Движение на тялото под действието на гравитацията: определение с формула

движение на тялото под действието на гравитацията е централна тема в динамичния физиката. Това раздел се основава на динамиката на трите законите на Нютон, той знае, дори обикновен ученик. Нека се опитаме да разберем този въпрос обстойно и статия, описваща подробно всеки пример ще ни помогне да се направи изследване на движението на тялото под силата на тежестта, както полезни.

Малко история

От незапомнени времена хората с любопитство гледат на различните събития, които се провеждат в живота ни. Човечеството за дълго време не можеше да разбере принципите и подреждане на много системи, обаче, дълъг път, за да изследвате света около доведе нашите предци на съвременния научен метод. В тези дни, когато технологиите се развиват с невероятна скорост, хората почти не мислят за това, как да работят тези или други механизми.

В същото време, нашите предци винаги са били заинтересовани от гатанки естествени процеси и структурата на света, търси отговори на най-трудните въпроси, и не престават да се учат, но не намери отговорите. Така например, известният учен Галилео Галилей през 16 век, за да задам един въпрос: "Защо тялото винаги падне, каква е силата им привлича към земята" През 1589 той направи серия от експерименти, резултатите от които се оказаха много ценно. Учи в детайли законите на свободното падане на различни органи, хвърляйки предмети от известната кула в Пиза. Законите, които той е ръководил, са подобрени и формулите, описани по-подробно друг известен британски учен - Сър Isaakom Nyutonom. Това, че той е собственик на три от закона, който се основава на почти всички от съвременната физика.

Фактът, че законите за движение на телата, описани преди повече от 500 години, са от значение и до днес, е, че нашата планета е обект на същите закони. Съвременният човек трябва да бъде най-малко повърхностно разглежда основните принципи на подреждане на света.

Основни понятия в динамика и подкрепа

За да се разбере напълно принципите на това движение, трябва първо да се запознаете с някои от концепциите. По този начин, най-необходимите теоретични термини:

• Взаимодействие - е влиянието на органите един срещу друг, в която се извършва промяната или началото на тяхното движение една спрямо друга. Има четири вида на взаимодействие: електромагнитни, слаби, силни и гравитационни.
• Скорост - една физична величина, показваща скоростта, с която тялото се движи. Скоростта е вектор, т.е., има не само стойността, но и посоката.
• Ускорение - количеството, което ни показва степента на промяна на скоростта на тялото в определен период от време. Той също така е количество вектор.
• Траекторията на пътя - крива, а понякога - по права линия, която очертава тялото в движение. С еднакво праволинейна траектория на движение може да съвпада със стойността на изместване.
• Path - дължина на пътя, тоест, колкото тялото се проведе в продължение на определен период от време.
• Инерциална референтна система - среда, в която вие сте първият закон на Нютон, което означава, че тялото поддържа своята инерция, при условие, че напълно отсъстват каквито и да било външни сили.

Посочените по-горе понятия е достатъчно компетентно да се направи или да представи на ръководителя на симулация на движението на тялото под влиянието на гравитацията.

Какво искаш да кажеш сила?

Нека да преминем към основната концепция на нашата тема. По този начин, властта - това е стойността, по смисъла на който е въздействието или влиянието на един орган на друг количествено. А гравитацията - е силата, която действа на абсолютно всеки орган, намиращ се на или близо до повърхността на нашата планета. Въпросът е къде е мястото на същата тази власт? Отговорът се крие в закона за всемирното привличане.

Какво е гравитацията?

На всеки орган е засегнат от гравитационната сила на Земята, което му придава известна ускорение. Гравитацията е винаги вертикална посока надолу към центъра на планетата. С други думи, силата на гравитацията дърпа обекти към Земята, затова нещата винаги падат. Оказва се, че силата на тежестта - това е специален случай на гравитационната сила. Нютон донесе една от основните формули за намиране атракция сила между двете тела. Така изглежда: F = G * _(М1Х m ₂₎ / R ^2.

Каква е земното ускорение?

Тялото, което е бил освободен от определена височина, винаги летеше надолу под действието на силата на тежестта. Движение на тялото под влиянието на гравитацията вертикално нагоре и надолу може да бъде описан от уравнения, където основния постоянно ще бъде стойността на ускорението "G". Тази стойност се определя изключително от силата на тежестта, и неговата стойност е приблизително равна на 9.8 m / и ^2. Оказва се, че тялото е хвърлен от височина нулева начална скорост, ще се движат до стойността на ускорението "G".

Движение на тялото под действието на гравитацията: формула за решаване

Основната формула на тежестта откритие е, както следва: F _{тежестта} = m х д, където m - е масата на тялото, на която действа сила, и "г" - свободно падане ускорение (за опростяване на задачите, се счита за равна на 10 м / сек ²⁾ ,

Има няколко формули, използвани за намиране на конкретно неизвестно с безплатен движението на тялото. Например, за да се изчисли пътя пресича от тялото, е необходимо да се замени известните стойности в тази формула: S = ₀ V х т + с х т ^2/2 (пътека е равна на сумата на продукти от началната скорост умножават по времето и ускорението по време на квадрат, разделен на 2).

Формулите за описване на вертикалното движение на тялото

Движение на тялото под влиянието на гравитацията вертикално уравнението, който е както следва: х = х ₀ + V ₀ х т + с х т ^2/2 Използвайки този израз, е възможно да се намери координатите на тялото на известно време. Необходимо е просто да замени известен проблем стойности: началното местоположение първоначалната ставка (ако тялото не е просто освободен, и натисна с определена сила) и ускорение, в този случай е равна на ж ускорение.

По същия начин може да се намери и скоростта на тялото, която се движи под действието на гравитацията. Изразът за намиране на неизвестни количества по всяко време: V = V ₀ + г X т (първоначалната стойност на скоростта може да бъде равно на нула, тогава скоростта ще бъде равна на произведението на гравитационното ускорение от стойността на времето, за което тялото прави движение).

Движението на телата под действието на гравитационни: предизвикателства и решения

При решаването на много проблеми, свързани с гравитацията, предлагаме следния план:

1. Определете за себе си удобен инерциална отправна обикновено се прави, за да изберете на Земята, защото тя отговаря на много от изискванията на ISO.
2. Начертайте малка рисунка или снимка, която изобразява основните сили, действащи върху тялото. Движение на тялото под влиянието на гравитацията поема скица или диаграма, която показва посоката, в която тялото се движи, ако действа ускорение, равно на грам.
3. След това изберете посоката на силите и ускорения, получени проекта.
4. Запис на неизвестни количества и определят тяхната посока.
5. И накрая, като се използва горната формула за решаване на проблемите, за да се изчисли всички неизвестни чрез заместване на данните в уравнението за намиране на ускорението и изминатото разстояние.

До ключ решение лесна задача

Когато става дума за такова явление като движението на тялото под действието на гравитацията, за да се определи колко практичен начин за решаване на задачата може да бъде трудно. Въпреки това, има няколко трика, чрез които лесно можете да разрешите дори и най-трудната задача. Така че, ние обясни на живите примери за това как да се реши този или този проблем. Да започнем с един лесен за разбиране на проблема.

Орган освободен от височина 20 m, без начална скорост. Определете за колко време достига до повърхността на земята.

Решението: ние знаем пътя пресича от организма, известно е, че началната скорост е равна на 0. Можем също така да се определи, че тялото е само силата на тежестта актове, се оказва, че това движение на тялото под действието на гравитацията, и затова трябва да използвате тази формула: S = V ₀ х т + с х т ^2/2. Тъй като в нашия случай = д, след това след трансформации ние получаваме следното уравнение: S = грам х т ² / 2. Сега остава само изрично време чрез тази формула, ние откриваме, че т = ² 2S / г. Заместването на известна стойност (в този случай се предположи, че г = 10 м / сек ²⁾ т ² = 2 х 20/10 = 4. Следователно, т = 2 и.

Така че нашият отговор: тялото да падне на земята в продължение на 2 секунди.

Номерът за решаване на проблема бързо, е следното: може да се види, че движението на тялото е описано в следния проблем възниква в една посока (вертикално надолу). Това е много подобен на равномерно ускорено движение, тъй като тялото не сила, различна от силата на тежестта (силата на въздушно съпротивление се пренебрегва). Поради това можем да използваме формулата за намиране на най-лесен път равномерно ускорено движение, минавайки подреждането на снимки рисунки, действащ от силите на тялото.

Един пример от най-трудните задачи

Сега нека да видим как най-добре да се реши проблемът на движението на тялото от гравитацията, ако тялото не се движи вертикално, но има по-сложни движения.

Например, следващата задача. Някои обект движеща се маса m с неизвестно ускорение по наклонената плоскост, коефициентът на триене е равна на к. Определя се стойността на ускорението, която е на разположение по време на движението на тялото, когато алфа на ъгъла на наклон е известна.

Решение: Необходимо е да се възползвате от плана, която е описана по-горе. Първото теглене изготвяне наклонена равнина, с изображение на тялото и всички сили, действащи върху него. Оказва се, че тя има три компонента: силата на гравитацията, триенето и силата на реакция на пода. Изглежда общо уравнение като получените сили: F _триене + N + мг = ma.

Основната връхната точка на проблема е състоянието на ъгъла на наклон α. Когато издаващият се сили на волски ос и Oy ос, това състояние трябва да се вземе предвид, тогава се следния израз: мг х грях α - F _{триенето} = ma (ос вол) и N - мг х защото α = F _триене (за Oy ос) ,

F _триене лесно се изчислява чрез намиране сила формула триене, е равна на х к мг (коефициент на триене, умножена с продукта от теглото и гравитационното ускорение). След като всички изчисления остават само като се замести получените стойности във формулата, ние получаваме опростена уравнение за изчисляване на ускорението, на което тялото се движи по продължение на наклонената равнина.