд [Кл]
Закон Ома для участка цепи
$I=\frac{U}{R}$
$I$ – сила тока [А], $U$ – напряжение [В], $R$ – сопротивление [Ом]
Последовательное соединение проводников
$I=I_1=I_2$
$U=U_1+U_2$
$R=R_1+R_2$
Параллельное соединение проводников
$U=U_1+U_2$
$I=I_1+I_2$
$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1} +\frac{1}{R_2}$
Мощность электрического тока
$P=U\cdot I$
$P$ – мощность [Вт], $U$ – напряжение [В], $I$ – сила тока [А]
Закон преломления света
$n=sin α/sin γ $
Все формулы за 9 класс
Проекция вектора перемещения
$S_x=x-x_0$
$S_y=y-y_0$
Скорость равномерного движения
$^\to_{v}= \frac{^\to_{S}}{t}$
Уравнение движения (зависимость координаты от времени) при равномерном движении
$x=x_0+v_x t$
Движение тела по окружности
$a=\frac{V^2}{R}$
Закон всемирного тяготения
$F=\frac{G (m_1 m_2)}{r^2} $
Импульс тела
$^\to_{p}=mv$
Связь между периодом и частотою колебаний
$T=\frac{1}{V}$
Скорость волны
$v=\frac{\lambda}{T}$
Электрическая ёмкость конденсатора
$C=\frac{q}{U}$
Энергия связи (формула Эйнштейна)
$ΔE=\triangle mc^2$
Новости 09. |
Сейчас на олимпиаде Олимпиада 2020-21 Олимпиада 2017-18 Олимпиада 2016-17 Олимпиада 2015-16 Олимпиада 2014-15 Олимпиада 2013-14 Олимпиада в регионах Олимпиады прошлых лет |
Формулы по физике для ЕГЭ и 7-11 класса
Рубрика: Подготовка к ЕГЭ по физике
Шпаргалка с формулами по физике для ЕГЭ
и не только (может понадобиться 7, 8, 9, 10 и 11 классам).
Для начала картинка, которую можно распечатать в компактном виде.
Механика
- Давление Р=F/S
- Плотность ρ=m/V
- Давление на глубине жидкости P=ρ∙g∙h
- Сила тяжести Fт=mg
- 5. Архимедова сила Fa=ρж∙g∙Vт
- Уравнение движения при равноускоренном движении
X=X0+υ0∙t+(a∙t2)/2 S= (υ2—υ02)/2а S= (υ+υ0) ∙t /2
- Уравнение скорости при равноускоренном движении υ=υ0+a∙t
- Ускорение a=(υ—υ 0)/t
- Скорость при движении по окружности υ=2πR/Т
- Центростремительное ускорение a=υ2/R
- Связь периода с частотой ν=1/T=ω/2π
- II закон Ньютона F=ma
- Закон Гука Fy=-kx
- Закон Всемирного тяготения F=G∙M∙m/R2
- Вес тела, движущегося с ускорением а↑ Р=m(g+a)
- Вес тела, движущегося с ускорением а↓ Р=m(g-a)
- Сила трения Fтр=µN
- Импульс тела p=mυ
- Импульс силы Ft=∆p
- Момент силы M=F∙ℓ
- Потенциальная энергия тела, поднятого над землей Eп=mgh
- Потенциальная энергия упруго деформированного тела Eп=kx2/2
- Кинетическая энергия тела Ek=mυ2/2
- Работа A=F∙S∙cosα
- Мощность N=A/t=F∙υ
- Коэффициент полезного действия η=Aп/Аз
- Период колебаний математического маятника T=2π√ℓ/g
- Период колебаний пружинного маятника T=2 π √m/k
- Уравнение гармонических колебаний Х=Хmax∙cos ωt
- Связь длины волны, ее скорости и периода λ= υТ
Молекулярная физика и термодинамика
- Количество вещества ν=N/ Na
- Молярная масса М=m/ν
- Cр. кин. энергия молекул одноатомного газа Ek=3/2∙kT
- Основное уравнение МКТ P=nkT=1/3nm0υ2
- Закон Гей – Люссака (изобарный процесс) V/T =const
- Закон Шарля (изохорный процесс) P/T =const
- Относительная влажность φ=P/P0∙100%
- Внутр. энергия идеал. одноатомного газа U=3/2∙M/µ∙RT
- Работа газа A=P∙ΔV
- Закон Бойля – Мариотта (изотермический процесс) PV=const
- Количество теплоты при нагревании Q=Cm(T2-T1)
- Количество теплоты при плавлении Q=λm
- Количество теплоты при парообразовании Q=Lm
- Количество теплоты при сгорании топлива Q=qm
- Уравнение состояния идеального газа PV=m/M∙RT
- Первый закон термодинамики ΔU=A+Q
- КПД тепловых двигателей η= (Q1 — Q2)/ Q1
- КПД идеал. двигателей (цикл Карно) η= (Т1 — Т2)/ Т1
https://5-ege.ru/formuly-po-fizike-dlya-ege/
Электростатика и электродинамика – формулы по физике
- Закон Кулона F=k∙q1∙q2/R2
- Напряженность электрического поля E=F/q
- Напряженность эл. поля точечного заряда E=k∙q/R2
- Поверхностная плотность зарядов σ = q/S
- Напряженность эл. поля бесконечной плоскости E=2πkσ
- Диэлектрическая проницаемость ε=E0/E
- Потенциальная энергия взаимод. зарядов W= k∙q1q2/R
- Потенциал φ=W/q
- Потенциал точечного заряда φ=k∙q/R
- Напряжение U=A/q
- Для однородного электрического поля U=E∙d
- Электроемкость C=q/U
- Электроемкость плоского конденсатора C=S∙ε∙ε0/d
- Энергия заряженного конденсатора W=qU/2=q²/2С=CU²/2
- Сила тока I=q/t
- Сопротивление проводника R=ρ∙ℓ/S
- Закон Ома для участка цепи I=U/R
- Законы послед. соединения I1=I2=I, U1+U2=U, R1+R2=R
- Законы паралл. соед. U1=U2=U, I1+I2=I, 1/R1+1/R2=1/R
- Мощность электрического тока P=I∙U
- Закон Джоуля-Ленца Q=I2Rt
- Закон Ома для полной цепи I=ε/(R+r)
- Ток короткого замыкания (R=0) I=ε/r
- Вектор магнитной индукции B=Fmax/ℓ∙I
- Сила Ампера Fa=IBℓsin α
- Сила Лоренца Fл=Bqυsin α
- Магнитный поток Ф=BSсos α Ф=LI
- Закон электромагнитной индукции Ei=ΔФ/Δt
- ЭДС индукции в движ проводнике Ei=Вℓυsinα
- ЭДС самоиндукции Esi=-L∙ΔI/Δt
- Энергия магнитного поля катушки Wм=LI2/2
- Период колебаний кол. контура T=2π ∙√LC
- Индуктивное сопротивление XL=ωL=2πLν
- Емкостное сопротивление Xc=1/ωC
- Действующее значение силы тока Iд=Imax/√2,
- Действующее значение напряжения Uд=Umax/√2
- Полное сопротивление Z=√(Xc-XL)2+R2
Оптика
- Закон преломления света n21=n2/n1= υ 1/ υ 2
- Показатель преломления n21=sin α/sin γ
- Формула тонкой линзы 1/F=1/d + 1/f
- Оптическая сила линзы D=1/F
- max интерференции: Δd=kλ,
- min интерференции: Δd=(2k+1)λ/2
- Диф.решетка d∙sin φ=k λ
Квантовая физика
- Ф-ла Эйнштейна для фотоэффекта hν=Aвых+Ek, Ek=Uзе
- Красная граница фотоэффекта νк = Aвых/h
- Импульс фотона P=mc=h/ λ=Е/с
Физика атомного ядра
- Закон радиоактивного распада N=N0∙2—t/T
- Энергия связи атомных ядер
ECB=(Zmp+Nmn-Mя)∙c2
СТО
- t=t1/√1-υ2/c2
- ℓ=ℓ0∙√1-υ2/c2
- υ2=(υ1+υ)/1+ υ1∙υ/c2
- Е = mс2
Скачать эти формулы в doc: formuly-po-fizike-5-ege.ru (файл расположен на 5-ege.ru).
Рекомендуем:
Тест физика 7 класс по темам «Рычаг. Блок. «Золотое» правило механики. Равновесие тел»» | Тест по физике (7 класс):
Простые механизмы. Рычаг
Вариант I
1. Какое устройство называют механизмом?
1) Предназначенное для совершения работы 2) Обладающее большой мощностью
3) Служащее для преобразования силы 4) Создающее удобство для выполнения работы
2. На каких рисунках изображены рычаги?
- № 1 и № 4 2) № 3 и № 4
- № 1 и № 2 4) № 2 и № 4
3. Плечо силы — это
- длина рычага 2) расстояние от оси рычага до его конца
3) кратчайшее расстояние от точки опоры рычага до линии, вдоль которой действует на него сила
- кратчайшее расстояние между линиями, вдоль которых направлены силы, действующие на рычаг
4. Каковы плечи сил Р и F, действующих на рычаг?
1) ОС; ОЕ 2) OD, DK 3) CD, ЕК 4) OD, ОК
5. Какая формула выражает правило равновесия рычага?
1) 2) 3)
6.Будет ли какой-либо из рычагов, схемы которых изображены на рисунке, находиться в равновесии?
1) Будет № 2 2) Будет № 1 3) Будет № 3
4) Среди ответов нет верного
7. На одно плечо рычага, равное 25 см, действует сила 80 Н, на другое — сила 400 Н. На каком расстоянии от оси рычага должна находиться точка приложения второй силы, чтобы он
находился в равновесии? 1) 125 см 2) 100 см 3) 10 см 4) 5 см
8. На рисунке изображён рычаг, на концы которого действуют две силы и На каком расстоянии от силы F2 должна находиться точка опоры этого рычага, чтобы он был в равновесии? Чему будут равны плечи этих сил?
- 1 м; 1 м и 2 м 2) 1 м; 2 м и 3 м 3) 2м; 1м и 2м 4) 1 м; 1 м и 3м
Момент силы. Применение рычагов
Вариант I
1. Моментом силы называют
- произведение модуля силы, действующей на тело, на пройденное её точкой приложения расстояние
- произведение модуля силы, поворачивающей тело, на её плечо
- произведение модуля силы, вращающей тело, на время её действия
- произведение веса тела, под действием которого поворачивается рычаг, на его плечо
2. От каких величин зависит момент силы?
- Только от модуля силы: чем он больше, тем больше момент силы
- От модуля силы и её плеча, чем они больше, тем больше момент силы
- Только от плеча силы: чем оно длиннее, тем больше момент силы
3. Какие формулы моментов сил соответствуют условию равновесия вращающегося тела?
1) M = Fl 2) Ml = M2 3) F1ll = F2l2 4) M = Pl
4. Рычаг под действием сил F1 = 3Н и F2 = 9H находится в равновесии. Сравните моменты этих сил.
- Момент силы F2 больше момента силы F2
- Моменты этих сил равны
- Момент силы F2 меньше момента силы F1
- Сравнить моменты этих сил нельзя, так как неизвестны их плечи
5. Силы, модули которых F1 = 8 Н и F2 = 40 Н, уравновешены на рычаге. При этом их моменты равны 20 Н•м. Каковы плечи этих сил?
- l1 = 12 м, l2= 20 м 2) l1 = 2,5м, l2 = 5м 3) l1 = 0,4 м, l2 = 0,5 м 4) l1 = 2,5 м, l2 = 0,5 м
6. На каких из этих рисунков изображены устройства, действие которых основано на применении рычагов?
1) № 1 и № 2 2) № 1 и № 3 3) № 2 и № 4 4) № 1 и № 4
Простые механизмы. Рычаг
Вариант II
1. Какие из простых механизмов можно считать основными, так как другие представляют собой их разновидности?
- Рычаг и винт 2) Рычаг и наклонную плоскость 3) Рычаг и блок 4) Блок и наклонную плоскость
2. Рычаг – это 1) стержень 2) длинная палка 3) стержень, упирающийся в землю
4) твёрдое тело, которое может поворачиваться вокруг неподвижной опоры
3. На рисунке представлена схема рычага, на который действуют силы и . Каково плечо силы ;
1) OA; OD 2) АВ; CD 3) BD; CA 4) OB; ОС
4. В каком случае рычаг находится в равновесии?
1) Если его плечи равны 2) Если на него действуют равные силы
3) Если действующие на него силы обратно пропорциональны своим плечам
4) Если действующие на рычаг силы прямо пропорциональны плечам
5. Груз весом P = 100 H надо уравновесить с помощью рычага силой F = 20 Н. Какой выигрыш в силе необходимо получить? К короткому или длинному плечу следует приложить силу F?
1) В 5 раз; к длинному 2) В 5 раз; к короткому 3) В 10 раз; к длинному
4) В 10 раз; к короткому
6. Как с помощью этого рычага-линейки с крючками для подвешивания груза (внизу) и удерживания его рукой (вверху) получить максимальный выигрыш в силе? Чему он будет равен?
1) Подвесить груз к крючку № 1 и держать рычаг за крючок №6; 2
2) Груз — к крючку № 3, держать за крючок № 6; 5
3) Груз — к крючку № 1, держать крючок № 4; 2
4) Груз — к крючку № 2, держать крючок № 6; 2
7. С помощью стержня длиной 1,5 м приподнимали шкаф весом 450 Н, который опирался на него так, что плечо этой силы было равно 0,5 м. Какой силой пришлось действовать на другой конец стержня? 1) 1350Н 2) 150 Н 3) 225Н 4) 300 Н
8. На рисунке изображён рычаг, на концы которого действуют две силы и На каком расстоянии от силы F2 должна находиться точка опоры этого рычага, чтобы он был в равновесии? Чему будут равны плечи этих сил?
1) 1 м; 1 м и 2 м 2) 1 м; 2 м и 3 м 3) 2м; 1м и 2м 4) 1 м; 1 м и 3м
Момент силы. Применение рычагов
Вариант II
1. Момент силы равен 1) Fs 2) Pl 3) Ft 4) Fl
2. Каковы моменты сил, действующих на рычаг №1? На рычаг №2?
- № l: M1 = F1•OC, M2 = F2•OD; № 2: М3 = F3 • OK, М4 = F4 • OL
- № 1: M1 = F1•OD, M2= F2•OC; № 2: M3= F3• OL, M4 = F4 • OK
- № 1: Ml = F1•ОС, M2 = F2•OD; №2: M3 = F3 • OL, M4 = FA • OK
4) № 1: Ml = Fl•OD, M2 = F2•ОС; №2: M3 = F3•OK, M4 = F4•OL
3. В каких единицах измеряют момент силы?
- В ньютонах-метрах (Н•м) 2) В джоулях (Дж) 3) В ваттах (Вт) 4) В джоулях в секунду (Дж/с)
4. Вычислите моменты сил F1 = 35 Н и F2 = 70 Н, если плечо первой силы l1= 1 м. Рычаг под действием этих сил находится в равновесии.
- Задачу решить нельзя: не указано плечо силы F2
- М1 = 35 Н•м, М2 = 0 Н•м 3) M1 = 35 H•м, М2 = 35 Н•м 4) M1 = 35 Н•м, М2 = 70 Н•м
5. В каких случаях применяют рычаги? Как часто это делают?
- Когда надо получить выигрыш в силе; очень часто
- В случае необходимости выиграть в расстоянии; редко
- Когда хотят получить выигрыш и в силе, и в расстоянии; это невозможно
- Все ответы верные
6. На каких из этих рисунков изображены устройства, действие которых основано на применении рычагов?
1) № 1 и № 2 2) № 1 и № 3
3) № 2 и № 4 4) № 1, 2 и № 4
Блоки
Вариант I
1. Блок — это простой механизм, имеющий форму
- колеса с жёлобом, укреплённого в обойме 2) диска, вставленного в обойму
3) круглого тела с жёлобом
2. Как разновидность рычага неподвижный блок отличается от подвижного тем, что
- неподвижный — равноплечий рычаг
- плечи неподвижного в несколько раз короче плеч подвижного блока
- плечи неподвижного в несколько раз длиннее плеч подвижного блока
3. Какие из изображённых здесь блоков подвижные?
1) №1и №2 2) №3 и №4 3) №1 и №4 4) №2 и №3
4. Какой выигрыш в силе даёт подвижный блок? неподвижный блок?
- Подвижный в 4 раза, неподвижный в 2 раза
- Подвижный и неподвижный в 2 раза
- Подвижный в 2 раза, неподвижный не даёт выигрыша в силе
- Подвижный не даёт выигрыша в силе, неподвижный в 2 раза
5. Ящик весом 300 Н поднимают с помощью подвижного и неподвижного блоков. Какую силу прикладывают к свободному концу верёвки?
1) 300 Н 2) 150Н 3) 75 Н 4) 100Н
«Золотое правило» механики
Вариант I
1. Применение простого механизма позволяет выиграть в силе, но при этом происходит проигрыш в
- пути, который проходит точка приложения малой силы
- времени, которое необходимо для поворота механизма малой силой
- скорости поворота механизма малой силой
2. Соотношение между действующими на простой механизм силами и путями, которые проходят точки их приложения, таково:
1) 2) 3) 4)
3. Подвижным блоком поднят бак с краской весом 600 Н на высоту 8 м. С какой силой рабочему пришлось вытягивать свободный конец каната и какую работу он при этом совершил?
1) F = 300Н; А = 2,4кДж 2) F = 300Н; А = 4,8кДж 3) F = 150 Н; А = 4,8 кДж
4) F= 150 Н; А = 2,4 кДж
4. При подъёме груза по настилу длиной 5 м на высоту 2 м совершена работа, равная 500 Дж. Какого веса груз был поднят? Какая потребовалась для этого сила?
- P = 250H; F= 100 Н 2) Р= 100 H; F = 250H 3) Р = 250Н; F = 200Н 4) Р = 100Н; F = 200Н
Блоки
Вариант II
1. Чем подвижный блок отличается от неподвижного?
- Ничем
- У подвижного колесо вращается, а у неподвижного нет
- Ось подвижного не закреплена, а ось неподвижного блока закреплена
- Подвижный блок можно применять без неподвижного блока, а неподвижный без подвижного блока нельзя
2. Под каким номером изображён на рисунке блок? Какой это блок?
1) № 1; неподвижный 2) № 2; подвижный 3) № 3; неподвижный 4) № 4; подвижный
3. На рисунке изображены блоки разного типа. Какие из них неподвижные?
- № 1 и № 2 2) № 1 и № 3 3) № 1, № 2 и № 3 4) № 3 и № 4
4. Какой из блоков — подвижный (№ 1) или неподвижный (№ 2) — изменяет направление силы?
- № 1 2) №2 3) Оба блока 4) Ни один
5. Подъёмное устройство имеет два неподвижных и два подвижных блока. Какого веса груз поднимает с помощью устройства человек, прикладывая силу 100 Н?
- 800 Н 2) 400 Н 3) 200 Н
«Золотое правило» механики
Вариант II
1. При использовании простого механизма работы, произведённые действующими на него силами, равны, так как пути, проходимые точками приложения этих сил
- прямо пропорциональны силам 2) обратно пропорциональны силам 3) равны силам
2. «Золотое правило» механики свидетельствует о том, что
- пользуясь простым механизмом, нельзя выиграть в работе
- выигрывая в силе, можно произвести большую работу
- прилагая меньшую силу, можно быстрее выполнить работу
3. На рычаг действуют уравновешивающие его силы F1 = 10 Н и F2 = 25 Н. При повороте рычага точка приложения силы F1 прошла путь 30 см. Какой путь прошла точка приложения силы F2?
1) 2,5 см 2) 3 см 3) 12 см 4) 1,2 см
4. Подвижным блоком поднят бак с краской весом 600 Н на высоту 8 м. С какой силой рабочему пришлось вытягивать свободный конец каната и какую работу он при этом совершил?
1) F = 300Н; А = 2,4кДж 2) F = 300Н; А = 4,8кДж 3) F = 150 Н; А = 4,8 кДж
4) F= 150 Н; А = 2,4 кДж
Центр тяжести тела. Условия равновесия тел
Вариант I
1. Центр тяжести — это точка приложения равнодействующей
- действующих на тело сил 3) сил тяжести, действующих на все его части
2) всех сил тяжести, действующих на тело 4) сил тяжести, действующих на внутренние части тела
3. Как изменится положение центра тяжести мяча, когда держащий его в руках футболист положит мяч на землю?
- Сместится из центра мяча (шара) вниз 2) Его положение в мяче не изменится
3) Положение центра тяжести в мяче сместится вверх, если он положит его быстро
6. Равновесие тела устойчивое, если при выведении его из положения равновесия оно
- возвращается в это положение 2) не возвращается в него
3) переходит в другое устойчивое положение
8. Равновесие тела будет безразличным, если при изменении его положения оно
- начинает двигаться в любом направлении 2) возвращается в прежнее положение
3) переходит в другое безразличное равновесие 4) ведёт себя непредсказуемо
10. При неустойчивом равновесии центр тяжести тела расположен
- выше оси вращения 2) ниже оси вращения 3) на одном уровне с осью вращения
4) на одном и том же расстоянии от оси вращения
12. Тело, имеющее площадь опоры, будет в равновесии, если
- его центр тяжести остаётся на одном и том же уровне относительно опоры
- вертикальная линия, проходящая через центр тяжести, пересекает площадь опоры
- его центр тяжести смещается по вертикальной линии вниз
- вертикальная линия, проходящая через центр тяжести, выходит за границы опоры
13. От чего зависит устойчивость тела, опирающегося на горизонтальную поверхность?
- От размеров этой поверхности 2) От площади опоры тела
3) От положения его центра тяжести относительно поверхности
4) От веса тела и гладкости поверхности
Коэффициент полезного действия механизма
Вариант I
1. Почему полезная работа, которую должен выполнить механизм, всегда меньше полной — той, которую он совершает на практике?
- Потому что действует «золотое правило» механики
- Потому что прилагают к механизму силу, большую, чем надо
- Потому что при расчёте полезной работы механизма не учитывается трение, а также его собственный вес
Центр тяжести тела. Условия равновесия тел
Вариант II
2. Как направлена равнодействующая сил тяжести, действующих на отдельные части тела?
- Всегда вертикально вниз 2) Всегда вертикально вверх
3) Вертикально вниз, только когда тело имеет симметричную форму
- Иногда вертикально вверх, иногда вертикально вниз, в зависимости от формы тела
4. Положение центра тяжести тела изменится, если
- привести тело в движение 2) изменить у него расположение частей
3) поднять тело вверх 4) опустить его
5. Всегда ли центр тяжести находится в самом теле? Где находится центр тяжести оболочки воздушного шара?
- Да; в центре образуемого оболочкой шара 2) Нет; на поверхности оболочки
3) Да; в центре самой оболочки 4) Нет; в центре шара, образуемого оболочкой
7. Равновесие тела неустойчивое, если при отклонении его от положения равновесия оно
- возвращается в это положение 2) не возвращается в него
3) переходит в другое неустойчивое положение
9. Чтобы тело было в безразличном равновесии, его центр тяжести должен находиться
- выше оси вращения 2) ниже оси вращения 3) на одном уровне с осью вращения
4) на одном и том же расстоянии от оси вращения
11. Чтобы тело находилось в устойчивом равновесии, надо расположить его ось вращения
- выше центра тяжести 2) ниже центра тяжести 3) на одном уровне с центром тяжести
4) всё равно каким образом относительно центра тяжести
13. От чего зависит устойчивость тела, опирающегося на горизонтальную поверхность?
- От размеров этой поверхности 2) От площади опоры тела
3) От положения его центра тяжести относительно поверхности
4) От веса тела и гладкости поверхности
Коэффициент полезного действия механизма
Вариант II
2. Коэффициентом полезного действия механизма называют
- отношение сил, уравновешивающих простой механизм
- отношение полезной работы к полной
- разность полной работы и полезной
- отношение путей, пройденных точками приложения сил, действующих на механизм
3. КПД механизма вычисляют по формуле
1) FA = gρжVт 2) 3) N 4)
4. Поднимая с помощью подвижного и неподвижного блоков ящик массой 18 кг на высоту 5 м, вытянули часть каната длиной 10 м. При этом действовали силой F = 100 Н. Каков КПД
этой системы блоков?
1) 90% 2) 91% 3) 95% 4) 96%
5. По наклонной плоскости (её h = 3 м и l = 12 м) подняли груз массой 40 кг, действуя на него силой F = 120 Н. Найдите КПД наклонной плоскости.
1) 89% 2) 85% 3) 83% 4) 80%
6. Валун массой 120 кг приподняли рычагом, плечи которого относятся как 1: 2, на 10 см. Модуль приложенной силы F = 650 Н. Каков КПД рычага в этом случае?
1) 91,5% 2) 90% 3) 92,3% 4) 95%
7. Определяя КПД одного и того же механизма, ученики получили разные его значения: 85% (№ 1), 95% (№ 2), 102% (№ 3), 98% (№ 4). О каком из этих значений можно сразу же сказать, что оно ошибочно?
1) № 1 2) №2 3) №3 4) №4
Миссис Лигон — Наука 7/8 / Законы движения Ньютона
Сэр Исаак Ньютон жил в 1600-х годах. Как и все ученые, он наблюдал за окружающим миром. Некоторые из его наблюдений касались движения. Его наблюдения со временем подкреплялись большим количеством данных; и теперь мы называем это законами движения Ньютона. Его законы движения объясняют покой, постоянное движение, ускоренное движение и описывают, как уравновешенные и неуравновешенные силы действуют, вызывая эти состояния движения.
Просмотрите три закона движения:
-
Первый закон движения Ньютона гласит, что объект в состоянии покоя будет оставаться в состоянии покоя, а объект в движении будет оставаться в движении, пока на него не будет действовать внешняя, неуравновешенная внешняя сила.
-
Объект не изменит своего движения, если на него не действует сила.
-
Неподвижный объект остается в покое, пока что-нибудь не толкнет или не потянет его.
-
Движущийся объект продолжает двигаться с той же скоростью, пока что-то не толкает или не тянет его, чтобы изменить его скорость или направление.
-
Все объекты сопротивляются изменению своего движения.
-
Эта тенденция сопротивляться изменению движения называется инерцией.
-
Чем больше масса объекта, тем больше его инерция.
Что делать:
-
Создание слайд-шоу: заголовок + 3 слайда (по одному для каждого закона)
-
Выберите вид спорта из списка, одобренного учителем
-
Включите объяснение того, как спорт демонстрирует или описывает закон движения. Включите изображение (с правильными атрибутами), иллюстрирующее объяснение.
Как вас будут оценивать:
Это считается ТЕСТОВОЙ оценкой!
Ваше слайд-шоу будет проверяться на следующие вещи:
-
Точность и завершенность (62,5% оценки). Неполное слайд-шоу или объяснение не будут полностью точными.
-
Визуальное обращение (25% оценки). Это включает в себя цвет и тип шрифта, а также организацию слайдов. Правильное написание и грамматика также являются ключом к визуальной привлекательности.
-
Соответствующие ссылки на фотографии (12.5% от оценки). Изображения должны быть правильно указаны или процитированы с использованием commons.wikimedia.org или search.creativecommons.org
-
Бонусные баллы будут начислены за совместное использование презентации с классом в установленный срок.
Рубрика будет использоваться 3 раза / один раз для каждого закона движения
| Эксперт 10 баллов | Квалифицированный 8 баллов | 900 Новичок 4 балла | |||||
Содержание и точность |
|
|
|
| ||||
| Эксперт 4 балла | Квалифицированный 3 балла | Новичок 2 балла | Начинающий 9095 Визуальный | ||||
| Эксперт 2 балла | | Новичок 1 балл | Новичок 0 баллов | 9009 5
Physics4Kids.com: Движение: Законы движения
В Англии был парень по имени сэр Исаак Ньютон . Немного душный, с плохими волосами, но довольно умный парень. Он работал над разработкой исчисления и физики одновременно. Во время своей работы он придумал три основные идеи, которые применимы к физике большинства движений (НЕ к современной физике). Эти идеи были проверены и проверены столько раз на протяжении многих лет, что теперь ученые называют их Три закона движения Ньютона .Первый закон гласит, что объект в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в состоянии покоя, а объект в состоянии покоя стремится оставаться в движении с тем же направлением и скоростью. Движение (или отсутствие движения) не может измениться без действия несбалансированной силы. Если с вами ничего не происходит и ничего не происходит, вы никуда не пойдете. Если вы идете в определенном направлении, если с вами что-то не случится, вы всегда будете идти в этом направлении. Навсегда.
Вы можете увидеть хорошие примеры этой идеи, когда посмотрите видеозапись астронавтов .Вы когда-нибудь замечали, что их инструменты плавают? Они могут просто разместить их в пространстве, и они останутся на одном месте. Нет никакой силы, которая могла бы изменить эту ситуацию. То же самое и, когда они бросают предметы в камеру. Эти объекты движутся по прямой линии. Если они что-то бросили при выходе в открытый космос, этот объект продолжал бы двигаться в том же направлении и с той же скоростью, если ему не мешали; например, если на нее воздействует гравитация планеты (Примечание: это действительно очень простой способ описания большой идеи.Вы узнаете все реальные детали — и математику — когда начнете брать более продвинутые уроки физики.)
Второй закон гласит, что ускорение объекта, создаваемое чистой (полной) приложенной силой, напрямую связано с величиной силы, в том же направлении, что и сила, и обратно пропорционально массе объекта (обратное значение, которое находится одно над другим числом … обратное 2 равно 1/2). Второй закон показывает, что если вы приложите одну и ту же силу к двум объектам разной массы, вы получите разные ускорения (изменения в движении).Эффект (ускорение) на меньшей массе будет больше (заметнее). Воздействие силы в 10 ньютонов на бейсбольный мяч будет намного больше, чем та же сила, действующая на грузовик. Различие в эффекте (ускорении) полностью связано с разницей в их массах. Третий закон гласит, что для каждого действия (силы) существует равное и противоположное противодействие (сила). Силы находятся в парах. Подумайте о времени, когда вы сидите на стуле. Ваше тело прилагает силу вниз, и этому стулу необходимо приложить такую же силу вверх, иначе стул рухнет.Это проблема симметрии. Действующие силы сталкиваются с другими силами в противоположном направлении. Еще есть пример стрельбы из пушечного ядра. Когда пушечное ядро выстреливается по воздуху (путем взрыва), пушка отталкивается назад. Сила, выталкивающая шар, была равна силе, отталкивающей пушку назад, но влияние на пушку менее заметно, потому что она имеет гораздо большую массу. Этот пример похож на удар ногой, когда пистолет выпускает пулю вперед.
|
Законы движения Ньютона
Эта страница предназначена для учащихся колледжей, старших и средних школ.Для младших школьников более простое объяснение информации на этой странице: доступно на Детская страница. |
Движение самолета по воздуху можно объяснить и описать с помощью физические принципы, открытые более 300 лет назад сэром Исааком Ньютоном. Ньютон работал во многих областях математики и физики. Он разработал теории гравитации в 1666 году, когда ему было всего 23 года.Примерно двадцать лет спустя, в 1686 году, он представил свои три закона движения в «Principia Mathematica Philosophiae» Naturalis. «Законы показаны выше, и их применение аэродинамике даны на отдельных слайдах.
Первый закон Ньютона гласит, что каждый объект будет оставаться в покое или в равномерном движении по прямой линии за исключением случаев, когда он вынужден изменить свое состояние под действием внешнего сила. Обычно это определение инерции . Ключевым моментом здесь является то, что если нет чистой силы , действующей на объект (если все внешние силы нейтрализуют друг друга), то объект будет поддерживать постоянную скорость . Если эта скорость равна нулю, тогда объект остается в покое. Если приложена внешняя сила, скорость изменится из-за силы.
Второй закон объясняет, как скорость объект меняется, когда на него действует внешняя сила.Закон определяет, что сила равна изменению импульса (масса умноженная на скорость) за изменение во времени. Ньютон также разработал математическое исчисление, и «изменения», выраженные во втором законе, наиболее точно определяется в дифференциале формы. (Расчет также можно использовать для определения изменений скорости и местоположения испытываемый объектом, подвергнутым внешней силе.) Для объекта с постоянной массы м , второй закон гласит, что force F это продукт массы объекта и его ускорения a :
F = m * a
Для внешнего применения силы, изменение скорости зависит от массы объекта.Сила будет вызвать изменение скорости; и аналогично, изменение скорости приведет к сила. Уравнение работает в обоих направлениях.
Третий закон гласит, что для каждого действия (силы) в природе существует равная и противоположная реакция. Другими словами, если объект A оказывает силу на объект B, затем объект B также оказывает такое же усилие на объект A. Обратите внимание, что силы действуют на разные объекты. Третий закон может использоваться для объяснения создания подъемной силы крылом и создание тяги реактивным двигателем.
Вы можете просмотреть короткий фильм из «Орвилла и Уилбура Райтов», объясняющих, как законы движения Ньютона описал полет своего самолета. Файл фильма может можно сохранить на свой компьютер и просмотреть как подкаст на проигрывателе подкастов.
Деятельность:
Экскурсии с гидом
- Законы движения Ньютона:
Навигация..
- Руководство для начинающих Домашняя страница
6.1 Решение проблем с законами Ньютона — University Physics Volume 1
Сила сопротивления на барже
Два буксира толкают баржу под разными углами (рис. 6.4). Первый буксир прикладывает силу 2,7 × 105 Н2,7 × 105 Н в направлении x , а второй буксир прикладывает силу 3,6 × 105 Н3,6 × 105 Н в направлении y . Масса баржи 5.0 × 106 кг 5,0 × 106 кг, и его ускорение составляет 7,5 × 10–2 м / с 27,5 × 10–2 м / с2 в показанном направлении. Какова сила сопротивления воды барже, сопротивляющейся движению? (Примечание : Сила сопротивления — это сила трения, создаваемая жидкостями, такими как воздух или вода. Сила сопротивления препятствует движению объекта. Поскольку баржа имеет плоское дно, мы можем предположить, что сила сопротивления находится в противоположном направлении. движения баржи.) Рис. 6.4 (a) Вид сверху двух буксиров, толкающих баржу.(b) Схема свободного тела для корабля содержит только силы, действующие в плоскости воды. В нем не учитываются две вертикальные силы — вес баржи и выталкивающая сила поддерживающей ее воды, которые взаимно компенсируются и не показаны. Обратите внимание, что F → appF → app — это общая прилагаемая сила буксиров.Стратегия
Направления и величины ускорения и приложенных сил показаны на Рисунке 6.4 (а). Мы определяем общую силу буксиров на барже как F → appF → app так, чтобы F → приложение = F → 1 + F → 2.F → приложение = F → 1 + F → 2.Сопротивление воды F → DF → D направлено в направлении, противоположном направлению движения лодки; эта сила, таким образом, действует против F → app, F → app, как показано на диаграмме свободного тела на Рисунке 6.4 (b). Здесь представляет интерес система баржа, поскольку на нее действуют силы, а также ее ускорение. Поскольку приложенные силы перпендикулярны, оси x и y находятся в том же направлении, что и F → 1F → 1 и F → 2.F → 2. Проблема быстро становится одномерной в направлении F → appF → app, поскольку трение происходит в направлении, противоположном F → app.F → приложение. Наша стратегия состоит в том, чтобы найти величину и направление чистой приложенной силы F → appF → app, а затем применить второй закон Ньютона для определения силы сопротивления F → D.F → D.
Решение
Поскольку FxFx и FyFy перпендикулярны, мы можем определить величину и направление F → appF → app напрямую. Во-первых, результирующая величина определяется теоремой Пифагора: Fapp = F12 + F22 = (2.7 × 105N) 2+ (3.6 × 105N) 2 = 4.5 × 105N. Fapp = F12 + F22 = (2.7 × 105N) 2+ (3.6 × 105N) 2 = 4.5 × 105N.Угол равен
θ = tan − 1 (F2F1) = tan − 1 (3.6 × 105N2,7 × 105N) = 53,1 °. Θ = tan − 1 (F2F1) = tan − 1 (3,6 × 105N2,7 × 105N) = 53,1 °.Из первого закона Ньютона мы знаем, что это то же направление, что и ускорение. Мы также знаем, что F → DF → D находится в противоположном направлении от F → app, F → app, поскольку он замедляет ускорение. Следовательно, чистая внешняя сила имеет то же направление, что и F → app, F → app, но ее величина немного меньше, чем F → app.F → app. Проблема теперь одномерная. Из диаграммы свободного тела видно, что
Fnet = Fapp-FD.Fnet = Fapp-FD.Однако второй закон Ньютона гласит, что
Таким образом,
Fapp-FD = ma.Fapp-FD = ma.Это может быть решено для величины силы сопротивления водного FDFD в виде известных величин:
FD = Fapp-ma. FD = Fapp-ma.Подстановка известных значений дает
FD = (4,5 × 105 Н) — (5,0 × 106 кг) (7,5 × 10–2 м / с2) = 7,5 × 104 Н. FD = (4,5 × 105 Н) — (5,0 × 106 кг) (7,5 × 10–2 м / с2) = 7,5 × 104 Н.Направление F → DF → D уже определено как направление, противоположное F → app, F → app, или под углом 53 ° 53 ° к югу от запада.
Значение
Числа, использованные в этом примере, приемлемы для баржи среднего размера. Конечно, трудно добиться большего ускорения с буксирными судами, и желательна небольшая скорость, чтобы баржа не врезалась в доки. Сопротивление относительно невелико для хорошо спроектированного корпуса на низких скоростях, что соответствует ответу на этот пример, где FDFD составляет менее 1/600 веса корабля.законов движения Ньютона | Живая наука
Три закона движения сэра Исаака Ньютона описывают движение массивных тел и их взаимодействие.Хотя сегодня законы Ньютона могут показаться нам очевидными, более трех веков назад они считались революционными.
Ньютон был одним из самых влиятельных ученых всех времен. Его идеи легли в основу современной физики. Он опирался на идеи, выдвинутые из работ предыдущих ученых, включая Галилея и Аристотеля, и смог доказать некоторые идеи, которые в прошлом были только теориями. Он изучал оптику, астрономию и математику — он изобрел исчисление. (Немецкому математику Готфриду Лейбницу также приписывают независимое развитие примерно в то же время.)
Ньютон, пожалуй, наиболее известен своими работами по изучению гравитации и движения планет. По настоянию астронома Эдмона Галлея после признания того, что он потерял свое доказательство эллиптических орбит за несколько лет до этого, Ньютон опубликовал свои законы в 1687 году в своей основополагающей работе «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» (Математические принципы естественной философии), в которой он формализовал описание того, как массивные тела движутся под действием внешних сил.
Формулируя свои три закона, Ньютон упростил трактовку массивных тел, рассматривая их как математические точки без размера и вращения.Это позволило ему игнорировать такие факторы, как трение, сопротивление воздуха, температуру, свойства материала и т. Д., И сосредоточиться на явлениях, которые можно описать исключительно с точки зрения массы, длины и времени. Следовательно, эти три закона нельзя использовать для точного описания поведения больших твердых или деформируемых объектов; однако во многих случаях они обеспечивают достаточно точные приближения.
Законы Ньютона относятся к движению массивных тел в инерциальной системе отсчета , иногда называемой ньютоновской системой отсчета , хотя сам Ньютон никогда не описывал такую систему отсчета.Инерциальная система отсчета может быть описана как трехмерная система координат, которая либо неподвижна, либо находится в равномерном линейном движении, то есть не ускоряется и не вращается. Он обнаружил, что движение в такой инерциальной системе отсчета можно описать тремя простыми законами.
Первый закон движения гласит: «Покоящееся тело будет оставаться в покое, а тело в движении будет оставаться в движении, если на него не действует внешняя сила». Это просто означает, что вещи не могут запускаться, останавливаться или менять направление сами по себе.Требуется некоторая сила, действующая на них извне, чтобы вызвать такое изменение. Это свойство массивных тел сопротивляться изменениям в их состоянии движения иногда называют инерцией .
Второй закон движения описывает, что происходит с массивным телом, когда на него действует внешняя сила. В нем говорится: «Сила, действующая на объект, равна массе этого объекта, умноженной на его ускорение». Это записывается в математической форме как F = м a , где F — сила, м — масса и a — ускорение.Жирными буквами обозначено, что сила и ускорение векторных величин, что означает, что они имеют как величину, так и направление. Сила может быть одной силой или векторной суммой более чем одной силы, которая представляет собой результирующую силу после объединения всех сил.
Когда на массивное тело действует постоянная сила, она заставляет его ускоряться, то есть изменять свою скорость с постоянной скоростью. В простейшем случае сила, приложенная к неподвижному объекту, заставляет его ускоряться в направлении силы.Однако, если объект уже находится в движении или если эта ситуация рассматривается из движущейся системы отсчета, это тело может казаться ускоряющимся, замедляющимся или меняющим направление в зависимости от направления силы и направлений, в которых объект и системы отсчета движутся относительно друг друга.
Третий закон движения гласит: «На каждое действие есть равное и противоположное противодействие». Этот закон описывает, что происходит с телом, когда оно воздействует на другое тело. Силы всегда возникают парами, поэтому, когда одно тело толкает другое, второе тело с такой же силой отталкивается.Например, когда вы толкаете тележку, тележка толкает вас назад; когда вы тянете за веревку, веревка тянется назад против вас; когда сила тяжести прижимает вас к земле, земля толкает вас вверх по ногам; и когда ракета воспламеняет свое топливо позади себя, расширяющийся выхлопной газ толкает ракету, заставляя ее ускоряться.
Если один объект намного, намного массивнее другого, особенно в случае, когда первый объект привязан к Земле, практически все ускорение передается второму объекту, и ускорение первого объекта может быть безопасно игнорировать.Например, если бы вы бросили бейсбольный мяч на запад, вам не нужно было бы учитывать, что вы фактически заставили вращение Земли хоть сколько-нибудь ускоряться, пока мяч находился в воздухе. Однако, если бы вы стояли на роликовых коньках и бросили шар для боулинга вперед, вы бы начали двигаться назад с заметной скоростью.
Три закона были подтверждены бесчисленными экспериментами за последние три столетия, и они все еще широко используются по сей день для описания типов объектов и скоростей, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни.Они составляют основу того, что сейчас известно как классическая механика , которая представляет собой исследование массивных объектов, которые больше, чем очень маленькие масштабы, рассматриваемые квантовой механикой, и движутся медленнее, чем очень высокие скорости, рассматриваемые релятивистской механикой.
Дополнительные ресурсы
Введение в основные законы физики
За прошедшие годы ученые обнаружили одну вещь: природа в целом более сложна, чем мы думаем.Законы физики считаются фундаментальными, хотя многие из них относятся к идеализированным или теоретическим системам, которые трудно воспроизвести в реальном мире.
Как и в других областях науки, новые законы физики основываются на существующих законах и теоретических исследованиях или модифицируют их. Теория относительности Альберта Эйнштейна, которую он разработал в начале 1900-х годов, основывается на теориях, впервые разработанных более 200 лет назад сэром Исааком Ньютоном.
Закон всемирного тяготения
Новаторская работа сэра Исаака Ньютона по физике была впервые опубликована в 1687 году в его книге «Математические принципы естественной философии», широко известной как «Принципы».В нем он изложил теории гравитации и движения. Его физический закон гравитации гласит, что объект притягивает другой объект прямо пропорционально их совокупной массе и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.
Три закона движения
Три закона движения Ньютона, также найденные в «Началах», управляют изменением движения физических объектов. Они определяют фундаментальную взаимосвязь между ускорением объекта и силами, действующими на него.
- Первое правило : объект будет оставаться в покое или в однородном состоянии движения, если это состояние не будет изменено внешней силой.
- Второе правило : Сила равна изменению количества движения (массы, умноженной на скорость) во времени. Другими словами, скорость изменения прямо пропорциональна величине приложенной силы.
- Третье правило : На каждое действие в природе существует равная и противоположная реакция.
Вместе эти три принципа, изложенные Ньютоном, составляют основу классической механики, которая описывает, как тела ведут себя физически под влиянием внешних сил.
Сохранение массы и энергии
Альберт Эйнштейн представил свое знаменитое уравнение E = mc 2 в журнале 1905 года, озаглавленном «Об электродинамике движущихся тел». В статье представлена его специальная теория относительности, основанная на двух постулатах:
- Принцип относительности : Законы физики одинаковы для всех инерциальных систем отсчета.
- Принцип постоянства скорости света : Свет всегда распространяется через вакуум с определенной скоростью, которая не зависит от состояния движения излучающего тела.
Первый принцип просто гласит, что законы физики одинаково применимы ко всем во всех ситуациях. Второй принцип более важен. Он гласит, что скорость света в вакууме постоянна. В отличие от всех других форм движения, оно не измеряется по-разному для наблюдателей в разных инерциальных системах отсчета.
Законы термодинамики
Законы термодинамики на самом деле являются конкретными проявлениями закона сохранения массы-энергии в том, что касается термодинамических процессов.Впервые это месторождение было исследовано в 1650-х годах Отто фон Герике в Германии и Робертом Бойлем и Робертом Гуком в Великобритании. Все трое ученых использовали вакуумные насосы, изобретенные фон Герике, для изучения принципов давления, температуры и объема.
- Нулевой закон термодинамики делает возможным понятие температуры.
- Первый закон термодинамики демонстрирует взаимосвязь между внутренней энергией, добавленным теплом и работой в системе.
- Второй закон термодинамики относится к естественному потоку тепла в замкнутой системе.
- Третий закон термодинамики гласит, что невозможно создать термодинамический процесс, который был бы идеально эффективным.
Электростатические законы
Два закона физики регулируют взаимосвязь между электрически заряженными частицами и их способностью создавать электростатические силы и электростатические поля.