Все тела во Вселенной взаимно притягиваются. С силой тяжести школьники начинают знакомиться на уроках физики в 7 классе и далее углубят свои знания. При рассмотрении этой темы учащиеся изучают теоретический материал и решают задачи с использованием формул силы тяжести, веса тела. Эти знания и навыки важны для понимания раздела «Основы динамики» и физики как школьной дисциплины.
Динамика как раздел физики
Динамика – это раздел механики, дающий ответ на вопрос «Почему двигается тело?». Предыдущая глава кинематики отвечала на вопрос «Как двигалось тело?». И в динамике рассматриваются причины этого движения.
В основе всей классической динамики три закона Ньютона. Но прежде, чем рассматривать законы, следует дать определение тем характеристикам, с которыми мы будем работать при описании движения тела.
Сила – это мера действия одних тел на другие тела. Именно сила и влечет за собой изменение скорости тела. Сила обозначается F и измеряется в ньютонах (Н). Сила характеризуется тремя параметрами:
- Значение;
- Направление в пространстве;
- Точка приложения усилий.
Для измерения силы пользуются специальным прибором – динамометром.
Масса является основной физической величиной, обозначается m и измеряется в килограммах (кг). Масса не тождественна весу.
Первый закон Ньютона
В этом законе речь идет об инерциальных системах отсчета. Любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока действие со стороны других тел не заставит его изменить состояние.
Ньютон имел в виду, что есть такие системы отсчета, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока действия со стороны других тел не выведет его из этого состояния. Такие системы отсчета, в которых осуществляется этот закон, инерциальны.
Инерциальными системами отсчета называются те, которые сами двигаются без ускорения. В этих системах можно объяснить, откуда у тела взялось ускорение.
Этот закон можно почувствовать во время поездки в вагоне метро. Когда он совершает равномерное прямолинейное движение, пассажиры занимаются своими делами: читают книги, стоят у перил. А когда вагон начинает тормозить перед остановкой, людям тяжело удержаться на одном месте.
Второй закон Ньютона
Ускорение (а), приобретаемое телом вследствие действия силы F, прямо пропорционально величине этой силы и й обратно пропорционально массе тела.
Но чаще вторым законом пользуются в такой форме:
Равнодействующая сила, то есть сумма всех сил, действующих на тело, равна ma.
Третий закон Ньютона
Сила действия равна силе противодействия. То есть, в закрытой системе сила, с которой первое тело действует на второе, равна по модулю и обратно направлена силе, с которой второе тело действует на первое.
Рассмотрим для примера Луну и Землю. Согласно с этим законом, не только Земля притягивает к себе Луну, но и Луна притягивает к себе Землю с такой же самой силой. В результате этого есть явление приливов и отливов на Земле.
Земля притягивает к себе все тела, так же и тела притягивают к себе Землю, но из-за небольшой массы тел (сравнимо с Землей), люди этого не замечают.
Читайте также: Как быстро выучить таблицу Менделеева?
Что такое сила тяжести?
Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе все находящиеся вблизи нее или на ее поверхности тела. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. Если взять копейку, игрушку или мяч и подбросить его вверх, он обязательно упадет.
Формулу силы тяжести вывел Ньютон:
Фтяж = mg,
где m – это масса тела, а g – ускорение свободного падения.
Сила притяжения прямо пропорциональная массе тела. Следует запомнить, что коэффициент пропорциональности g = 9,8 Н/кг.
То есть сила тяжести определяется по формуле – масса тела умноженная на коэффициент свободного падения.
Вес тела: определение и формула
Силу, с которой тело, в результате притяжения его Землей, жмет на опору или растягивает подвес, называют весом тела, его обозначают p.
Сила тяжести и вес действуют на разные тела. Первая действует непосредственно на тело, а вторая – на подвес или опору. В случае, когда тело не двигается или двигается равномерно горизонтальной плоскостью, тогда сила тяжести и вес равны по модулю.
Если силу тяжести всегда рассчитывают по одной формуле, то вес тела определяют по нескольким формулам:
- Если тело не двигается или двигается в горизонтальной плоскости, тогда:
P=mg, где P – это вес тела, g – это ускорение свободного падения.
То есть, в этом случае, численное значение веса равно силе тяжести. - В случае если тело падает, то есть ускорение тела и ускорение свободного падения направлены в одну сторону, тогда:
P=m(g–а), g это - это ускорение тела. - В случае если тело взлетает, то есть ускорение тела и ускорение свободного падения направлены в противоположные стороны, тогда:
P=m(g+а).
Читайте также: Что такое фотосинтез?
Типовые задания на НМТ по теме «Сила тяжести. Вес тела»
В тестах всегда есть вопросы на знание теории. Но физика является наукой практической и экспериментальной. И, если, во время сдачи тестирования, проведение опытов невозможно, то решение задач – также типичное задание на НМТ по физике. Поэтому, важно не только выучить определение понятий, формулы силы тяжести и веса тела, но и научиться их применять на практике.
Задание № 1
Инерцией называют:
А) Способность тел сохранять скорость движения при отсутствии действия со стороны других сил;
Б) Равномерное прямолинейное движение;
В) Явление сохранения скорости тела во время компенсации действия на него другого тела;
Г) Изменение положения тела относительно других тел.
Ответ: А.
Задание № 2
С какой силой притягивает к себе Земля тело 0,5 кг. Установите соответствие (пропишите условие):
|
Величина |
Значение |
|
А) 0,5 кг |
|
Б) ? |
|
В) 9,8 Н/кг |
Ответ: 1 – А, 2 – Б, 3 – В.
Задание № 3
По какой формуле определяют силу тяготения?
А)Fтяж=m-g
Б) Fтяж=mg
В) Fтяж=mg2
Г) Fтяж=m+g
Ответ: Б
Задание № 4
Астероид массой 10 т падает на Землю с ускорением 9,8 м/с2. Какая сила тяжести действует на него?
А) Fтяж=98 кН;
Б) Фтяж=980 кН;
В) Фтяж=98 МН;
Г) Фтяж=0,98 кН.
Ответ: А.
Задание № 5
Если сумма всех приложенных к телу сил равна нулю, то тело движется:
А) Равноускоренно прямолинейно;
Б) Равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя;
В) Равноускоренно по кругу;
Г) Равномерно по кругу.
Ответ: Б.
Задание № 6
Найти вес тела массой 50 кг в случаях:
а) если оно в состоянии покоя;
б) если падает с ускорением 5 м/с2;
в) взлетает вертикально вверх с ускорением 10 м/с2.
Дано:
м = 50 кг
а1 = 0 м/с2
а2 = 5 м/с2
а3 = 10 м/с2
Р – ?
Решение
- P=mg
P = 50 кг * 9,8 м/с2 = 490 Н - P=m(g–а)
P= 50 кг * (9,8 м/с2 – 5 м/с2) = 240 Н - P=m(g+а)
- P= 50 кг * (9,8 м/с2 + 10 м/с2) = 990 Н
Ответ: Р1 = 490Н, Р2 = 240Н, Р3 = 990Н.
Если при ознакомлении с материалом или выполнении тестовых заданий, у вас возникли трудности, важно вовремя обратиться за помощью к учителю или репетитору по физике. Особенность дисциплины состоит в том, что непонимание одной темы провоцирует дальнейшие проблемы с пониманием физики в общем. Проблемные разделы накапливаются как снежный шар и, чем дольше не решать этот вопрос, тем труднее будет подготовиться к контрольной или НМТ.
Учитель выявит проблемные темы и с учетом пожеланий учащегося разработает индивидуальный план работы. Найти репетитора по физике или другой дисциплине можно на сайте BUKI.
