Сила трения. Коэффициент трения скольжения
йствие сил, ускоряются в направлении |
| |действия равнодействующей этих сил. В некоторых случаях оказывается |
| |удобным исключить из рассмотрения некоторые "трудно учитываемые" |
| |силы, а результат их действия "спрятать в инертную массу". Такой |
| |прием позволяет несколько упростить решение некоторых задач. При этом|
| |эффективная масса тела может существенно отличаться от истинного |
| |значения и может обладать весьма экзотическими свойствами. В данной |
| |демонстрации кажется, что масса одного из тел (Strange) является |
| |отрицательной величиной. На самом деле причиной движения тела в |
| |противоположном силе направлении (это направление указывается |
| |падающей гирей) является действие на него еще одной силы, незаметной |
| |для наблюдателя. |
| |Попытайтесь приписать такое значение инертной массе тела Strange, |
| |чтобы оно вело себя подобно телу с бесконечно большой эффективной |
| |массой. |
Математические свойства инертной массы: скалярный характер
| |Мыслима ситуация, при которой воздействие на тело одинаковых сил, |
| |приложенных в различных направлениях, вызывает различные ускорения. |
| |Если бы такая ситуация действительно реализовывалась в природе, |
| |инертную массу такого тела следовало бы считать тензорной величиной. В |
| |данной демонстрации моделируется движение двух тел: "обычной гири" |
| |(Normal) и тела с тензорной массой (Strange). Ускорение гири позволяет |
| |судить о действующей внешней силе. Ускорение объекта Strange вообще не |
| |совпадает с направлением ускорения обычного тела! Как и в предыдущем |
| |случае кажущееся необычным поведение тела объясняется не свойствами его|
| |инертной массы, а его участием в дополнительных взаимодействиях. В |
| |данной ситуации помимо основной силы Force тело Strange испытывает |
| |воздействие сил сухого трения, величина которых различна при движении |
| |вдоль различных направлений. Подобная ситуация может реализовываться в |
| |природе, например, при движении электронов в кристалле с некубической |
| |решеткой. При этом часто оказывается удобным исключить из рассмотрения |
| |взаимодействия с кристаллической решеткой, "расплатившись" за это |
| |введением тензорной массы, т.е. заменой реальной частицы на |
| |квазичастицу. |
| |Изменяя направление внешней силы Force, убедитесь, что в случае ее |
| |действия вдоль ребер кристаллической решетки ускорения частицы и |
| |квазичастицы совпадают по направлению. |
Аддитивность массы
| |Масса тела обладает свойством аддитивности, т.е. равна сумме масс |
| |частей, составляющих это тело. В качестве примера моделируется |
| |ускоренное движение автопоездов, головные автомобили у которых |
| |обеспечивают одинаковые силы тяги. Массы всех автомобилей равны. |
| |Всилу аддитивности массы автопоездов относятся как 1:2:3, в чем |
| |несложно убедиться, сравнивая из ускорения, которые относятся как |
| |3:2:1. Из-за того, что автомобили связаны между собой упругой |
| |сцепкой, на равноускоренное движение автопоездов накладываются |
| |небольшие колебания, которые можно уменьшить, увеличив жесткость |
| |пружин. |
| |Отцепляя вагоны от автопоездов, убедитесь в том, что сила тяги |
| |головных автомобилей всех трех составов действительно одинакова. (Для|
| |того, чтобы расцепить составы автопоездов, достаточно "отключить" |
| |взаимодействия медлу телами). |
Релятивистская масса
| |При движении заряженной частицы (электрона) в однородном электрическом|
| |поле, соласно классической динамике, его скорость должна неограниченно|
| |возрастать во времени по линейному закону. В реальности она стремится |
| |к предельному значению с=137. Этот эффект может быть отнесен за счет |
| |возрастания массы частицы при приближении ее скорости к скорости |
| |света. |
| |Убедитесь, что в данном случае импульсная формулировка второго закона |
| |Ньютона остается более удобной: релятивистской импульс частицы |
| |возрастает во времени по линейному закону (p=Ft). |
| |Обратите внимание на то, что в пределе малых скоростей релятивистский |
| |и классический законы движения приводят к одному и тому же результату.|
Третий закон Ньютона.
|Согласно третьему закону Ньютона при взаимодействии тел возникают|
|силы, приложенные к каждому из партнеров. При этом силы всегда |
|оказываются равными друг другу по величине и противоположно |
|направленными. |
| |
|Из законов Ньютона следует, что в случае взаимодействия двух тел,|
|не взаимодействующих с другими, каждое из них должно двигаться с |
|ускорением. Если масса одного из взаимодйствующих тел существенно|
|превосходит массу другого, то его ускорение оказывается малым. |
Силы, возникающие при взаимодействиях тел
| |При взаимодействии двух тел, согласно третьему закону, между ними |
| |возникают равные и противоположно - направленные силы. |
| |Для изменения величины гравитационного взаимодействия поменяйте |
| |массу любого из взаимодействующих тел. Убедитесь при этом, что обе |
| |силы изменят свою величину, но по-прежнему остануться равными друг |
| |другу по модулю. |
Ускорения взаимодействующих тел
| |В данной демонстрации масса планеты существенно превосходит массу |
| |яблока. В результате яблоко ускоренно падает на пактически |
| |неподвижную планету. На самом деле планета так же испытывает |
| |ускорние, но его величина меньше ускорения яблока в число, равное |
| |отношению массы яблока к массе планеты. |
| |Увеличте массу яблока в 10, 100 и т.д. раз и убедитесь, что в этом |
| |случае планета начнет "заметно падать" на яюлоко. |
Центральные силы и третий закон Ньютона
| |Многие почему-то считают, что третий заколн Ньютона подраземевает |
| |ориентацию сил вдоль прямой, соединяющкей взаимодействующие тела. |
| |На самом деле подобное утверждение не имеет непосредственого |
| |отношения к третьему закону. В данной демонстрации моделируется |
| |движение тел, взаимодействиющих друг с другом нецентральными |
| |силами. |
| |Приведенный в данной демонстрации пример не является "физически |
| |реальным" и не может быть реализован непосредственным определением |
| |взаимодействий в программе физического конструктора (автором |
| |программы просто не была предусмотрена возможность создания столь |
| |"нефизических" ситуаций). Для реализации данной демонстрации в |
| |систему пришлось ввести дополнительное силовое поле Unreal, |
| |обладающее весьма специфическими свойствами. Проанализируйте |
| |параметры данной физической модели и убедитесь, что созданная на |
| |компьютере ситуация действительно отвечает нецентральному |
| |взаимодействию и не противоречит системе законов Ньютона. |
| |Попытайтесь самостоятельно придумать другие примеры аналогичных |
| |"странных" систем. |
Гравитационные силы.
Взаимное притяжение всех без исключения материальных тел наблюдаемое в
любой среде, называют гравитационным взаимодействием, а соответствующие
силы притяжения между притягивающимися телами называются гравитационными
силами..
Закон всемирного тяготения
Две материальные точки массами m1 и m2 притягиваются друг к другу с силой F
прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной
квадрату расстояния r между ними: . Коэффициент пропорциональности G
называется гравитационной постоянной и показывает с какой силой
притягиваются две материальные точки с массами по 1 кг находящиеся на
расстоянии 1 м друг от друга (G=6,67? 10-11 Н? м2/кг2).
Сила тяжести. Вес тела.
Сила, с которой притягивается к Земле тело, находящееся на её поверхности.
В этом случае надо подставить в закон всемирного тяготения вместо m1 массу
тела - m вместо m2 массу Земли - M и вместо r радиус Земли - R.
С увеличением высоты над поверхностью Земли сила тяжести уменьшается,
но при небольших высотах по сравнению с радиусом Земли (порядка нескольких
сотен метров) её можно считать постоянной.
Вес тела сила, с которой тело давит на опору или натягивает нить подвеса.
Если опора, на которой находится тело неподвижна или движется относительно
поверхности Земли в вертикальном направлении равномерно прямолинейно, то
вес тела и сила тяжести совпадают по величине (не учитывается вращение
Земли). В противном случае вес тела может быть больше или меньше силы
тяжести в зависимости от направления ускорения.
Реферат на тему :
« Механика »
Подготовил : ученик
9 – В класса
ООШ № 7 г.Бердянска
Галицин Андрей
| |  скачать работу |
Сила трения. Коэффициент трения скольжения |
