Rungon liikkeen vaikutuksen alaisena painovoiman: määritelmä on kaava

Kehon liikkuvuutta painovoiman on keskeinen teema dynaaminen fysiikan. Tämä jakso perustuu dynamiikan kolmen lakien Newton, hän tietää jopa tavalliset koulupoikana. Yritetään ymmärtää aiheeseen perusteellisesti, ja artikkelissa kuvataan yksityiskohtaisesti kussakin esimerkissä auttaa meitä tekemään tutkimuksen ruumiinliikesignaalien alle painovoiman hyödyllisenä.

Hieman historiaa

Ikimuistoisista ajoista lähtien, ihmiset uteliaana katsomassa eri tapahtumista elämässämme. Ihmiskunta pitkään voinut ymmärtää periaatteet ja järjestely monia järjestelmiä kuitenkin pitkä tapa tutustua ympäröivään maailmaan johti isämme tieteellistä vallankumousta. Näinä päivinä, kun tekniikka kehittyy uskomattoman nopeasti, ihmiset lähes eivät ajattele miten toimia näiden tai muilla mekanismeilla.

Samalla meidän esi-isät ovat aina olleet kiinnostuneita arvoituksia luonnollisia prosesseja ja rakennetta maailman etsivät vastauksia vaikeimmista kysymyksistä, eikä lakkaa oppia, mutta ei löytänyt vastausta. Esimerkiksi kuuluisa tiedemies Galileo Galilei 16-luvulla esittää kysymyksen: "Miksi kehon aina kaatua, mikä on voima vetää ne maahan?" Vuonna 1589 hän teki sarjan kokeita, joiden tulokset osoittautuivat erittäin arvokas. Hän opiskeli yksityiskohtaisesti lakeja vapaan pudotuksen eri tahojen, heittää esineitä kuuluisan tornin Pisa. Lait, jota hän johti, on parannettu ja kaavojen tarkemmin toinen kuuluisa brittiläinen tiedemies - Sir Isaakom Nyutonom. Että hän omistaa kolme lain, joka perustuu lähes kaikki modernin fysiikan.

Se, että lait liikkeen elinten kuvattu yli 500 vuotta sitten, on merkitystä nykypäivään, että planeettamme on sovellettava samoja lakeja. Moderni ihminen tulee olla vähintään pinnallisesti tutkii perusperiaatteita järjestelyn maailman.

Peruskäsitteet dynamiikkaa ja tukea

Jotta täysin ymmärtää periaatteet tämän liikkeen, kannattaa ensin tutustua joihinkin käsitteitä. Näin ollen useimmat tarvittavat teoreettisesti:

• Vuorovaikutus - on vaikutusta elinten toisiaan vastaan, jossa muutos tapahtuu tai alussa niiden liikkeen suhteessa toisiinsa. On neljänlaisia vuorovaikutuksen: sähkömagneettinen, heikko, vahva ja painovoiman.
• Nopeus - fysikaalinen suure, joka ilmoittaa nopeuden, jolla kappale liikkuu. Nopeus on vektori, eli ei ole vain arvo, vaan myös suunta.
• Kiihtyvyys - määrä, joka osoittaa meille muutosnopeus nopeuden kehon ajan. Se on myös vektori määrä.
• Liikeradan tavalla - käyrä, ja joskus - suoran viivan, joka hahmottelee kehon liikkeessä. Yhdenmukaista suoraviivainen liikerata voi olla sama siirtymäarvo.
• Polku - polku pituus, eli niin paljon kuin kehon pidettiin tietyn aikaa.
• Inertiaviiteyksikkö järjestelmä - ympäristön, jossa olet Newtonin ensimmäinen laki, eli kehon säilyttää vauhtia, sillä edellytyksellä, että puuttuvat täysin mitään ulkoisia voimia.

Edellä mainittujen käsitteiden riittää pätevästi piirtää tai esittää pää ruumiin liikesimulointi vaikutuksen alaisena painovoiman.

Mitä tarkoittaa voimaa?

Siirrytään edelleen perusajatusta meidän teema. Täten voima - se on arvo, jonka merkitys on vaikutusta tai vaikutusvaltaa toiseen ruumiin toisella määrällisesti. Painovoima - on voima, joka toimii aivan jokainen laitos sijaitsee tai lähellä pintaa planeettamme. Kysymys kuuluu: Mistä tämä sama voima? Vastaus löytyy lain yleisen gravitaatio.

Mitä painovoima

Mihin tahansa kehon vaikuttaa painovoima Maan, joka antaa sille tietty kiihtyvyys. Painovoima on aina pystysuorassa suunnassa alas keskelle planeetan. Toisin sanoen, painovoima vetää esineitä kohti Maata, siksi asiat aina putoa. On käynyt ilmi, että painovoima - tämä on erikoistapaus vetovoima. Newton toi yksi tärkeimmistä kaavoja löytää välinen vetovoima kahden elimen. Se näyttää näin: F = G * (m ₁ x m ₂₎ / R ^2.

Mikä on painovoiman kiihtyvyys?

Elin, joka vapautui tietty korkeus, aina lentävät alas alla painovoiman. Rungon liikkeen vaikutuksen alaisena painovoiman pystysuoraan ylös ja alas voidaan kuvata yhtälöillä, jossa perus vakio on arvo kiihtyvyyden "g". Tämä arvo määritetään yksinomaan painovoiman, ja sen arvo on suunnilleen yhtä suuri kuin 9,8 m / s ^2. On käynyt ilmi, että runko on valettu korkeus nolla lähtönopeus, siirtyy alas arvo kiihtyvyyden "g".

Rungon liikkeen vaikutuksen alaisena painovoiman: kaavan ratkaisemiseksi

Peruskaava painovoiman havainto on seuraava: F _painovoima = m x g, jossa m - on kehon massa, johon voima toimii, ja "g" - vapaan pudotuksen kiihtyvyyden (yksinkertaistaa tehtäviä sen katsotaan olevan yhtä suuri kuin 10 m / s ²⁾ .

On olemassa useita kaavoilla löytää tietyn tuntematon vapaan liikkeen rungon. Esimerkiksi, jotta voidaan laskea polku, jonka läpi kehon, on tarpeen korvata tunnetut arvot tässä kaavalla: S = V ₀ x t + a x t ^2/2 (polku on yhtä suuri kuin summa tuotteiden lähtönopeuden kerrottuna aika ja kiihtyvyys ajan neliöön, jaettuna 2).

Yhtälöt kuvaavat pystysuuntainen liike rungon

Rungon liikkeen vaikutuksen alaisena painovoiman pystysuoraan yhtälö, joka on seuraava: x = x ₀ + v ₀ x t + a x t ^2/2 Käyttäen tätä ilmaisua, on mahdollista löytää ruumiin koordinaatteihin tietyn ajan kuluttua. On tarpeen yksinkertaisesti korvata tunnettu ongelma arvot: alkaen sijainti, alkunopeus (jos elimistö ei yksinkertaisesti vapautetaan, ja työnnetään tietyllä voimalla) ja kiihtyvyys, tässä tapauksessa se on yhtä suuri kuin kiihtyvyys g.

Samalla tavoin, voidaan löytää ja nopeus elin, joka liikkuu vaikutuksen alaisena painovoiman. Ilmaisu löytää tuntemattomat suureet milloin tahansa: v = v ₀ + g x t (alkuarvo nopeus voi olla yhtä suuri kuin nolla, niin nopeus on yhtä suuri kuin tuotteen painovoiman kiihtyvyys ajan arvo, jonka elin tekee liikkeen).

Liike elimissä painovoiman vaikutuksesta: haasteet ja ratkaisut

Ratkaisemisessa monia ongelmia, jotka liittyvät painovoiman, suosittelemme seuraavaa suunnitelmaa:

1. Itse määritellä kätevä inertiaalikoordinaatisto tehdään yleensä valita Maan koska se täyttää monet standardin ISO.
2. Piirrä pieni piirros tai kuva, joka kuvaa pääasiassa voimia kehossa. Rungon liikkeen vaikutuksen alaisena painovoiman oletetaan luonnos tai kaavio, joka osoittaa suunnan, jossa keho liikkuu, jos se toimii kiihtyvyys on yhtä suuri g.
3. Sitten valita suunta hankkeen voimat ja kiihtyvyydet saatu.
4. Record tuntemattomia määriä ja määrittää niiden suunnan.
5. Lopuksi, käyttäen edellä olevaa kaavaa ratkaista ongelmia, laskea kaikki tuntemattomat korvaamalla tiedot yhtälöön löytää kiihtyvyyden ja kuljetun matkan.

Avaimet käteen helppo tehtävä

Kun se tulee tällainen ilmiö kuten kehon liike vaikutuksen alaisena painovoiman, selvittää, miten käytännöllinen tapa ratkaista tehtävä voi olla vaikeaa. On kuitenkin olemassa useita temppuja käyttäen jossa voit helposti ratkaista jopa vaikein tehtävä. Joten, me selittää eläviä esimerkkejä siitä, miten ratkaista jokin ongelma. Aloitetaan helppo ymmärtää ongelman.

Elin vapautuu korkeus 20 m eikä alkunopeutta. Päättää kuinka paljon aikaa se saavuttaa maanpinnan.

Ratkaisu: tiedämme polkua kulki elin, tiedetään, että lähtönopeus on 0. Voimme myös todeta, että keho on vain painovoima säädösten mukaan vaikuttaa siltä, että tämä liike elimenä painovoiman vaikutuksesta, joten sinun tulisi käyttää tätä kaavaa: S = V ₀ x t + a x t ^2/2. Koska tässä tapauksessa a = g, sitten kun jotkut muunnokset saadaan seuraava yhtälö: S = g x t ² / 2. On vielä vain ilmaista aika kautta Tämän kaavan, huomaamme, että t ² = 2S / g. Korvaamalla tunnetun arvon (tässä tapauksessa oletetaan, että g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. Näin ollen, t = 2 s.

Joten meidän vastaus: kehon putoavan maahan 2 sekuntia.

Huijata ongelman ratkaisemiseksi nopeasti, on seuraava: voidaan nähdä, että kehon liike kuvataan seuraavassa ongelma ilmenee yhdessä suunnassa (pystysuunnassa alaspäin). Se on hyvin samanlainen kuin tasaisesti kiihtyvä liike, koska runko ei ole voimassa, muiden kuin painovoiman (voima ilmanvastuksen laiminlyödään). Tämän vuoksi voidaan käyttää kaavan löytää helposti polku tasaisesti nopeutettu liike, joka kulkee kuvat piirustusten järjestely toimii kehon voimia.

Esimerkkinä vaikeampaa tehtäviä

Nyt voimme nähdä, miten parhaiten ratkaista ongelman kehon liikettä painovoiman, jos laitos ei liiku pystysuunnassa, mutta on monimutkaisempi liikettä.

Esimerkiksi seuraava tehtävä. Joissakin esine liikkuvan massan m tuntematon kiihtyvyys alaspäin kaltevan tason, kitkakerroin on yhtä suuri kuin k. Määrittää kiihtyvyyden arvo, joka on käytettävissä liikkeen aikana elimistössä, kun kallistuskulma α tunnetaan.

Ratkaisu: On tarpeen hyödyntää suunnitelmaa, joka on kuvattu edellä. Ensimmäinen draw piirtäminen kalteva taso, kehon kuva ja kaikki voimat sitä. On käynyt ilmi, että siinä on kolme osaa: painovoimaa, kitkaa ja lattia reaktio voima. Se näyttää yleisen yhtälön tuloksena voimat: F _Kitka + N + mg = ma.

Tärkein kohokohta ongelma on edellytys kaltevuuskulma α. Projisoitaessa voimat härän akselilla ja oy akseli, tämä ehto on otettava huomioon, niin saadaan seuraava lauseke: mg x sin α - F _kitkaa = ma (akseli ox) ja N - mg x cos α = F _kitka (oy akseli) .

F _kitka on helposti lasketaan määrittämällä kaavan kitkavoima, se on yhtä suuri kuin k x mg (kitkakerroin kerrottuna tuotteen painon ja painovoiman kiihtyvyys). Kun kaikki laskennat pysyvät ainoastaan substituoimalla saatiin arvot on kaava, saadaan yksinkertaistettu yhtälö laskemiseksi kiihtyvyyden elin liikkuu kaltevaa tasoa pitkin.