Взаимодействие тел и законы Ньютона

Таким образом, центр масс механической системы движется как материальная точка, масса которой равна массе всей системы и на которую действует сила, равная главному вектору внешних сил, приложенных к системе. Если рассматриваемая система – твердое тело, которое движется поступательно, то скорости всех точек тела и его центра масс одинаковы и равны скорости v тела. Соответственно ускорение тела , и основное уравнение динамики поступательного движения твердого тела имеет вид 15

Физика - моя профессия

В некоторой степени эти проблемы рассматривались как философские, метафизические, стоящие в стороне от естествознания. Это особенно отчетливо видно из высказываний недальновидных философов вроде Маха или Оствальда, которые требовали, чтобы вопросы строения были изгнаны из физики. Видимо, отсутствие знаний об эфире, о молекулах, о природе сил не рассматривалось как нечто, чего физике недостает. Картина мира была построена: тела и частицы движутся так, как велят законы Ньютона. Формулы сил, представляющие их через свойства взаимодействующих тел и расстояния между ними, известны. Остается подставить их в дифференциальные уравнения, и все задачи физики будут решены. Физика в основном законченная наука. Собираясь писать эту главу, я стал листать старую энциклопедию Брокгауза и Ефрона. Том, в котором помещена статья «Теплота», вышел в свет не так уж давно, в 1891 году. Автор статьи добросовестно изложил законы термодинамики, способы измерения тепла и только несколько фраз сказал о природе тепла: «Мы уверены в том, что тепло связано с какими-то движениями частиц вещества» ... »

Законы сохранения и симметрия

Это утверждение называется законом сохранения энергии в механических процессах. Сумма кинетической и потенциальной энергий тел называется полной механической энергией. Поэтому закон сохранения энергии можно сформулировать так: полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и упругости, остается постоянной. Основное содержание закона сохранения энергии заключается не только в установлении факта сохранения полной механической энергии, но и в установлении возможности взаимных превращений кинетической и потенциальной энергий в равной Количественной мере при взаимодействии тел. Закон сохранения полной механической энергии в проце6ссах с участием сил упругости и гравитационных сил является одним из основных законов механики. Знание этого закона упрощает решение многих задач, имеющих большое практическое значение в практической жизни. Например, для получения электроэнергии широко используется энергия рек. С этой целью строят плотины, перегораживают реки. Под действием сил тяжести вода из водохранилища за плотиной движется вниз по колодцу ускоренно и приобретает некоторую кинетическую энергию. открыть »

Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр

Мы так считаем потому, что новое тело А можно представить себе составленным из двух тел, масса каждого из которых равна первоначальной массе. Каждое из этих тел притягивало бы тело В с силой, равной первоначальной силе. Следовательно, суммарная сила, действующая между телами А и В, была бы вдвое больше этой первоначальной силы. А если бы одно из тел имело массу, скажем, вдвое, а второе — втрое больше первоначальной массы, то сила взаимодействия возросла бы в 6 раз. Теперь понятно, почему все тела падают с одинаковой скоростью: тело с удвоенным весом будет тянуть вниз удвоенная гравитационная сила, но и масса тела при этом будет в 2 раза больше. По Второму закону Ньютона эти два эффекта компенсируют друг друга, и ускорение будет во всех случаях одинаковым. Закон тяготения Ньютона говорит, что чем дальше тела друг от друга, тем меньше сила их взаимодействия. Согласно этому закону, гравитационная сила притяжения звезды составляет ровно четверть силы притяжения такой же звезды, но находящейся на вдвое меньшем расстоянии ... »

Наука - Физика

Истинная суть обеих мер движения будет выяснена позже, когда будет открыт закон сохранения энергии. Третий закон Ньютона гласит: действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны. Иначе говоря, силы, с которыми действуют два тела друг на друга, равны по величине и направлены в противоположные стороны. Ньютон распространил действие этого закона на случай и столкновения тел, и на случай их взаимного притяжения. Из трех фундаментальных законов движения Ньютона вытекают следствия, одно из которых - сложение количества движения по правилу параллелограмма. Если Декарт исходил из признания неизменности количества движения в мире, то Ньютон придерживался противоположного мнения. Ускорение тела зависит от величин, характеризующих действие других тел на данное тело, а также от величин, определяющих особенности этого тела. Механическое действие на тело со стороны других тел, которое изменяет скорость движения данного тела, называют силой. Она может иметь разную природу (сила тяжести, сила упругости и т.д.).Изменение скорости движения тела зависит не от природы сил, а от их величины. открыть »

По следам сенсаций

Когда ускорение остаётся неизменным или его вообще нет, продолжает Дэвис, системы тел достаточно хорошо описываются законами Ньютона. Трудности возникают лишь в условиях, когда ускорение начинает изменяться. Ключевым понятием в дэвисовском анализе динамических систем служит одновременность. Законы движения предполагают строгую одновременность действия и противодействия. Иначе говоря, если сила, с которой масса № 1 действует на массу № 2, внезапно изменилась, то и сила воздействия массы № 2 на массу № 1 должна измениться в тот же миг. Так считал Ньютон. Эйнштейн, однако, доказал, что условие одновременности в ньютоновском понимании невыполнимо для тел, разделённых дистанциями астрономического размера, ибо изменения в поле тяготения не могут распространяться быстрее света, а скорость света ограниченна, хотя и чудовищно велика — 300 тысяч километров в секунду. Стало быть, две звезды не могут взаимодействовать мгновенно. Потребуется некоторое время (иногда это миллиарды лет), пока гравитационный импульс распространится от одной звезды к другой ... »

Ответы на экзаменационные вопросы по физике: 9 класс

В земных условиях они позволяют объяснить течение воды, движение многочисленных и разнообразных транспортных средств (движение автомобилей, кораблей, самолетов, ракет). Для всех этих движений, тел и сил справедливы законы Ньютона.4. Взаимодействие тел: силы тяжести, упругости, трения. Примеры проявления этих сил в природе и технике Опыты с различными телами показывают, что при взаимодействии двух тел оба тела получают ускорения, направленные в противоположные стороны. При этом отношение абсолютных значений ускорений взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс. Обычно вычисляют ускорение одного тела (того, движение которого изучается). Влияние же другого тела, вызывающего ускорение, коротко называется силой. В механике рассматриваются сила тяжести, сила упругости и сила трения. Сила тяжести - это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, находящиеся вблизи ее поверхности (). Сила тяжести приложена к самому телу и направлена вертикально вниз (рис. 1а). Сила упругости возникает при деформации тела (рис. 1б), она направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения взаимодействующих тел. открыть »

Примерные экзаменационные билеты по физике (11 класс)

Примерные экзаменационные билеты по физикеБилет №1 1) Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение. 2) Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.Билет №2 1) Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона. 2) Лабораторная работа “Изменение показателя преломления света”Билет №3 1) Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике. 2) Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.Билет №4 1) Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. 2) Задача на применение первого закона термодинамики.Билет №5 1) Превращение энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. 2) Лабораторная работа “Расчет и измерение сопротивления двух параллельно включенных резисторов“.Билет №6 1) Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории (МКТ) строения вещества. открыть »

Физика (лучшее)

Очень малая величина ( указывает на то, что сила гравитационного взаимодействия значительна только в случае тел с большими массами. Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести. Сила тяжести приложена к центру тяжести Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Вес тела приложен к опоре или подвесу. Он равен по модулю силе реакции опоры (подвеса). Пусть тело массой m находится в лифте, поднимающимся вертикально вверх с постоянным ускорением а а). Найдём вес, которым будет обладать тело. На тело действуют сила тяжести mg и сила реакции опоры . Тогда, согласно второму закону Ньютона, запишем . Перепишем его в скалярном виде в проекции на координатную ось y: , т.е. модуль веса тела, равный модулю силы реакции опоры, больше модуля силы тяжести. Такое состояние называется перегрузкой. Предположим теперь, что лифт опускается с ускорением a. б) В этом случае второй закон Ньютона в скалярной форме имеет вид . Таким образом, вес тела меньше силы тяжести. Если a=g, то как следует из последней формулы, =0, т.е. и вес тела равен нулю. Такое состояние называют невесомостью. Из рассмотренного примера следует, что невесомость возникает в случае, когда тело движется только под действием силы тяжести, т.е. под действием гравитационной силы. открыть »

Билеты по физике за весь школьный курс

В этом случае линейная скорость тела выражается как . Принцип независимости движений рассматривает движение любой точки тела как сумму двух движений – поступательного и вращательного. 8. Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета. Явление сохранения скорости тела при отсутствии внешних воздействий называется инерцией. Первый закон Ньютона, он же закон инерции, гласит: “существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела”. Системы отсчета, относительно которых тела при отсутствии внешних воздействий движутся прямолинейно и равномерно, называются инерциальными системами отсчета. Системы отсчета, связанные с землей считают инерциальными, при условии пренебрежения вращением земли.9. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил. Центр тяжести. Причиной изменения скорости тела всегда является его взаимодействие с другими телами. При взаимодействии двух тел всегда изменяются скорости, т.е. приобретаются ускорения. Отношение ускорений двух тел одинаково при любых взаимодействиях. открыть »

Лекции по механике

О1 Пусть имеется твердое тело произвольной формы (см. рис 13), которое может вращаться вокруг оси О1О2 . Разбивая тело на малые элементы, можно заметить, что все они вращаются вокруг оси О1О2 в плоскостях, ri перпендикулярных оси вращения с одинаковой угловой mi скоростью (. Движение каждого из отдельных элементов малой массы m описывается вторым законом Ньютона. Для i -го элемента имеем: mi ai = fi1 fi2 . fi Fi , ( 4-4 ) О2 Рис.13 Вращение твердого тела. где fik ( k = 1,2, . ) представляют собой внутренние силы взаимодействия всех элементов с выбранным, а Fi - равнодействующая всех внешних сил, действующих на i - элемент. Скорость vi каждого элемента вообще говоря может меняться как угодно, но поскольку тело является твердым, то смещения точек в направлении радиусов вращения можно не рассматривать. Поэтому спроектируем уравнение ( 4-4 ) на направление касательной и умножим обе части уравнения на ri : ri( mi ai ) = ri(ri(fi1) ri(fi2) . ri(fi ) ri(Fi) . ( 4-4a ) В правой части получившегося уравнения произведения типа ri(fi1) представляют собой (согласно ( 4-3)) моменты внутренних сил относительно оси вращения, т.к. ri и (f i) взаимно перпендикулярны. открыть »

Шпаргалка с билетами по физике, 11 класс

Из подобия треугольников очевидно, что , откуда , что после приведения подобных дает , получим формулу линзы . В формуле линзы расстояние от линзы до мнимого изображения считается отрицательным. Оптическая сила двояковыпуклой (да и вообще любой) линзы определяется из радиуса ее кривизны и показателя преломления стеклом и воздухом .Билет №51) Третий закон Ньютона. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. К.Э. Циолковский в освоении космического пространства. При любом взаимодействии двух тел отношение модулей приобретенных ускорений постоянно и равно обратному отношению масс. Т.к. при взаимодействии тел векторы ускорений имеют противоположное направление, можно записать, что . По второму закону Ньютона сила, действующая на первое тело равна . Третий закон Ньютона связывает между собой силы, с которыми тела действуют друг на друга. Если два тела взаимодействуют друг с другом, то силы, возникающие между ними приложены к разным телам, равны по величине, противоположны по направлению, действуют вдоль одной прямой, имеют одну и ту же природу. открыть »

Сила трения. Коэффициент трения скольжения

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 U real, 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. открыть »

Становление физической картины мира от Галилея до Эйнштейна

Соединённые вмести эти два положения у И. Ньютонаприняли форму первого закона механики. Для построения теоретических моделей механического движения существенно системапространственно – временного описания. Введение системы координат и разработка математики переменных величин вооружили учёных универсальным средствомтеоретического изображения механического движения, сочетающего в себе высокую степень абстрактности (изображение движения тела математической функцией) свысокой степенью наглядности (графики функций в заданной системе координат мог непосредственно изображать траекторию перемещения тела в пространстве стечением времени). Теоретическое знание может выполнить свои основные функции лишь в том случае, если в нёмотражена конкретная форма детерминации исследуемых явлений, прежде всего фундаментальные законы изменения состояния, взаимодействия. И. Ньютон ввёлпонятие силы как причины изменения состояния движения по величине и по направлению (или одновременно по величине и по направлению). В механике Ньютонаисточниками и точкой приложения сил являются материальные точки. Центральное место в системе трёх законов механики занимает второй закон Ньютона –основной закон движения. открыть »

Устойчивость солнечной системы

Необходимо особо отметить важность формулы Фисенкова, поскольку в нее входят массы планет. Для нас это очень важно по следующей причине: массы планет могут появиться в формуле квантования только в случае, если в ней присутствует соотношение для длин волн де Бройля, так как при использовании только второго закона Ньютона для расчета характеристик орбит масса планеты не учитывается. Однако необходимо теперь сообщить читателю, что новые законы механики уже были открыты. Это – законы запаздывания потенциала (гравиодинамика). В чем их суть? Оказывается, при осмыслении законов взаимодействия, их механизмов и передачи потенциала взаимодействия на расстояние, исследователь неизбежно должен прийти к понятию скорости взаимодействия. Если скорость взаимодействия конечна, а это действительно так, то при движении взаимодействующих тел потенциал начинает отставать от движущегося тела и законы динамики Галилея – Ньютона начинают искажаться. О том, как они искажаются, и говорят законы запаздывания потенциала Гаусса – для электромагнитного взаимодействия и закон Гербера – для гравитации. открыть »

Свет, фотоны, скорость света, эфир и другие «банальности»

Так, его взгляды относительно взаимодействия тел на расстоянии привели его к мысли о существовании промежуточной среды; но при рассмотрении природы света он отвергает эту среду только из-за того, что «нет достаточного запаса опытов, коими законы действия этого эфира были бы точно определены и показаны». Конечно, в его время постановка вопроса о свойствах и составе эфира была преждевременна, поскольку отсутствовали даже такие науки, как оптика, электромагнетизм, атомная и молекулярная физики и многие другие. И даже в наше время такие науки как о ядре атома и об элементарных частицах еще «плавают в тумане». Что же говорить об эфире – следующей ступени строения вещества? Однако наблюдений, фактов, экспериментов и знаний о свойствах эфира становилось все больше, и все великие и сколько-нибудь значимые теории возникли лишь благодаря «мысленному построению его действия». Эйнштейн и Инфельд назвали его «лесами» для строительства теорий, которые можно убрать в угоду существования общего принципа относительности. Но теперь трудно себе представить, что возникли бы такие науки, как оптика и электромагнитная теория, если бы общий принцип относительности появился раньше их. «Волновая теория победила теорию истечения Ньютона безукоризненно качественной и количественной точностью своих предсказаний» (С.Вавилов ) и не только этим. открыть »

В поисках пятой силы

Впервые такой опыт поставил Галилей, измеривший ускорение свободного падения на Земле тел разного состава и веса. Если справедлив закон Ньютона, то есть если вес тела строго пропорционален его массе, то ускорение свободного падения должно быть величиной постоянной. Это и было установлено Галилеем с точностью порядка долей процента. Самая высокая точность в опытах такого типа была достигнута в 1971 году в Московском государственном университете в экспериментах В.Б.Брагинского и В.И.Панова, ограничивших различие в ускорениях свободного падения величиной 10–12 от самого ускорения. К сожалению, этот результат не может быть использован для проверки обсуждаемой гипотезы, поскольку Брагинский и Панов измеряли ускорение свободного падения пробных тел на Солнце. Другими словами, в этих опытах исследовалось взаимодействие на столь больших расстояниях, что экспоненциально убывающее отталкивание должно было полностью исчезнуть. Поэтому авторы гипотезы обратились к чисто «земным» опытам – к исследованиям известного венгерского ученого Роланда фон Этвеша (1848.1919). В опытах Этвеша центробежная сила, связанная с вращением Земли и действующая на любое тело, сопоставлялась с силой тяжести. открыть »

Язык науки и язык природы

Что же касается бесконечностей, с которыми имеет дело теоретик, то к ним можно относиться двояко: считать их либо потенциальными, либо актуальными. Потенциальная бесконечность поддается так называемой калибровке, ее можно в любой момент приравнять к нулю и начать отсчет сызнова, с 0=0; актуальная бесконечность такой процедуре не поддается, поскольку вообще существует вне времени и, соответственно, вне реальной физики. 5. Законы Ньютона Модель Ньютона - это одно тело, движущееся в абсолютном бесконечном пространстве равномерно и прямолинейно до тех пор, пока на это тело не подействует сила (первый закон механики) или два тела, действующих друг на друга с равными и противоположно направленными силами (третий закон механики); сама же сила считается просто причиной ускорения движущихся тел (второй закон механики), то есть, как бы существует сама по себе и неизвестно откуда берется. По Ньютону, все взаимодействия происходят мгновенно, то есть с актуально бесконечно большой скоростью; однако для обитателей физического мира мгновенных взаимодействий быть не может, поскольку 1/ ( )>0 при ( )>? только в том случае, если >?. открыть »

Необратимость - свойство реальных процессов. Статистический характер энтропии

Уравнения Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных. В стационарном случае, когда электрическое и магнитное поля не изменяются во времени, источниками электрического поля являются только электрические заряды, а источниками магнитного — только токи проводимости. В данном случае электрическое и магнитное поля независимы друг от друга, что и позволяет изучать отдельно постоянные электрические и магнитные поля. Уравнения Максвелла — наиболее общие уравнения для электрических и магнитных полей в покоящихся средах. В учении об электромагнетизме они играют такую же роль, как законы Ньютона в механике. Из уравнений Максвелла следует, что переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле связано с порождаемым им магнитным, т. е. электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом — они образуют единое электромагнитное поле. Долгое время считалось, что взаимодействие между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает участия в передаче взаимодействия, и передача взаимодействия происходит мгновенно. открыть »