Рекомендации по решению задач.




Все задачи отличаются только тем, какая это сила, то есть какая сила заворачивает тело по кругу: сила трения, сила магнитного поля. Сила веревки, сила гравитации. Во всех случаях главное, что надо сделать – это приравнять силу, заворачивающую тело по кругу, к m× .

Спутник или планета вращается вокруг Земли или Солнца Fгравитации = m×

Частица влетела в магнитное поле Fлоренца = m×

Машина заворачивает по кругу Fтрения = m×

Тело вращается на нити Fнатяжения нити = m×

Машина едет по мосту, мотоцикл едет внутри круглого барабана и т.п. Здесь на тело действуют две силы (cила тяжести и сила реакции опоры) и их сумма должна быть равна = m× . Очень важно учесть направление этих сил, если они направлены к центру вращения, берем с плюсом, если от центра вращения – с минусом. ±mg ± N= m×

 

 

Можно использовать понятие центробежной силы, но понимать, что эта сила – мнимая. Тогда рассуждаем так: если тело стоит на вращающемся круге, то возникает центробежная сила F = m× , направленная от центра, а сумма всех сил (включая центробежную) равна нулю.

 

Механика.

.

Лекции по этой теме: "Второй закон Ньютона.Теория", "Второй закон Ньютона.Задачи", "Закон сохранения импульса", "Закон сохранения энергии", "Момент силы, плечо силы".

Определения:

импульс = m(масса) ·V(скорость)

А(работа)= F∆Scosα (сила на перемещение и на косинус угла между ними)

кинетическая энергия =mV2/2

потенциальная энергия –это работа (или энергия) по перемещению тела в потенциальном поле (то есть когда эта работа одинакова при любом пути). Потенциальная энергия определяется между двумя точками.

мощность =Е(энергия)/t(время), или энергия за единицу времени

плечо силы d относительно точки – это длина перпендикуляра из точки до прямой, на которой лежит сила

момент силы М = F(сила) d(плечо).

 

Очень важно знать определение работы и понимать, что работа имеет размерность энергии.

В этой теме мы встречаемся с законами. Вся физика состоит из определений (введенных для удобства), законов и тех формул, которые выводятся из определений и законов. Зная определения и законы, все остальное вы выводите. Не запоминаете, а выводите.

Определения мы вводим сами, а законы мы открываем.

 

Законы

Главный закон физики – это второй закон Ньютона.

или

Под силой здесь имеется в виду векторная сумма всех сил, называемая равнодействующей. Она одна заменяет все силы, действующие на тело.

Благодаря этому закону мы можем вычислять все: если мы знаем, где находится тело, его скорость в начальный момент и силы, действующие на него, то мы вычисляем ускорение тела и далее переходим к кинематике.

Ньютон также открыл и закон гравитации:

G

То, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, доказывает, что наше пространство трехмерное. Основная ошибка здесь – забывают, что расстояние возводится в квадрат.

Открыли также, что сила трения зависит только от силы, с которой тело прижимается к поверхности ( а она равна силе реакции опоры N) и того, какие поверхности соприкасаются (это характеризует коэффициент трения между двумя поверхностями m), и не зависит, например, от площади касания, от его температуры и т.д.

= m×N где N – сила реакции опоры, μ –коэффициент трения

можно считать это законом (правда, не фундаментальным), а можно считать определением коэффициента трения. И то, и то верно.

 

Выводится:

Из второго закона Ньютона выводится закон сохранения импульса. Лекция: закон сохранения импульса. Чаще всего он используется при столкновениях, и тогда суммарный импульс всех тел до столкновения равен суммарному импульсу после столкновения.

Из второго закона Ньютона выводится также закон сохранения механической энергии Лекция: закон сохр.энергии.

 

Важно понимать, что любая потенциальная энергия (а мы их будем знать три: потенциальная энергия в поле тяжести mgh, потенциальная энергия электрического поля qU и потенциальная энергия пружины – kx2/2) - это работа, но не любую работу можно назвать потенциальной энергией. Когда мы называем работу какой-то силы потенциальной энергией, то мы как бы приписываем энергию двум точкам, а это можно сделать только тогда, когда эта энергия не зависит от пути, каким мы перемещали тело из одной точки в другую. Гравитационная сила, электрическая и сила пружины имеют это свойство. Сила трения – нет, так как чем длиннее путь из одной точки в другую, тем больше сила трения совершает отрицательной работы (то есть забирает энергию у тела, останавливает его). Поэтому нет смысла вводить потенциальную энергию силы трения, ее и не вводят. Вообще вводить потенциальную энергию удобно, тогда не надо считать энергию при перемещении каждый раз по данному пути, можно просто взять энергию между точками. Но не для всех сил это можно сделать.

Примечание: Если вы понимаете, что потенциальная энергия – это работа, то закон сохранения энергии проще писать так: или где под F понимается сумма всех действующих сил.

Позже открыли, что тепло – это тоже энергия, поэтому когда часть энергии уходит в тепло, механическая энергия не сохраняется. Например, при абсолютно неупругом ударе, когда тела слипаются, закон сохранения механической энергии не верен, хотя закон сохранения энергии верен всегда. При абсолютно упругом ударе закон сохранения механической энергии верен. Закон сохранения импульса верен при обоих типах столкновений.

На тело, погруженное в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды. Для Архимеда это был новый открытый им закон, вы же можете вывести его из того, что на все тела действует сила тяжести. Аналогично, на шар в воздухе действует выталкивающая сила, равная весу вытесненного воздуха, то есть весу воздуха в объеме шара.

 

Вращение.

При вращении главным становится не то, какая сила действует, а то, какой момент она создает. В ЕГЭ задачи обычно на равновесие при вращении, тогда считаем так: если тело не вращается относительно точки, то сумма моментов сил равна нулю, или сумма моментов в одну сторону равна сумме моментов в другую



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: