Pohyb tela hodeného zvisle nahor v stave beztiaže je krátky. Voľný pád. Stav beztiaže. Grafické znázornenie pohybu
Lekcia 15 Stav beztiaže (Fedosova O.A.)
Text lekcie
Abstraktné
Názov predmetu - fyzika Trieda - 9. TMC (názov učebnice, autor, rok vydania) - Fyzika. 9. ročník: učebnica / A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik. - M.: Drop, 2014. Úroveň výcviku (základná, pokročilá, profilová) - základná Téma hodiny - Pohyb tela vrhaného kolmo nahor. Stav beztiaže Laboratórna práca č. 2 "Meranie zrýchlenia voľného pádu." Celkový počet hodín pridelených na štúdium témy - 1 Miesto vyučovacej hodiny v systéme vyučovacích hodín na danú tému - 15/15 Účelom vyučovacej hodiny je zistiť a dokázať, čo určuje voľný pád telies a pohyb telesa hodeného zvisle nahor pomocou Galileiho vzorca. Ciele lekcie - Poskytnúť koncept voľného pádu telies a jeho vlastností. Študovať históriu objavovania vzorcov tohto hnutia. Naučiť vykonávať výpočty pri voľnom páde telies. Vysvetlite význam experimentov G. Galilea. Pokračovať vo formovaní schopnosti vyjadrovať závery; Rozvoj nezávislosti v úsudkoch; Rozvoj logického myslenia; rozvíjať schopnosť vytvoriť myšlienkový experiment; rozvíjať pamäť, pozornosť žiakov; formovať schopnosť riešiť kvalitatívne problémy. Pokračovať vo vzdelávaní postojov k fyzike ako zaujímavej a potrebnej vede; Vštepiť deťom úctu a dobrú vôľu k sebe navzájom, schopnosť počúvať odpoveď priateľa; Formovať u žiakov presnosť pri práci s poznámkami v zošite. Plánované výsledky - -Pozorovať pokusy, ktoré svedčia o stave beztiaže tiel; - vyvodiť záver o podmienkach, za ktorých sú telá v stave beztiaže; - merať zrýchlenie voľného pádu; Technická podpora lekcie - počítač, multimediálny projektor /index.html, test 15 "Voľný pád" Autor: © 2014, LLC "KOMPEDU", http://compedu.ru Obsah lekcie 1. Organizačná fáza 1. Vzájomné pozdravenie učiteľ a študenti; kontrola chýbajúcich protokolov. 2. Aktualizácia subjektívneho prežívania žiakov Tréningové úlohy a otázky: 1. Voľný pád sa nazýva_ 2. Voľný pád je svojou podstatou_ 3. Zrýchlenie voľného pádu g = _ 4. Padajú všetky telesá s rovnakým zrýchlením? Prečo? _ 5. Prečo peleta letí rýchlejšie ako chumáč v miestnosti, ak spadne z rovnakej výšky? _ 6. Ako dlho bude telo padať z výšky h \u003d 11,25 m? _ 3. Laboratórna práca č. 2 "Meranie zrýchlenia voľného pádu" Účel: meranie zrýchlenia voľného pádu pomocou prístroja na štúdium pohybu telies. Obsah práce Na experimenty použite vodiacu rovinu 1, vozík 2, snímače 3, elektronické stopky 4, plastovú podložku 5 (obr.). Gravitačné zrýchlenie možno určiť meraním dráhy a času pohybu z pokoja. Na presné meranie času pádu slúžia elektronické stopky 4 s magnetickými snímačmi 3. Spustenie a zastavenie elektronických stopiek je možné vykonať buď stlačením tlačidla "Štart / Stop", alebo pomocou magneticky ovládaných kontaktov jazýčkových spínačov - v diaľkové snímače 3. Jazýčkový spínač (hermetický kontakt) pozostáva z dvoch tesne umiestnených elastických kovových kontaktov, ktoré sa po zavedení do magnetického poľa alebo pri priblížení zmagnetizujú a priťahujú k sebe. V dôsledku toho je časť elektrického obvodu pripojená k vodičom jazýčkového spínača uzavretá. Obvod elektronických stopiek je navrhnutý tak, že pri prvom zopnutí elektrických kontaktov na jej vstupe sa stopky spustia, pri ďalšom zopnutí stopiek sú jazýčkové spínače ovládané malým permanentným magnetom upevneným v strede stopky. vonkajšia strana vozíka 2. Príkaz na vykonanie úlohy Nastavte vodiacu rovinu takmer vertikálne, aby sa znížil účinok trecej sily. Pomocou magnetických držiakov pripevnite snímače k vodiacej rovine, jeden na jej horný okraj, druhý na jej spodný okraj Stlačením tlačidla „Reset“ nastavte nulu na stupnici elektronických stopiek.Fungovanie stopiek skontrolujte o striedavé privádzanie magnetu vozíka najskôr k prvému snímaču, potom k druhému snímaču. Stopky by mali začať merať čas po privedení magnetu na horný snímač a ukončiť meranie po priložení magnetu na spodný snímač. Čísla na stupnici pred bodkou ukazujú sekundy, čísla za bodkou desatiny a stotiny sekundy. Zmerajte vzdialenosť s medzi snímačmi. Uvoľnite vozík a zmerajte čas t jeho voľného pádu. Opakujte merania 5-krát. Vypočítajte gravitačné zrýchlenie: g = 2s /t 2 Nájdite aritmetický priemer gravitačného zrýchlenia. Č. Čas jazdy t, s Dráha s, m Tiažové zrýchlenie g, m/s 2 1 2 3 4 5 Určite odchýlku hodnoty g, ktorú ste dostali od skutočnej hodnoty rovnajúcej sa 9,8 m/s2 ). Vypočítajte, aký diel (v percentách) je tento rozdiel oproti skutočnej hodnote g. Tento pomer sa nazýva relatívna chyba ε. Čím menšia je relatívna chyba, tým vyššia je presnosť merania. ε =| g cf – g| /g 4. Učenie sa novým poznatkom a metódam činnosti (práca s prezentačnými snímkami) A vzniesol sa pod oblaky; Na chvíľu zmizol – a povýšene Hluk, opäť letí na princa. Šikovný rytier odletel A Čarodejník spadol do snehu osudnou hojdačkou - a tam si sadol ... A. S. Puškin (Ruslan a Ľudmila) Zaujímavým príkladom priamočiareho rovnomerne zrýchleného pohybu je voľný pád telesa a pohyb tela hodeného vertikálne. Takéto pohyby telies študoval známy taliansky vedec Galileo Galilei. Zistil, že tieto pohyby sú rovnomerne zrýchlené. Merania ukázali, že pri takýchto pohyboch je zrýchlenie nasmerované vertikálne nadol a v absolútnom vyjadrení je približne 9,8 metra delené za sekundu na druhú. Zvlášť prekvapivé a dlho bolo záhadou, že toto zrýchlenie je rovnaké pre všetky telá. Pri riešení úloh voľného pádu telies je prirodzené smerovať súradnicovú os vertikálne nahor alebo nadol a ako referenčné teleso zvoliť Zem. Súradnica bodu na osi je jeho výška nad povrchom Zeme (alebo hĺbka pod povrchom Zeme). Vzorce pre rýchlosť, posun a súradnice voľne padajúceho telesa a telesa hodeného zvisle sa nelíšia od vzorcov pre rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb. V týchto vzorcoch je zhe projekciou na súradnicovú os vektora zrýchlenia voľného pádu telies; je kladná a rovná sa +9,8 metra za sekundu na druhú, ak súradnicová os smeruje nadol, a -9,8 metra na druhú druhú druhú, ak súradnicová os smeruje nahor. Uvažujme o najbežnejších pohyboch telies pôsobením gravitácie - voľný pád telies po priamočiarej a krivočiarej trajektórii. Voľný pád telies po priamočiarej trajektórii Vyriešme nasledujúci problém. Úloha 1. Teleso padá voľne bez počiatočnej rýchlosti z výšky h nad povrchom Zeme. Určte čas pohybu a rýchlosť tela v poslednom momente pohybu. Ako už vieme, voľný pád telies je rovnomerne zrýchlený pohyb, preto na vyriešenie tohto problému použijeme vzorce rovnomerne zrýchleného pohybu pre súradnicu a rýchlosť telesa. Zapíšme si počiatočné podmienky pohybu. Dosadíme ich do pohybovej rovnice. Z výslednej pohybovej rovnice je ľahké určiť čas letu telesa, rovná sa druhej odmocnine dvojnásobku výšky vydelenej gravitačným zrýchlením. Ak teraz získanú hodnotu časového intervalu dosadíme do rovnice rýchlosti, tak ľahko získame vzorec na výpočet rýchlosti v poslednom momente pohybu. Ako vidíme, rýchlosť sa rovná mínus druhej odmocnine dvoch popola. Znamienko mínus znamená, že pohyb tela v našom prípade nastáva proti súradnicovej osi. Úloha 2. Lopta je hodená nahor s počiatočnou rýchlosťou nula smerujúcou kolmo nahor. Určte: čas celého pohybu; rýchlosť v poslednom momente pohybu a tiež do akej maximálnej výšky sa telo zdvihne? Rovnako ako v predchádzajúcej úlohe použijeme vzorce pre rovnomerne zrýchlený pohyb telesa. Vypíšeme počiatočné podmienky pohybu. A dosadíme ich do pohybovej rovnice. Potom sa pohybové rovnice zapíšu v tvare: y sa rovná ve nula te mínus zhe te štvorcové zásahy; a ve sa rovná ve nula mínus zhe te. Nájdite celý čas pohybu lopty, ak vezmeme do úvahy, že v poslednom okamihu jej pohybu je jej súradnica rovná nule: Nula sa rovná ve nula te mínus zhe te na druhú polovicu. Riešením výslednej kvadratickej rovnice pre te nájdeme jej korene. Koreň rovnice rovný nule zodpovedá počiatočnému okamihu času. Čas celého letu lopty je teda určený vzorcom: te sa rovná dvom nula delené zhe Rýchlosť tela v poslednom momente pohybu sa určí z rovnice rýchlosti pre rovnomerne zrýchlený pohyb, pričom sa nahradí čas letu lopty do nej. Ukazuje sa, že akou rýchlosťou hodíme loptu kolmo nahor, rovnakou rýchlosťou sa vráti späť. Aby sme určili maximálnu výšku letu lopty, musíme určiť časový interval, za ktorý bude lopta stúpať do tejto výšky. Z rýchlostnej rovnice možno vidieť, že guľa sa pohybuje rovnomerne nahor, kým nedosiahne svoju maximálnu výšku, potom sa na chvíľu zastaví a potom sa začne pohybovať rovnomerne zrýchleným smerom nadol. Ak vezmeme do úvahy, že v hornom bode trajektórie je rýchlosť lopty nulová, určíme čas nábehu. Ako vidíme, rovná sa polovici času celého pohybu. Teraz, ak získanú hodnotu časového intervalu dosadíme do pohybovej rovnice, tak určíme maximálnu výšku letu lopty. Hmotnosť telesa pohybujúceho sa len vplyvom gravitácie je nulová. Toto je možné overiť pomocou experimentov znázornených na obrázku 31. Kovová guľa je zavesená na domácom dynamometri. Podľa svedectva pokojového dynamometra je hmotnosť gule (obr. 31, a) 0,5 N. Ak sa závit, ktorý drží dynamometer, prereže, potom bude voľne padať (odpor vzduchu v tomto prípade možno zanedbať). Zároveň sa jeho ukazovateľ posunie na nulovú značku, čo znamená, že hmotnosť lopty je nulová (obr. 31b). Hmotnosť voľne padajúceho dynamometra je tiež nulová. V tomto prípade sa guľa aj dynamometer pohybujú s rovnakým zrýchlením bez toho, aby sa navzájom ovplyvňovali. Inými slovami, dynamometer aj guľa sú v stave beztiaže. V uvažovanom experimente dynamometer a guľa voľne padali z pokoja. Teraz sa uistite, že teleso bude v beztiažovom stave, aj keď jeho počiatočná rýchlosť nebude rovná nule. Aby ste to urobili, vezmite plastové vrecko a naplňte ho vodou asi do 1/3; potom odstráňte vzduch z vrecka jeho otočením vyššia časť do turniketu a zaviazať ho na uzol (obr. 31, c). Ak obal uchopíte za spodnú časť naplnenú vodou a prevrátite, potom sa časť obalu stočená do zväzku pod ťarchou vody odvinie a naplní vodou (obr. 31, d). Ak pri prevrátení obalu držíte škrtidlo a nedovolíte mu odvinúť sa (obr. 31, e) a potom obal vyhodíte, potom sa škrtidlo počas stúpania aj pádu neodvinie (obr. 31). , f). To naznačuje, že voda počas letu nepôsobí svojou hmotnosťou na balík, pretože sa stáva beztiažovým. Tento balík môžete hodiť k sebe, potom poletí po parabolickej trajektórii. Ale aj v tomto prípade si obal za letu zachová svoj tvar, ktorý mu bol daný pri hode. 5. Upevnenie materiálu formou skúšky so vzájomným overením: 1. Od čoho je teleso voľné pri voľnom páde? a) od hmoty b) od gravitácie c) od odporu vzduchu d) od všetkého uvedeného 2. V trubici, z ktorej sa odčerpáva vzduch, je v rovnakej výške peleta, korok a vtáčie pierko. Ktoré z týchto telies ako posledné dosiahne dno trubice, keď voľne spadne z rovnakej výšky? a) výstrel b) korok c) vtáčie pierko d) všetky tri telesá dosiahnu dno trubice súčasne 3. Pri absencii odporu vzduchu sa rýchlosť voľne padajúceho telesa v piatej sekunde pádu zvýši o a) 10 m/s b) 15 m/s c) 30 m/s d) 45 m/s 4. Z vysokého strmého útesu začne voľne padať kameň. Akú rýchlosť bude mať 3 sekundy po začiatku pádu? Odpor vzduchu je zanedbateľný. a) 30 m/s b) 10 m/s c) 3 m/s d) 2 m/s 5. Cencúľ, padajúci z okraja strechy, priletel k Zemi za 3 s. Dráha cencúle je približne a) 12 m b) 24 m c) 30 m d) 45 m Skontrolujte svoje odpovede. Otázka číslo 1 2 3 4 5 Odpovede v d a a d 6. Domáca úloha §14, test 15 „Voľný pád“
Dohoda
Pravidlá registrácie používateľov na stránke „ZNAČKA KVALITY“:
Je zakázané registrovať používateľov s prezývkami ako: 111111, 123456, ytsukenb, lox atď.;
Je zakázaná opätovná registrácia na stránke (vytváranie duplicitných účtov);
Je zakázané používať údaje iných ľudí;
Je zakázané používať e-mailové adresy iných osôb;
Pravidlá správania na stránke, fóre a v komentároch:
1.2. Zverejnenie osobných údajov ostatných užívateľov v dotazníku.
1.3. Akékoľvek deštruktívne akcie vo vzťahu k tomuto zdroju (deštruktívne skripty, hádanie hesla, narušenie bezpečnostného systému atď.).
1.4. Používanie obscénnych slov a výrazov ako prezývky; prejavy, ktoré porušujú zákony Ruská federácia, normy etiky a morálky; slová a frázy podobné prezývkam administrácie a moderátorov.
4. Porušenie 2. kategórie: Trestiteľné úplným zákazom posielania správ akéhokoľvek typu až na 7 dní. 4.1 Umiestňovanie informácií podľa Trestného zákona Ruskej federácie, Správneho poriadku Ruskej federácie av rozpore s Ústavou Ruskej federácie.
4.2. Propaganda v akejkoľvek forme extrémizmu, násilia, krutosti, fašizmu, nacizmu, terorizmu, rasizmu; podnecovanie medzietnickej, medzináboženskej a sociálnej nenávisti.
4.3. Nesprávna diskusia o diele a urážky autorov textov a poznámok uverejnených na stránkach „ZNAČKU KVALITY“.
4.4. Vyhrážky voči členom fóra.
4.5. Úmyselné uvádzanie nepravdivých informácií, ohovárania a iných informácií diskreditujúcich česť a dôstojnosť používateľov aj iných osôb.
4.6. Pornografia v avataroch, správach a citátoch, ako aj odkazy na pornografické obrázky a zdroje.
4.7. Otvorená diskusia o činnosti administratívy a moderátorov.
4.8. Verejná diskusia a hodnotenie existujúcich pravidiel v akejkoľvek forme.
5.1. Mat a vulgarizmy.
5.2. Provokácie (osobné útoky, osobná diskreditácia, vytváranie negatívu emocionálna reakcia) a šikanovanie účastníkov diskusií (systematické používanie provokácií vo vzťahu k jednému alebo viacerým účastníkom).
5.3. Vyvolávanie vzájomných konfliktov používateľov.
5.4. Hrubosť a hrubosť voči partnerom.
5.5. Prechod k jednotlivcovi a vyjasnenie osobných vzťahov na vláknach fóra.
5.6. Povodeň (identické alebo nezmyselné správy).
5.7. Úmyselné nesprávne napísané prezývky a mená iných používateľov urážlivým spôsobom.
5.8. Úprava citovaných správ, skresľovanie ich významu.
5.9. Zverejňovanie osobnej korešpondencie nie je výslovne uvedené výslovný súhlas hovorca.
5.11. Deštruktívny trolling je účelová premena diskusie na šarvátku.
6.1. Precitovanie (nadmerné citovanie) správ.
6.2. Použitie červeného písma, určeného na opravy a komentáre moderátorov.
6.3. Pokračovanie diskusie o témach uzavretých moderátorom alebo administrátorom.
6.4. Vytváranie tém, ktoré nenesú sémantický obsah alebo sú obsahovo provokatívne.
6.5. Vytvorenie názvu témy alebo príspevku úplne alebo čiastočne veľkými písmenami alebo in cudzí jazyk. Výnimku tvoria názvy stálych tém a témy otvárané moderátormi.
6.6. Vytvorenie popisku fontom väčším ako je font príspevku a použitím viac ako jednej palety farieb v popise.
7. Sankcie uplatňované na porušovateľov pravidiel fóra
7.1. Dočasný alebo trvalý zákaz prístupu na fórum.
7.4. Odstránenie účtu.
7.5. IP blokovanie.
8. Poznámky
8.1 Uplatňovanie sankcií zo strany moderátorov a administratívy môže byť vykonané bez vysvetlenia.
8.2. Tieto pravidlá podliehajú zmenám, ktoré budú oznámené všetkým členom stránky.
8.3. Používatelia majú zakázané používať klony počas obdobia, keď je blokovaná hlavná prezývka. V tomto prípade je klon zablokovaný na neurčito a hlavná prezývka dostane ďalší deň.
8.4 Správa obsahujúca obscénny jazyk, môže byť upravovaný moderátorom alebo administrátorom.
9. Administrácia Administrácia stránky "ZNAK QUALITY" si vyhradzuje právo vymazať akékoľvek správy a témy bez udania dôvodu. Administrácia stránky si vyhradzuje právo upravovať správy a profil užívateľa, ak informácie v nich len čiastočne porušujú pravidlá fóra. Tieto právomoci sa vzťahujú na moderátorov a administrátorov. Správa si vyhradzuje právo tieto Pravidlá podľa potreby zmeniť alebo doplniť. Neznalosť pravidiel nezbavuje užívateľa zodpovednosti za ich porušenie. Administrácia stránky nemôže kontrolovať všetky informácie zverejnené užívateľmi. Všetky správy vyjadrujú iba názor autora a nemožno ich použiť na hodnotenie názorov všetkých účastníkov fóra ako celku. Správy pracovníkov a moderátorov stránky sú vyjadrením ich osobného názoru a nemusia sa zhodovať s názorom redakcie a vedenia stránky.
Predmet: Voľný pád. Stav beztiaže
- Typ lekcie: kombinované.
- Účel lekcie: poskytnúť študentom predstavu o voľnom páde telies ako o konkrétnom prípade rovnomerného pohybu, v ktorom je modul vektora zrýchlenia konštantnou hodnotou pre všetky telesá; vytvoriť schopnosť vypočítať súradnice a rýchlosť telesa v ľubovoľnom čase voľne padajúceho telesa; dať koncept beztiaže.
- Vybavenie na lekciu: guľa, list papiera, papierová guľa, kovová minca, papierová minca, guličky rôznych hmotností, Newtonova trubica, PC a ID.
- 1. Príprava na vnímanie hlavného materiálu.
- 2. Učenie sa nového materiálu.
- 3. Upevnenie materiálu.
- 4. Výsledky vyučovacej hodiny.
- 5. Domáce úlohy.
- 1. Samostatná práca:
- 1 možnosť. 1) Aká je hmotnosť telesa, ktorému sila 10 N spôsobí zrýchlenie 2 m/s2?
- 2) Aký môže byť modul výsledných síl 25 N a 10 N?
- Možnosť 2.1) Aké zrýchlenie udelí sila 20 N telesu s hmotnosťou 2 kg?
- 2) Jedna zo síl pôsobiacich na teleso je 15 N. Akej sa rovná druhá sila, ak modul výslednice týchto síl je 5N?
- 1) Prečítajte a napíšte matematicky tretí Newtonov zákon.
- 2) Aký je rozdiel medzi rovnomerne zrýchleným pohybom a rovnomerným pohybom?
- 3) Napíšte vzorec na určenie rýchlosti pri rovnomerne zrýchlenom pohybe.
- 4) Napíšte vzorec na určenie posunutia pri rovnomerne zrýchlenom pohybe.
- 5) Aké vzory sú vlastné rovnomerne zrýchlenému pohybu?
- 6) Aké sú znaky tretieho Newtonovho zákona
- Keďže gravitačná sila pôsobiaca na všetky telesá v blízkosti povrchu Zeme je konštantná, voľne padajúce teleso sa musí pohybovať konštantným zrýchlením, teda rovnomerne zrýchleným.
1.Historické informácie.
- Aristotelova teória:Čím je telo ťažšie, tým rýchlejšie padá.
- rozpor: ak ľahké teleso padá pomalšie ako ťažké, tak ľahké spolu s ťažkým bude padať pomalšie (?), alebo rýchlejšie, lebo jedno ťažšie?
- 1) Odhodením listu papiera
- a papierová guľa. 2)
- 2) Drop rôzne
- podľa hmotnosti guľôčok.
- 3) Odhoďte papier a
- kovová minca 3)
- oddelene a spolu.
- Experimenty s loptičkami rôznych hmotností, ktoré spadli zo šikmej veže v Pise.
- Loptičky dopadli takmer súčasne.
- Preto, ak možno zanedbať odpor vzduchu, všetky padajúce telesá sa pohybujú rovnomerne zrýchlene s jedným zrýchlením.
- K rovnakému záveru dospejeme štúdiom stroboskopických fotografií.
- - fotografovanie padajúcej lopty v pravidelných intervaloch (strana 53 učebnice), fotografie dokazujú, že lopta je rovnomerne zrýchlená a zrýchlenie voľného pádu je g = 9,8 m/s 2
- označuje sa písmenom g z latinského slova gravitas ("gravitas"), čo znamená "váha".
- Experimenty uskutočnené pomocou "Newtonovej trubice"
potvrdiť, že zrýchlenie voľného pádu v danom bode na Zemi nezávisí od hmotnosti, hustoty a tvaru padajúcich telies.
5. Vysvetlenie pádu telies rôznej hmotnosti rôznou rýchlosťou .
- F 1 \u003d F t + F c F 2 \u003d F t + F c
- F c F c
- F 1 F t
- FtFt=mg=m. 9,8 m/s 2
Vzorce charakterizujúce rovnomerne zrýchlený pohyb
Rovnomerne zrýchlený pohyb
Voľný pád
V x \u003d V ox + a x t
Pohyb vyvrhnutého tela
S x \u003d V ox t + (a x t 2) / 2
S y \u003d V oy t + (gt 2) / 2
V y \u003d V o y -gt
X \u003d X 0 + V x 0 t + (a x t 2) / 2
S = V oy t-(gt 2)/2
Y \u003d Y 0 + V 0 y t + (g y t 2) / 2
Y \u003d V 0 y t- (g y t 2) / 2
3. Závislosť rýchlosti a súradníc padajúceho telesa na čase.
3. Závislosť rýchlosti a súradníc telesa hodeného kolmo nahor od času.
- Nech je počiatočná poloha telesa počiatkom súradníc, nasmerujeme os y nadol, potom grafy V y (t) a Y (t):
Beztiažový stav je stav, v ktorom je hmotnosť telesa nulová.
- Tento stav nastáva, ak na telo pôsobí iba gravitácia, teleso sa pohybuje vpred so zrýchlením voľného pádu.
- To znamená, že teleso zavesené na pružine nespôsobuje žiadnu deformáciu pružiny a teleso ležiace nehybne na podpere na ňu nevyvíja žiadnu silu.
- x P \u003d m (g - a) g \u003d a P \u003d 0
- 1. Ovládanie 13 (2) Ceruzka spadne zo stola vysokého 80 cm na podlahu. Určte čas jeho pádu.
- 2. Bude čas voľného pádu rôznych telies z rovnakej výšky rovnaký?
- 3. Kameň spadol z jednej skaly 2s az ďalšej 6s. Koľkokrát je druhý kameň vyšší ako prvý?
- Domáca úloha:
- § 13, 14, cvičenie 13 (1.3); č. 192, 204, 207.
- Odpovedzte na otázky za odsekom, poznajte abstrakty napísané v zošite.
Tento videonávod je určený pre samoštúdium téma „Pohyb tela vrhaného kolmo nahor“. Počas tejto hodiny študenti pochopia pohyb telesa pri voľnom páde. Učiteľ bude rozprávať o pohybe tela hodeného kolmo nahor.
V predchádzajúcej lekcii sme sa zaoberali problematikou pohybu telesa, ktoré bolo vo voľnom páde. Pripomeňme si, že voľný pád (obr. 1) nazývame taký pohyb, ku ktorému dochádza pri pôsobení gravitácie. Gravitačná sila smeruje vertikálne nadol pozdĺž polomeru k stredu Zeme, gravitačné zrýchlenie pričom sa rovná .
Ryža. 1. Voľný pád
Ako sa bude líšiť pohyb telesa hodeného zvisle nahor? Líšiť sa bude tým, že počiatočná rýchlosť bude smerovať zvisle nahor, t.j. možno ju uvažovať aj po polomere, nie však smerom k stredu Zeme, ale naopak od stredu Zeme nahor (obr. 2). Ale zrýchlenie voľného pádu, ako viete, smeruje kolmo nadol. Môžeme teda povedať nasledovné: pohyb tela zvisle nahor v prvej časti dráhy bude pomalým pohybom a k tomuto spomaleniu dôjde aj pri zrýchlení voľného pádu a tiež pri pôsobení gravitácie.
Ryža. 2 Pohyb tela hodeného kolmo nahor
Obráťme sa na obrázok a uvidíme, ako sú vektory nasmerované a ako to zapadá do referenčného rámca.
Ryža. 3. Pohyb tela hodeného kolmo nahor
V tomto prípade je referenčný systém spojený so zemou. Os Oj smeruje vertikálne nahor, rovnako ako vektor počiatočnej rýchlosti. Na telo pôsobí gravitačná sila smerujúca nadol, ktorá telu udeľuje zrýchlenie voľného pádu, ktorý bude tiež smerovať nadol.
Možno poznamenať nasledovné: telo bude pohybovať sa pomaly, zdvihne sa do určitej výšky a potom začne rýchlo spadnúť.
Určili sme maximálnu výšku, pričom .
Pohyb telesa vrhaného zvisle nahor nastáva blízko povrchu Zeme, kedy zrýchlenie voľného pádu možno považovať za konštantné (obr. 4).
Ryža. 4. Blízko povrchu Zeme
Prejdime k rovniciam, ktoré umožňujú určiť rýchlosť, okamžitú rýchlosť a prejdenú vzdialenosť pri uvažovanom pohybe. Prvá rovnica je rovnica rýchlosti: . Druhá rovnica je pohybová rovnica pre rovnomerne zrýchlený pohyb: .
Ryža. 5. Os Oj smerujúce nahor
Zoberme si prvý referenčný rámec - referenčný rámec spojený so Zemou, os Oj smerujú kolmo nahor (obr. 5). Počiatočná rýchlosť je tiež nasmerovaná vertikálne nahor. V predchádzajúcej lekcii sme už povedali, že zrýchlenie voľného pádu smeruje dole po polomere k stredu Zeme. Takže, ak teraz zredukujeme rýchlostnú rovnicu na daný referenčný rámec, dostaneme nasledovné: .
Je to projekcia rýchlosti v určitom časovom bode. Pohybová rovnica v tomto prípade je:
.
Ryža. 6. Os Oj smerujúce nadol
Zvážte iný referenčný systém, keď je os Oj smerujú kolmo nadol (obr. 6). Čo sa z toho zmení?
. Projekcia počiatočnej rýchlosti bude so znamienkom mínus, pretože jej vektor smeruje nahor a os zvoleného referenčného systému smeruje nadol. V tomto prípade bude zrýchlenie voľného pádu so znamienkom plus, pretože smeruje nadol. Pohybová rovnica: 
.Ďalším veľmi dôležitým konceptom, ktorý treba zvážiť, je koncept beztiaže.
Definícia.Stav beztiaže- stav, kedy sa teleso pohybuje len vplyvom gravitácie.
Definícia. Váha- sila, ktorou teleso pôsobí na podperu alebo záves v dôsledku príťažlivosti k Zemi.
Ryža. 7 Ilustrácia na určenie hmotnosti
Ak sa teleso v blízkosti Zeme alebo v krátkej vzdialenosti od zemského povrchu pohybuje iba pôsobením gravitácie, potom nebude pôsobiť na podperu alebo záves. Tento stav sa nazýva stav beztiaže. Veľmi často sa stav beztiaže zamieňa s konceptom absencie gravitácie. V tomto prípade je potrebné pamätať na to, že hmotnosť je pôsobením na podperu a stav beztiaže- vtedy to nemá žiadny vplyv na podporu. Gravitácia je sila, ktorá vždy pôsobí blízko povrchu Zeme. Táto sila je výsledkom gravitačnej interakcie so Zemou.
Pozrime sa ešte na jeden dôležitý bod spojené s voľným pádom telies a pohybom kolmo nahor. Keď sa teleso pohybuje nahor a pohybuje sa zrýchlením (obr. 8), dochádza k akcii vedúcej k tomu, že sila, ktorou teleso pôsobí na podperu, prevyšuje silu gravitácie. Ak sa tak stane, tento stav organizmu sa nazýva preťaženie, alebo sa hovorí, že samotné telo je preťažené.
Ryža. 8. Preťaženie
Záver
Stav beztiaže, stav preťaženia – to sú extrémne prípady. V zásade platí, že keď sa teleso pohybuje po vodorovnom povrchu, hmotnosť telesa a gravitačná sila zostávajú najčastejšie rovnaké.
Bibliografia
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fyzika: Proc. pre 9 buniek. priem. škola - M.: Osveta, 1992. - 191 s.
- Sivukhin D.V. Všeobecný kurz fyziky. - M .: Štátne technické vydavateľstvo
- teoretická literatúra, 2005. - T. 1. Mechanika. - S. 372.
- Sokolovič Yu.A., Bogdanova G.S. Fyzika: Príručka s príkladmi riešenia problémov. - 2. vydanie, redistribúcia. - X .: Vesta: Vydavateľstvo "Ranok", 2005. - 464 s.
- Internetový portál "eduspb.com" ()
- Internetový portál "physbook.ru" ()
- Internetový portál "phscs.ru" ()
Domáca úloha
Gravitačná sila pôsobí na všetky telesá na Zemi: pokojné aj pohybujúce sa, nachádzajúce sa na povrchu Zeme aj v jej blízkosti.
Teleso voľne padajúce na zem sa pohybuje rovnomerne zrýchlene so zvyšujúcou sa rýchlosťou, pretože jeho rýchlosť je v spoločnom smere so silou gravitácie a zrýchlením voľného pádu.
Vyhodené teleso bez odporu vzduchu sa tiež pohybuje konštantným zrýchlením spôsobeným gravitáciou. Ale v tomto prípade počiatočná rýchlosť v0, ktorá bola daná telu počas hodu, smeruje nahor, t.j. oproti sile gravitácie a zrýchleniu voľného pádu. Preto sa rýchlosť tela znižuje (za každú sekundu - o hodnotu, ktorá sa číselne rovná modulu zrýchlenia voľného pádu, t.j. o 9,8 m / s).
Po určitom čase teleso dosiahne svoju maximálnu výšku a v určitom bode sa zastaví, t.j. jeho rýchlosť sa rovná nule. Je jasné, že čím väčšiu počiatočnú rýchlosť telo dostane počas hodu, tým dlhší bude čas stúpania a tým väčšia výška bude stúpať, kým sa zastaví.
Potom pod vplyvom gravitácie telo začne klesať s rovnomerným zrýchlením.
Pri riešení úloh o pohybe telesa nahor pôsobením iba gravitácie sa používajú rovnaké vzorce ako v prípade priamočiareho rovnomerne zrýchleného pohybu s počiatočnou rýchlosťou v0, iba ax sa nahradí gx:
Zároveň sa berie do úvahy, že pri pohybe nahor vektor rýchlosti telesa a vektor zrýchlenia voľného pádu smerujú v protiľahlé strany, takže ich projekcie majú vždy iné znamienka.
Ak je napríklad os X nasmerovaná zvisle nahor, t. j. v spoločnom smere s vektorom rýchlosti, potom v x > 0, čo znamená, že v x = v a g x< 0, значит, g x = -g = -9,8 м/с 2 (где v - модуль вектора мгновенной скорости, a g - модуль вектора ускорения).
Ak os X smeruje vertikálne nadol, potom v x< 0, т. е. v х = -v, a g x >0, t.j. g x \u003d g \u003d 9,8 m/s 2.
Hmotnosť telesa pohybujúceho sa len vplyvom gravitácie je nulová. To je možné overiť pomocou experimentov znázornených na obrázku 31.
Ryža. 31. Ukážka stavu beztiaže telies pri ich voľnom páde
Kovová guľa je zavesená na domácom dynamometri. Podľa svedectva pokojového dynamometra je hmotnosť gule (obr. 31, a) 0,5 N. Ak sa závit, ktorý drží dynamometer, prereže, potom bude voľne padať (odpor vzduchu v tomto prípade možno zanedbať). Zároveň sa jeho ukazovateľ posunie na nulovú značku, čo znamená, že hmotnosť lopty je nulová (obr. 31, b). Hmotnosť voľne padajúceho dynamometra je tiež nulová. V tomto prípade sa guľa aj dynamometer pohybujú s rovnakým zrýchlením bez toho, aby sa navzájom ovplyvňovali. Inými slovami, dynamometer aj guľa sú v stave beztiaže.
V uvažovanom experimente dynamometer a guľa voľne padali z pokoja.
Teraz sa uistite, že teleso bude v beztiažovom stave, aj keď jeho počiatočná rýchlosť nebude rovná nule. Aby ste to urobili, vezmite plastové vrecko a naplňte ho asi 1/3 vodou; potom z vaku odstránime vzduch tak, že jeho hornú časť stočíme do zväzku a zviažeme na uzol (obr. 31, c). Ak obal uchopíte za spodnú časť naplnenú vodou a prevrátite, potom sa časť obalu stočená do zväzku pod ťarchou vody odvinie a naplní vodou (obr. 31, d). Ak pri prevrátení obalu držíte škrtidlo a nedovolíte mu odvinúť sa (obr. 31, e) a potom obal vyhodíte, potom sa škrtidlo počas stúpania aj pádu neodvinie (obr. 31). , f). To naznačuje, že voda počas letu nepôsobí svojou hmotnosťou na balík, pretože sa stáva beztiažovým.
Tento balík môžete hodiť k sebe, potom poletí po parabolickej trajektórii. Ale aj v tomto prípade si obal za letu zachová svoj tvar, ktorý mu bol daný pri hode.
Otázky
- Pôsobí gravitačná sila na teleso vyvrhnuté pri jeho stúpaní?
- S akým zrýchlením sa pohybuje vyhodené teleso bez trenia? Ako sa v tomto prípade mení rýchlosť tela?
- Čo určuje maximálnu výšku vyhodeného telesa v prípade, že odpor vzduchu možno zanedbať?
- Čo možno povedať o znakoch priemetov vektorov okamžitej rýchlosti telesa a zrýchlenia voľného pádu pri voľnom pohybe tohto telesa nahor?
- Povedzte nám o priebehu experimentov znázornených na obrázku 31. Aký záver z nich vyplýva?
Cvičenie 14
Tenisová loptička je hodená zvisle nahor počiatočnou rýchlosťou 9,8 m/s. Ako dlho bude trvať, kým sa lopta dostane na nulovú rýchlosť? Aký veľký pohyb z miesta hodu urobí loptička v tomto prípade?
Načítava...
