힘과 속도의 관계는 무엇입니까? 가속도와 힘의 관계 - Knowledge Hypermarket

각 힘의 작용점과 방향을 알아야 합니다. 신체에 어떤 힘이 어떤 방향으로 작용하는지 판단할 수 있는 것이 중요합니다. 힘은 로 표시되며, 뉴턴 단위로 측정됩니다. 힘을 구별하기 위해 다음과 같이 지정됩니다.

아래는 자연에서 작동하는 주요 세력입니다. 문제를 해결할 때 존재하지 않는 힘을 만들어내는 것은 불가능합니다!

자연에는 많은 힘이 있습니다. 여기서 우리는 역학을 공부할 때 학교 물리학 과정에서 고려되는 힘을 고려합니다. 다른 힘도 언급되어 있는데, 이에 대해서는 다른 섹션에서 논의하겠습니다.

중력

지구상의 모든 신체는 지구의 중력의 영향을 받습니다. 지구가 각 신체를 끌어당기는 힘은 공식에 의해 결정됩니다.

적용 지점은 신체의 무게 중심입니다. 중력 항상 수직으로 아래쪽을 향함.

마찰력

마찰력에 대해 알아봅시다. 이 힘은 물체가 움직이고 두 표면이 접촉할 때 발생합니다. 현미경으로 볼 때 표면이 보이는 것만큼 매끄럽지 않기 때문에 힘이 발생합니다. 마찰력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

힘은 두 표면의 접촉점에 적용됩니다. 이동과 반대 방향으로 향합니다.

지면 반력

테이블 위에 아주 무거운 물체가 놓여 있다고 상상해 봅시다. 테이블은 물체의 무게로 인해 휘어집니다. 그러나 뉴턴의 제3법칙에 따르면 탁자는 탁자 위의 물체와 정확히 동일한 힘으로 물체에 작용합니다. 힘은 물체가 테이블을 누르는 힘과 반대 방향으로 향합니다. 즉, 위로. 이 힘을 지면반력이라고 합니다. 힘의 이름은 "말한다" 지원이 반응하다. 이 힘은 지지대에 충격이 가해질 때마다 발생합니다. 분자 수준에서 발생하는 특성. 물체는 분자의 일반적인 위치와 연결(테이블 내부)을 변형시키는 것처럼 보였고, 차례로 원래 상태인 "저항"으로 돌아가려고 노력했습니다.

매우 가벼운 몸체(예: 테이블 위에 놓인 연필)라도 모든 신체는 미시적 수준에서 지지대를 변형합니다. 따라서 접지 반응이 발생합니다.

이 힘을 찾는 특별한 공식은 없습니다. 문자로 표시되나, 이 힘은 단순히 탄성력의 별도 형태이므로 다음과 같이 표시할 수도 있다.

물체가 지지대와 접촉하는 지점에 힘이 가해집니다. 지지대에 수직으로 향합니다.

신체를 물질적 점으로 표현하므로 중심으로부터 힘을 표현할 수 있다.

탄성력

이 힘은 변형(물질의 초기 상태 변화)의 결과로 발생합니다. 예를 들어 스프링을 늘리면 스프링 재료 분자 사이의 거리가 늘어납니다. 스프링을 압축하면 스프링이 감소합니다. 우리가 비틀거나 이동할 때. 이 모든 예에서 변형을 방지하는 힘, 즉 탄성력이 발생합니다.

후크의 법칙

탄성력은 변형의 반대 방향으로 향합니다.

신체를 물질적 점으로 표현하므로 중심으로부터 힘을 표현할 수 있다.

예를 들어 스프링을 직렬로 연결할 때 강성은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

병렬로 연결하면 강성이 커집니다.

샘플 강성. 영률.

영률은 물질의 탄성 특성을 나타냅니다. 이는 재료와 물리적 상태에만 의존하는 상수 값입니다. 인장 또는 압축 변형에 저항하는 재료의 능력을 특성화합니다. 영률의 값은 표 형식입니다.

고체의 특성에 대해 자세히 알아보세요.

체중

체중은 물체가 지지대에 작용하는 힘입니다. 이것이 중력의 힘이라고 말씀하시죠! 혼란은 다음과 같이 발생합니다. 실제로 신체의 무게는 중력과 같지만 이러한 힘은 완전히 다릅니다. 중력은 지구와의 상호 작용의 결과로 발생하는 힘입니다. 무게는 지지대와의 상호작용의 결과입니다. 중력은 물체의 무게 중심에 가해지는 반면, 무게는 물체가 아닌 지지대에 가해지는 힘입니다!

체중을 결정하는 공식은 없습니다. 이 힘은 문자로 지정됩니다.

지지 반력 또는 탄성력은 물체가 서스펜션 또는 지지대에 충격을 가할 때 발생하므로 신체의 무게는 수치적으로 항상 탄성력과 동일하지만 반대 방향을 갖습니다.

지지 반력과 무게는 동일한 성질의 힘이며, 뉴턴의 제3법칙에 따르면 두 힘은 동일하고 방향이 반대입니다. 무게는 신체가 아닌 지지대에 작용하는 힘입니다. 중력이 신체에 작용합니다.

체중은 중력과 같지 않을 수 있습니다. 그 이상일 수도, 적을 수도 있고, 가중치가 0일 수도 있습니다. 이 조건을 무중력. 무중력은 물체가 지지대와 상호 작용하지 않는 상태입니다(예: 비행 상태). 중력은 있지만 무게는 0입니다!

합력의 방향을 결정하면 가속도의 방향을 결정할 수 있습니다.

무게는 힘이며 뉴턴 단위로 측정됩니다. "체중은 얼마나 되나요?"라는 질문에 올바르게 대답하는 방법은 무엇입니까? 우리는 체중이 아닌 질량을 언급하면서 50kg이라고 대답합니다! 이 예에서 우리의 무게는 중력, 즉 약 500N과 같습니다!

초과 적재- 중력에 대한 무게의 비율

아르키메데스의 힘

물체가 액체(또는 기체)에 잠겨 있을 때 물체와 액체(기체)의 상호 작용으로 인해 힘이 발생합니다. 이 힘은 몸을 물(가스) 밖으로 밀어냅니다. 따라서 수직으로 위쪽을 향하게 됩니다(밀어냅니다). 공식에 의해 결정됩니다:

공중에서 우리는 아르키메데스의 힘을 무시합니다.

아르키메데스의 힘이 중력과 같으면 몸은 뜨게 된다. 아르키메데스의 힘이 크면 액체 표면으로 올라가고, 작으면 가라앉습니다.

전기력

전기적으로 발생하는 힘이 있습니다. 전하가 있는 상태에서 발생합니다. 쿨롱 힘, 암페어 힘, 로렌츠 힘과 같은 힘은 전기 섹션에서 자세히 논의됩니다.

몸체에 작용하는 힘의 도식적 지정

종종 몸체는 재료 점으로 모델링됩니다. 따라서 다이어그램에서 다양한 적용 지점이 한 지점, 즉 중앙으로 전송되고 몸체는 개략적으로 원 또는 직사각형으로 표시됩니다.

힘을 올바르게 지정하려면 연구 중인 신체가 상호 작용하는 모든 신체를 나열해야 합니다. 마찰, 변형, 인력 또는 반발 등 각각의 상호 작용의 결과로 어떤 일이 발생하는지 확인합니다. 힘의 유형을 결정하고 방향을 올바르게 표시하십시오. 주목! 힘의 양은 상호작용이 일어나는 물체의 수와 일치합니다.

기억해야 할 주요 사항

1) 힘과 그 성격;
2) 힘의 방향;
3) 작용하는 힘을 식별할 수 있다

외부(건식) 마찰과 내부(점성) 마찰이 있습니다. 외부 마찰은 접촉하는 고체 표면 사이에서 발생하고 내부 마찰은 상대 운동 중에 액체 또는 가스 층 사이에서 발생합니다. 외부 마찰에는 정지 마찰, 미끄럼 마찰, 구름 마찰의 세 가지 유형이 있습니다.

롤링 마찰은 공식에 의해 결정됩니다

저항력은 물체가 액체나 기체 속에서 움직일 때 발생합니다. 저항력의 크기는 물체의 크기와 모양, 이동 속도, 액체나 기체의 특성에 따라 달라집니다. 낮은 이동 속도에서 항력은 신체의 속도에 비례합니다.

고속에서는 속도의 제곱에 비례합니다.

물체와 지구의 상호 매력을 생각해 봅시다. 그 사이에는 중력의 법칙에 따라 힘이 생긴다

이제 중력의 법칙과 중력의 힘을 비교해 봅시다.

중력가속도의 크기는 지구의 질량과 반지름에 따라 달라집니다! 따라서 해당 행성의 질량과 반경을 사용하여 달이나 다른 행성에 있는 물체가 어떤 가속도로 낙하할지 계산할 수 있습니다.

지구 중심에서 극지방까지의 거리는 적도보다 짧습니다. 따라서 적도에서의 중력 가속도는 극지방의 중력 가속도보다 약간 작습니다. 동시에, 중력 가속도가 해당 지역의 위도에 의존하는 주된 이유는 지구가 축을 중심으로 회전한다는 사실입니다.

우리가 지구 표면에서 멀어짐에 따라 중력과 중력 가속도는 지구 중심까지의 거리의 제곱에 반비례하여 변합니다.

'권력'이라는 단어는 너무 포괄적이어서 명확한 개념을 부여하는 것은 거의 불가능한 작업입니다. 근력부터 정신력까지의 다양성이 여기에 포함된 개념의 전체 스펙트럼을 포괄하지는 않습니다. 물리량으로 간주되는 힘은 명확하게 정의된 의미와 정의를 가지고 있습니다. 힘 공식은 수학적 모델, 즉 기본 매개변수에 대한 힘의 의존성을 지정합니다.

힘 연구의 역사에는 매개변수에 대한 의존성 결정과 의존성에 대한 실험적 증거가 포함됩니다.

물리학의 힘

힘은 신체의 상호 작용을 측정하는 척도입니다. 신체의 상호 작용은 신체의 속도 변화 또는 변형과 관련된 과정을 완전히 설명합니다.

물리량으로서 힘에는 측정 단위(SI 시스템 - 뉴턴)와 이를 측정하는 장치인 동력계가 있습니다. 힘 측정기의 작동 원리는 신체에 작용하는 힘과 동력계 스프링의 탄성력을 비교하는 것에 기초합니다.

1뉴턴의 힘은 1kg의 몸이 1초에 1m 속도를 변화시키는 영향을 받는 힘으로 간주됩니다.

정의된 강도:

행동 방향;
적용점;
모듈, 절대값.

상호작용을 설명할 때 이러한 매개변수를 명시해야 합니다.

자연 상호 작용의 유형: 중력, 전자기, 강함, 약함. 다양한 중력 만유인력(중력)은 질량이 있는 모든 물체를 둘러싼 중력장의 영향으로 인해 존재합니다. 중력장에 대한 연구는 아직 완료되지 않았습니다. 아직 해당 필드의 출처를 찾을 수 없습니다.

물질을 구성하는 원자의 전자기 상호 작용으로 인해 더 많은 힘이 발생합니다.

압력 힘

신체가 지구와 상호작용할 때 표면에 압력이 가해집니다. 힘의 형태는 P = mg이며 체질량(m)에 의해 결정됩니다. 중력가속도(g)는 지구의 위도에 따라 다른 값을 갖습니다.

수직 압력은 지지대에서 발생하는 탄성력과 크기가 같고 방향이 반대입니다. 힘의 공식은 신체의 움직임에 따라 달라집니다.

체중 변화

지구와의 상호 작용으로 인해 지지를 받는 신체의 작용을 종종 체중이라고 합니다. 흥미롭게도 체중의 양은 수직 방향의 움직임 가속도에 따라 달라집니다. 가속도 방향이 중력 가속도와 반대인 경우에는 무게가 증가합니다. 신체의 가속도가 자유 낙하 방향과 일치하면 신체의 무게가 감소합니다. 예를 들어, 상승하는 엘리베이터에 있을 때 상승이 시작될 때 사람은 한동안 체중 증가를 느낍니다. 질량이 변한다고 말할 필요는 없습니다. 동시에 우리는 "체중"과 "질량"의 개념을 분리합니다.

탄성력

신체의 모양이 변하면(변형) 신체를 원래 모양으로 되돌리려는 힘이 나타납니다. 이 힘에는 "탄성력"이라는 이름이 부여되었습니다. 이는 신체를 구성하는 입자의 전기적 상호 작용의 결과로 발생합니다.

가장 간단한 변형인 장력과 압축을 고려해 보겠습니다. 긴장은 신체의 선형 치수 증가, 압축 - 감소를 동반합니다. 이러한 과정을 특징짓는 양을 신체 신장이라고 합니다. "x"로 표시하겠습니다. 탄성력 공식은 신장과 직접적인 관련이 있습니다. 변형을 겪는 각 몸체에는 고유한 기하학적 및 물리적 매개변수가 있습니다. 변형에 대한 탄성 저항이 본체의 특성과 본체를 구성하는 재료에 미치는 영향은 탄성 계수, 즉 강성(k)에 의해 결정됩니다.

탄성 상호작용의 수학적 모델은 Hooke의 법칙으로 설명됩니다.

신체 변형 중에 발생하는 힘은 신체의 개별 부분의 변위 방향에 반대되며 신장률에 정비례합니다.

F y = -kx(벡터 표기법).

"-" 기호는 변형 및 힘의 반대 방향을 나타냅니다.

스칼라 형식에는 음수 부호가 없습니다. F y = kx 형식의 공식을 갖는 탄성력은 탄성 변형에만 사용됩니다.

자기장과 전류의 상호 작용

직류에 대한 자기장이 미치는 영향에 대해 설명합니다. 이 경우 전류가 흐르는 도체에 자기장이 작용하는 힘을 암페어력이라고 합니다.

자기장의 상호 작용은 힘의 발현을 유발합니다. 공식 F = IBlsinα인 암페어의 힘은 (B), 도체의 활성 부분 길이(l), (I) 및 전류 방향과 자기 유도 사이의 각도에 따라 달라집니다. .

마지막 의존성 덕분에 도체가 회전하거나 전류의 방향이 바뀔 때 자기장의 작용 벡터가 바뀔 수 있다고 주장할 수 있습니다. 왼손 법칙을 사용하면 행동 방향을 설정할 수 있습니다. 자기 유도 벡터가 손바닥에 들어가도록 왼손을 배치하면 네 손가락이 도체의 전류를 따라 향하게되고 90 ° 구부러진 엄지 손가락은 자기장의 방향을 나타냅니다.

인류는 예를 들어 전기 모터에서 이 효과를 적용할 수 있는 방법을 찾아냈습니다. 로터의 회전은 강력한 전자석에 의해 생성된 자기장에 의해 발생합니다. 힘 공식을 사용하면 엔진 출력 변경 가능성을 판단할 수 있습니다. 전류 또는 전계 강도가 증가하면 토크가 증가하여 모터 출력이 증가합니다.

입자 궤적

자기장과 전하의 상호 작용은 기본 입자 연구의 질량 분광기에서 널리 사용됩니다.

이 경우 장의 작용으로 인해 로렌츠 힘이라는 힘이 나타납니다. 특정 속도로 움직이는 하전 입자가 F = vBqsinα 형식의 공식인 자기장에 들어가면 입자가 원을 그리며 움직입니다.

이 수학적 모델에서 v는 전하가 q인 입자의 속도 계수이고, B는 자기장의 자기 유도이고, α는 속도 방향과 자기 유도 사이의 각도입니다.

힘과 속도가 서로 90 °의 각도로 향하기 때문에 입자는 원 (또는 원호)으로 이동합니다. 선형 속도의 방향을 바꾸면 가속도가 나타납니다.

위에서 논의한 왼손의 법칙은 로렌츠 힘을 연구할 때도 발생합니다. 즉, 자기 유도 벡터가 손바닥에 들어가는 방식으로 왼손을 배치하면 일직선으로 뻗은 네 손가락이 회전 속도를 따라 향하게 됩니다. 양전하를 띤 입자를 90° 구부린 후 엄지 손가락으로 힘의 방향을 나타냅니다.

플라즈마 문제

사이클로트론에서는 자기장과 물질의 상호 작용이 사용됩니다. 플라즈마 실험실 연구와 관련된 문제로 인해 플라즈마를 밀폐된 용기에 보관할 수 없습니다. High는 고온에서만 존재할 수 있습니다. 플라즈마는 자기장을 이용하여 가스를 고리 형태로 비틀어 공간의 한 곳에 보관할 수 있습니다. 자기장을 사용하여 고온 플라즈마를 코드로 꼬아 제어하는 방법도 연구할 수 있습니다.

자연 조건에서 이온화된 가스에 대한 자기장이 미치는 영향의 예는 오로라 보레알리스(Aurora Borealis)입니다. 이 장엄한 광경은 지구 표면 위 100km 고도의 북극권 위에서 관찰됩니다. 가스의 신비롭고 다채로운 빛은 20세기에만 설명될 수 있었습니다. 극 근처의 지구 자기장은 태양풍이 대기로 유입되는 것을 막을 수 없습니다. 자기 유도선을 따라 전달되는 가장 활동적인 방사선은 대기의 이온화를 유발합니다.

전하 이동과 관련된 현상

역사적으로 도체의 전류 흐름을 특징 짓는 주요 양을 전류 강도라고합니다. 이 개념이 물리학의 힘과 아무런 관련이 없다는 점이 흥미롭습니다. 도체 단면을 통해 단위 시간당 흐르는 전하를 포함하는 공식의 전류 강도는 다음과 같은 형식을 갖습니다.

I = q/t, 여기서 t는 전하 q의 흐름 시간입니다.

실제로 전류는 충전량입니다. 측정 단위는 N이 아닌 암페어(A)입니다.

힘의 작용의 정의

물질에 가해지는 힘은 일의 수행을 동반합니다. 힘의 일은 힘과 힘의 작용 하에 전달된 변위, 힘의 방향과 변위 사이의 각도의 코사인의 곱과 수치적으로 동일한 물리량입니다.

필요한 힘의 일(공식 A = FSCosα)에는 힘의 크기가 포함됩니다.

신체의 작용에는 신체 속도의 변화 또는 변형이 수반되며 이는 동시에 에너지의 변화를 나타냅니다. 힘이 한 일은 크기에 직접적으로 의존합니다.

>>물리학: 가속도와 힘의 관계

힘을 측정하는 방법을 배우고 가속도를 결정하는 방법을 알고 나면 다음과 같은 주요 질문에 답할 수 있습니다. 신체의 가속도는 신체에 작용하는 힘에 어떻게 의존합니까?
힘에 대한 가속도의 의존성에 대한 실험적 결정.모든 측정은 측정된 값의 대략적인 값만 제공하므로 절대적인 정확도로 가속도와 힘 사이의 연결을 실험적으로 설정하는 것은 불가능합니다. 그러나 간단한 실험을 통해 가속도가 힘에 의존하는 특성을 알 수 있습니다. 이미 간단한 관찰에 따르면 힘이 클수록 신체의 속도가 더 빠르게 변합니다. 즉 가속도가 더 커집니다. 가속도가 힘에 정비례한다고 가정하는 것은 당연합니다. 물론 가속도는 훨씬 더 복잡한 방식으로 힘에 의존할 수 있지만 먼저 가장 간단한 가정이 사실이 아닌지 확인해야 합니다.
가장 쉬운 방법은 금속 막대와 같은 신체의 병진 운동을 연구하는 것입니다. 왜냐하면 병진 운동 중에만 모든 점의 가속도가 동일하고 신체 전체의 특정 가속도에 대해 이야기할 수 있기 때문입니다. 그러나 이 경우 테이블에 가해지는 마찰력이 상당히 크고, 가장 중요한 것은 정확한 측정이 어렵다는 점이다. 그러므로 가벼운 바퀴가 달린 레일에 장착된 카트를 이용합시다. 그러면 마찰력은 상대적으로 작아지고 바퀴의 질량은 카트의 질량에 비해 무시될 수 있습니다( 그림 3.8).

끝에 짐이 붙어 있는 실에 의해 수레에 일정한 힘이 가해지게 하십시오. 힘 계수는 스프링 동력계로 측정됩니다. 이 힘은 일정하지만 이동 중에는 매달린 하중에 작용하는 중력과 동일하지 않습니다. 짧은 시간 간격에 따른 속도 변화를 결정하여 수레의 가속도를 직접 측정하는 것은 매우 어렵습니다. 하지만 수레가 경로를 이동하는 데 걸리는 시간을 측정하면 추정할 수 있습니다. 에스.
일정한 힘이 작용한다고 가정하면 가속또한 힘에 의해 고유하게 결정되므로 일정하게 가속되는 운동에 대한 운동학 공식을 사용할 수 있습니다. 초기 속도가 0인 경우,

어디 x 0그리고 x 1- 신체의 초기 및 최종 좌표. 여기에서

힘과 가속도의 크기를 주의 깊게 측정하면 이들 사이에 정비례가 있음을 알 수 있습니다. . 벡터는 동일한 방향으로 하나의 직선을 따라 지정됩니다.
여러 힘이 동시에 신체에 작용하면 신체의 가속도는 이러한 모든 힘의 기하학적 합에 비례합니다. 즉, 다음과 같은 경우입니다.

저것
이 위치는 때때로 호출됩니다. 힘의 중첩(부과) 원리. 각 힘의 작용은 다른 힘의 존재에 의존하지 않는다는 점에 유의하십시오.
관성이란 무엇입니까?따라서 뉴턴 역학에 따르면 힘은 물체의 가속도를 고유하게 결정하지만 속도는 결정하지 않습니다. 이것을 아주 명확하게 상상해 볼 필요가 있습니다. 힘은 속도에 따라 결정되는 것이 아니라 변화 속도에 따라 결정됩니다. 따라서 정지한 신체는 특정 시간 간격 동안만 힘의 영향을 받아 눈에 띄는 속도를 얻습니다.
가속은 힘의 시작과 동시에 즉시 발생하지만 속도는 점차 증가합니다. 매우 강한 힘이라도 즉시 신체에 상당한 속도를 부여할 수는 없습니다. 시간이 걸립니다. 몸을 멈추기 위해서는 제동력이 아무리 크더라도 일정 시간 동안 작용해야 합니다.
시체가 있다고 말할 때 의미하는 것은 바로 이러한 사실입니다. 둔한. 신체의 관성이 매우 명확하게 나타나는 간단한 실험의 예를 들어 보겠습니다.
1. 그림 3.9는 얇은 실에 매달린 거대한 공을 보여줍니다. 정확히 같은 실이 아래 공에 묶여 있습니다. 밑실을 천천히 당기면 예상대로 윗실이 끊어집니다. 결국 공의 무게와 공을 아래로 당기는 힘이 모두 윗실에 작용합니다. 그런데 밑실을 너무 빨리 당기면 끊어지는데, 언뜻 보기에는 꽤 이상합니다.

하지만 설명하기는 쉽습니다. 실을 천천히 당기면 볼이 점차 낮아지면서 윗실이 부러질 때까지 늘어납니다. 큰 힘으로 빨리 당기면 밑실이 끊어집니다. 공은 큰 가속도를 받지만 밑실이 크게 늘어나 끊어지는 짧은 시간 동안 속도가 크게 증가할 시간이 없습니다. 따라서 윗실은 거의 늘어나지 않고 그대로 유지됩니다.
2. 종이 고리에 긴 막대를 매달아 놓은 흥미로운 실험입니다. 그림 3.10). 쇠막대로 막대기를 세게 치면 막대기가 부러지지만 종이 고리는 손상되지 않습니다. 이 경험을 직접 설명하게 됩니다.

3. 마지막으로 아마도 가장 멋진 경험일 것입니다. 빈 플라스틱 용기를 쏘면 총알이 벽에 규칙적인 구멍을 남기지만 용기는 그대로 유지됩니다. 물이 채워진 동일한 용기에 총을 쏘면 용기가 작은 조각으로 부서집니다. 이는 물의 압축성이 낮고 부피의 작은 변화로 인해 압력이 급격히 증가한다는 사실로 설명됩니다. 총알이 매우 빠르게 물에 들어가 용기 벽을 뚫으면 압력이 급격히 증가합니다. 물의 관성으로 인해 수위가 올라갈 시간이 없으며 압력이 증가하면 용기가 조각으로 찢어집니다.
역학의 법칙과 일상의 경험.역학의 주요 설명은 매우 명확하고 간단합니다. 결국, 우리는 태어날 때부터 뉴턴 역학의 법칙을 따르는 운동의 세계에 살고 있습니다.
그러나 때로는 인생 경험에서 얻은 아이디어가 실패할 수도 있습니다. 따라서 물체의 속도는 항상 물체에 가해지는 힘과 같은 방향으로 향한다는 생각은 너무 뿌리가 깊습니다. 사실 그렇지 않습니다. 예를 들어, 물체가 수평선에 대해 임의의 각도로 움직일 때 중력은 아래쪽으로 향하고 궤적에 접하는 속도는 물체가 비행하는 동안 변하는 힘과 특정 각도를 형성합니다.
힘은 물체의 속도가 아니라 물체를 가속시키는 원인입니다. 모든 경우에 가속도의 방향은 힘의 방향과 일치하지만 속도의 방향은 일치하지 않습니다.
역학에 대한 주요 사실이 확립되었습니다. 신체의 가속도는 신체에 작용하는 힘에 정비례합니다.

???
1. 신체의 가속도는 힘과 어떤 관련이 있나요?
2. 관성이란 무엇입니까! 본문에 표시되지 않은 신체의 관성을 보여주는 예를 제시하십시오.
3. 어떤 경우에 속도의 방향이 힘의 방향과 일치합니까?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, 물리학 10학년

수업 내용 수업 노트프레임 레슨 프리젠테이션 가속화 방법 인터랙티브 기술 지원 관행 과제 및 연습 자가 테스트 워크숍, 교육, 사례, 퀘스트 숙제 토론 질문 학생들의 수사적 질문 일러스트레이션 오디오, 비디오 클립 및 멀티미디어사진, 그림, 그래픽, 테이블, 다이어그램, 유머, 일화, 농담, 만화, 비유, 속담, 십자말 풀이, 인용문 부가기능 초록기사 호기심 많은 어린이를 위한 요령 교과서 기본 및 추가 용어 사전 기타 교과서와 수업 개선교과서의 오류를 정정하다교과서의 단편 업데이트, 수업의 혁신 요소, 오래된 지식을 새로운 지식으로 교체 선생님들만을 위한 완벽한 수업올해의 일정 계획, 방법론적 권장 사항, 토론 프로그램 통합수업

이번 강의에 대한 수정사항이나 제안사항이 있으시면

역학의 주요 임무는 신체에 가해지는 힘의 영향을 받아 신체의 기계적 운동 법칙을 찾는 것입니다. 실험적으로 속도가 빠르다는 것이 밝혀졌습니다. VC, 어디 씨- 힘의 영향을 받는 진공에서의 빛의 속도 에프자유 물체는 병진 운동의 속도를 변경하여 가속도에 따라 움직입니다. ㅏ, 그리고 강제 연결 에프그리고 가속도 ㅏ선의:

ㅏ = 케이 1 에프,

어디 케이 1 - 힘과 가속도의 단위 선택에 따른 양의 비례 계수. 각 특정 신체에 대해 일정하지만 신체마다 다릅니다.

신체의 관성의 특성은 힘의 영향으로 병진 운동의 속도가 즉시 변하지 않고 최종 가속도의 해당 변화에 따라 점차적으로 변경된다는 사실에서 나타납니다. ㅏ. 관성의 척도로서 스칼라 양이 도입됩니다. 중, 라고 불리는 체중. 신체의 관성이 높을수록 특정 힘의 영향으로 가속도가 낮아집니다. 가속도는 질량에 반비례로 의존한다는 것이 실험적으로 밝혀졌습니다. 케이 1 =케이/중:

비례계수는 어디에 있나요? 케이가속도, 힘 및 질량 단위 시스템의 선택에만 의존하며 다른 신체에서도 동일합니다. 수량 측정 단위가 동일한 시스템(예: SI)에 속하는 경우 계수는 k=1.

따라서 신체의 가속도는 신체를 유발하는 힘에 직접적으로 비례하고 방향이 일치하며 신체의 질량에 반비례합니다.

방정식 ()이 호출됩니다. 역학의 기본 방정식. 체질량 중신체의 운동 상태나 공간에서의 위치에 의존하지 않는 일정한 양이므로 질량을 비교하려면 동일한 힘의 영향으로 신체가 얻은 가속도를 비교하는 것으로 충분합니다.

중 2 / 중 1 = ㅏ 1 / ㅏ 2 .

본체를 나누면 N부품 계량 중, 동일한 힘의 영향으로 몸 전체가 다음의 가속도를 얻는다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. N힘이 각 부분에 개별적으로 작용할 때보다 몇 배 더 적습니다. 따라서 몸체의 질량은 추가 수량입니다. 몸체의 질량은 해당 부분의 질량의 합과 같습니다. 신체 시스템의 질량은 시스템에 포함된 모든 신체의 질량의 합과 같습니다. 동적 계산에서 신체는 정신적으로 질량이 있는 물질적 점 시스템으로 나누어지는 경우가 많습니다. 몸 전체의 질량은 모든 물질적 점의 질량의 합과 같습니다.

레버식 체중계를 사용하여 체중을 측정할 수 있습니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 중력가속도 때문에 g지구 표면의 같은 장소에서 모든 신체가 동일하면 중력이 신체에 작용합니다. 피관계를 만족시키다

두 가지 다른 질량의 경우

레버식 저울로 신체의 무게를 측정할 때 측정된 질량은 중 1은 기준 질량의 분동과 균형을 이루고 있습니다. 중 2. 균형이 잡혀 있다 피 1 =피 2, 그러므로 중 1 =중 2 .

표준 단위계에서 질량은 킬로그램(kg) 단위로 측정됩니다.

방정식 ()은 본체가 병진 이동하고 변형되지 않는 경우에만 본체의 동작을 설명합니다. 그렇지 않으면 신체의 다른 지점의 가속도가 달라집니다. 재료 점은 변형되거나 회전할 수 없으므로 방정식 ()이 항상 유효합니다.

하나의 물질점에 여러 힘이 작용하는 경우 에프나 ( 나=1, …, N) 결과로 에프, 재료 점의 가속도는 다음과 같습니다.

어디 ㅏ i - 하나의 힘이 작용하여 물질 지점의 가속 에프즉, 그것은 행동한다 힘의 독립적인 작용 원리- 여러 힘이 동시에 물질 점에 작용하는 경우, 각각은 마치 다른 힘이 없는 것처럼 물질 점에 동일한 가속도를 부여합니다.

모든 벡터와 마찬가지로 결과 힘의 벡터는 두 가지 구성 요소, 즉 점의 궤적에 대한 접선으로 분해될 수 있습니다. 에프τ 그리고 그것은 정상이다 에프 N:

에프 = 에프 τ + 에프 N.

가속도 벡터를 접선 성분과 법선 성분으로 분해하고 기본 동역학 방정식()을 사용하여 다음을 얻습니다.

보통 강도 에프 n은 벡터의 방향만 변경합니다. V, 궤적 반경의 곡률 중심을 향함 아르 자형그리고 호출된다 구심력:

접선력은 속도의 크기를 변화시킵니다. V: 양수 값 에프τ는 신체를 가속화하고 음수는 속도를 늦춥니다. ~에 에프τ =0 몸체는 일정한 속도로 균일하게 움직입니다. 등속운동 중에 법선력이 0이면 궤적은 직선이 되고, 법선력이 일정하고 0과 다르면 궤적은 일정한 곡률 반경을 갖게 됩니다(즉, 평면 위의 원 또는 공간의 나선형 선):

쌀. 1 관성 입증 경험

테이블의 수평면에 종이 한 장을 놓고 그 위에 몸체(예를 들어 유리잔)를 올려둡니다. 처음에는 잎과 유리가 정지해 있습니다. 천천히 힘을 주어 종이를 잡아당기면 에프, 그러면 유리는 시트에 대해 움직이지 않지만 테이블에 대해 가속도로 움직이기 시작합니다. 즉, 유리는 종이 시트와 동일한 가속도로 움직이게 됩니다. 종이 한 장을 세게 당기면 유리 아래에서 종이가 당겨져 유리가 테이블에 비해 거의 움직이지 않습니다.

유리를 움직이려면 힘이 작용해야 하는데, 수평 방향으로 발생하는 유일한 힘은 마찰력이다. 에프시트와 유리 사이에서 발생하는 tr. 종이의 가속도가 다음과 같다면 ㅏ, 그러면 이 가속도 방향으로 힘이 발생합니다 에프=엄마, 마찰력은 반대 방향으로 향하고 다음과 같습니다. 에프 tr =- 엄마저전력용 에프즉, 종이를 천천히 당기면 힘이 보상되고 유리는 종이에 비해 움직이지 않게 됩니다. 힘이 증가하면서 에프마찰력이 최대값에 도달함 에프 tr =μ mg, 라고 불리는 슬라이딩 마찰력여기서 μ는 종이와 유리 사이의 마찰 계수입니다. 힘을 가하면 에프<μmg, 그러면 마찰력은 더 이상 이를 완전히 보상할 수 없으며 유리는 힘의 영향을 받아 시트에 대해 상대적으로 움직일 것입니다. 에프-에프가속도가 있는 tr ㅏ 1 =ㅏ-μ g, 그리고 가속도가 있는 테이블을 기준으로 ㅏ 2 =ㅏ-ㅏ 1 =μ g. 유리 아래에서 종이 한 장을 꺼내는 데 걸리는 시간이 짧기 때문에 유리는 작은 거리를 이동합니다.

종이 한 장을 꺼내면 유리에 가속도가 붙습니다. 2그러면 유리와 테이블 사이의 마찰력으로 인해 정지하게 됩니다. 테이블이 아닌 예를 들어 마찰 계수가 훨씬 낮은(따라서 미끄럼 마찰력이 훨씬 적은) 얼음 위에서 동일한 실험을 수행하면 유리는 영향을 받아 관성에 의해 움직입니다. 힘이 덜 들고 더 먼 거리를 이동할 수 있습니다.

참고자료

A.A. 디틀라프, B.M. 야보르스키, L.B. Milkovskaya. 물리학 과정. 남: 고등학교요. 1973년.

우리의 버튼:

이제 힘의 특성과 이를 측정하는 방법이 결정되었으므로 두 번째 실험 결과(§ 43)로 돌아가 힘과 가속도 사이의 정량적 관계를 결정해 보겠습니다.

대략적으로 이러한 연결은 하중으로 구동되는 카트에 대한 이미 익숙한 경험을 사용하여 설정할 수 있습니다(그림 2.28). 가속도를 결정하기 위해 카트에 드로퍼를 설치하여 일정한 간격으로 카트의 위치를 표시할 수 있습니다.

전체 이동 시스템에 작용하는 힘을 변경하기 위해 여러 개의 동일한 하중을 생성합니다. 전체 시스템은 여러 부분으로 구성된 복잡한 몸체로 간주될 수 있습니다.

동일한 크기의 가속도로 이동(드로퍼와 하중이 있는 카트) 모든 실험에서 시스템의 비활성 특성이 동일하도록 하기 위해 하중 중 일부를 컵에 배치하고 나머지는 카트에 배치합니다.

컵 위에 하나의 추만 올려놓으면 전체 시스템은 컵에 작용하는 중력과 동일한 힘에 의해 움직이게 됩니다. 두세 개의 그러한 추를 컵 위에 올려 놓으면 움직임을 일으키는 힘이 그에 따라 두세 배 증가합니다. 각 실험 중에 점적기가 남긴 표시 사이의 거리를 측정함으로써 모든 경우에 다양한 힘의 영향으로 신체에서 발생하는 가속도를 계산할 수 있습니다.

그러한 실험을 수행함으로써 우리는 카트의 가속도가 작용하는 힘에 정비례하여 증가한다는 것을 확신하게 될 것입니다.

물론 우리의 경험은 매우 거칠지만 힘과 가속도를 매우 정확하게 측정하여 수행된 유사한 실험은 발견된 결과를 변함없이 확인합니다. 신체 이동의 가속도는 신체에 작용하는 힘에 정비례합니다.

결과적인 가속도의 방향은 작용하는 힘의 방향과 일치합니다. 1).

우리 실험에서 카트는 직선 운동을 했습니다. 속도 모듈의 변화를 일으키는 힘은 접선 가속도만 생성했습니다. 간단한 실험을 사용하면 힘과 가속도 사이의 동일한 관계가 일반 가속도에도 적용된다는 것을 확신할 수 있습니다.

원심 기계의 축에 장착된 홈에 볼을 놓고 나사산이 있는 하중과 연결합니다(그림 2.29). 자동차가 초당 일정한 회전수로 회전하도록 만들어 보겠습니다. 이 경우, 공이 회전축으로부터 멀리 떨어져 있으면,

약간의 속도와 정상적인 가속력을 얻게 됩니다.

이 원에 공을 고정하려면 실이 늘어나서 약간의 힘을 가해 작용해야 합니다. 원심력 축의 튜브를 통과하는 실의 끝 부분에 부착된 하중에 의해 장력이 생성됩니다. 기계. 공이 원을 그리며 움직이게 하는 정상적인(구심) 가속도를 생성하는 것이 바로 이 힘입니다. 원을 그리며 움직일 때 공의 주어진 속도는 매우 명확한 힘에 해당합니다. 회전 수를 늘리면, 즉 일반 가속도를 높이면 공을 주어진 원에 유지하려면 이에 따라 장력도 높아야 합니다. 실의 힘.