Перемещение всегда равно площади фигуры ограниченной графиком скорости и осью времени.

13. Уравнение движения. x= x₀+ S_х,гдеxиx₀ - конечная и начальная координаты S_х – проекция перемещения.

КРИВОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ.

Описывается такими же законами, что и движение по окружности.Классическими колебательными системами, способными совершать свободные колебания, являются математический маятник и груз на пружине. Колебания, совершаемые благодаря начальному запасу энергии, называются свободными. Колебания, происходящие под действием внешней периодической силы, называются вынужденными.

Если частота внешней периодической силы совпадает с частотой свободных колебаний, то наступает резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты свободных колебаний с частотой внешней периодической силы. Резонанс является причиной разрушения зданий, мостов, обрыва проводов, поломки двигателей и т.д.

При колебаниях происходят изменения энергии – потенциальная переходит в кинетическую и обратно. Но, если колебания незатухающие, то полнаямеханическая энергия остаётся неизменной E = mv²/2 + mgh = mv² _max /2 = mgh_max

Координата колеблющейся точки находится по уравнениюx = Rcos φ,где R – длина маятника, или максимальная

координата (амплитуда) при колебаниях, аφ –угол отклонения маятника – фаза колебания. Колебания, в которых

изменение координаты от времени описываются синусоидой, или косинусоидой называются гармоническими.

Период колебаний маятника определяется по формуле где l – длина нити.

Период колебаний груза на пружине по формуле , где m – масса груза, а k - жёсткость пружины.

2. Движение по параболе (баллистическое движение)

Происходит под действием силы тяжести. Ускорение во всех точках траектории направлено, как и сила тяжести, вертикально вниз. Скорость во всех точках траектории направлена по касательной.

В верхней точке траектории скорость направлена горизонтально.

По законам баллистики движутся снаряды, пули, брошенные под углом к горизонту тела.

ЗАКОНЫ НЬЮТОНА.

Высказывания Галилея. «Нет действия, нет изменения скорости. Есть действие, есть изменение скорости. Каждому действие есть противодействие.»

Инерция– явление сохранения скорости тел при отсутствии действия со стороны других тел.

Первый закон Ньютона: «Тело сохраняет состояние покоя или равномерного

прямолинейного движения, пока на него не действуют другие тела».

Сила – физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое, в результате которого возникает ускорение, или деформация. Чем больше сила, тем больше ускорение. F = ma. Измеряется в Ньютонах Н

Инертность – свойство тел сопротивляться изменению скорости.

Масса – мера инертности. m = Vρ.Измеряется в кг ρ – плотность тела (масса в 1 м³)

Зависимость изменения скорости от массы. Чем больше масса, тем меньше изменение скорости.

Равнодействующая сила равна векторной сумме всех, действующих на тело сил.

Второй закон Ньютона: «В инерциальной системе отсчёта ускорение тела прямо

пропорционально равнодействующей силе и обратно пропорционально массе тела».

Третий закон Ньютона: «Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю,

противоположны по направлении и действуют вдоль прямой, соединяющей эти тела».

Эти силы направлены вдоль прямой, соединяющей центры тел, они всегда одной природы

СИЛЫ.

1. Сила упругости – сила, возникающая при деформации и направлена противоположно смещению частиц при деформации. F_упр= - kx, х – деформация тела, k – жёсткость, которая определяется упругими свойствами тела.

Сила нормального давления– сила упругости, действующая на тело со стороны опоры, перпендикулярно её поверхности.

Сила натяжения – сила упругости, действующая на тело со стороны нити или пружины.

Закон Гука: Сила упругости, возникающая при деформации, пропорциональна деформации и направлена в сторону, противоположную деформации. F_упр= - kx

2. Сила трения покоя – сила, препятствующая возникновению движения одного тела по поверхности другого. (Она всегда по модулю равна силе, приложенной к телу, но противоположна ей по направлению). Максимальная сила трения покоя равна силе трения скольжения.

Сила трения скольжения – сила, возникающая при движении и направленная в сторону, противоположную движению. Она прямо пропорциональна силе нормального давления Fmp = μ N. μ – коэффициент трения, который зависит от качества обработки соприкасающихся поверхностей и материала, из которого они изготовлены

3. Вес тела – сила, с которой тело действует на опору или подвес.

- вес тела в случае горизонтального движения на горизонтальной опоре P = mg;

- при движении вверх с ускорением P = m(g+a), без ускорения - P = mg

движение вниз с ускорением P = m(g-a), без ускорения P = mg.

- вес тела всегда по модулю равен силе реакции опоры. P = N = Т

Невесомость. Вес тела равен нулю, когда тело свободно падает, т.е. на него действует только сила тяжести.

Перегрузки. Вес тела возрастает в несколько раз.

5. Закон всемирного тяготения: все тела во Вселенной притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной массам этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Эта сила называется силой всемирного тяготения F = G M m/R² G = 6,67 ∙ 10^-11 Нм²/кг² –гравитационная постоянная, которая показывает, с какой силой два тела массой по 1 кг притягиваются друг к другу на расстоянии 1 м.

6. Сила тяжести – сила, с которой Земля притягивает к себе тела. На Земле и на различных планетах

F_m =mg, где g – ускорение свободного падения на планете

Для преодоления силы тяжести телу необходимо сообщить скорости:

· 7,8 км/сек – 1-я космическая скорость (тело становится спутником Земли).

· 11,2 км/сек – 2-я космическая скорость (тело становится спутником Солнца).

· 42 км/сек – 3-я космическая скорость (тело покидает Солнечную систему).

ВОЛНЫ. ЗВУК.

1. Колеблющееся тело вовлекает в колебательный процесс частицы окружающей среды. В среде возникает механическая волна – возмущение, распространяющееся в упругой среде. При этом происходит передача энергии без переноса вещества.Существую продольные и поперечные волны. Их вид определяется направлением колебания частиц среды.

Продольная волна (частицы колеблются вдоль распространения возмущения) – возникает во всех средах.

Поперечная волна (частицы колеблются перпендикулярно распространению возмущения) – возникает в твёрдых средах и на поверхности жидкости.

Скорость механической волны – скорость распространения возмущения в среде.

Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний её источника (расстояние между двумя соседними гребнями)λ =υT = / ν, где λ- длина волны,υ – скорость, Т – период. На графике Т = 8 сек. Амплитуда х_мах=0,5 м

Звук. Всякое звучащее тело колеблется, но не всякое колеблющееся тело звучит. Частота звуковых колебаний 20 – 20000 Гц. Эти колебания создают в упругой среде звуковые волны, которые вызывают у человека слуховые ощущения. Ниже 20Гц – инфразвуки, выше 20000 – ультразвуки.

Звуковая волна является продольной волной, поэтому распространяется во всех упругих средах. Самая большая скорость распространения звука в твёрдых телах, самая маленькая – в газах. Причина – упругие свойства среды.

Высота звука определяется частотой. Тембр звука определяется наличием обертонов.

Громкость звука определяется амплитудой колебаний давлений в звуковой волне. Порог слышимости – при 1 кГц 10^-5Па . Болевой порог – 10 Па. Звуковые волны отражаются от препятствий. Это явление называется ЭХО. Используется в эхолотах – приборах для определения глубины. Время движения до дна и обратно t = 2S/v_зв

Обычно в эхолотах используется ультразвук.

.Решение задач

1. Найти путь и перемещение часовой стрелки за 3,6,12 часов.

S3= 0 – перемещение,

S2= 2R

S1= R

 

S₁= πR /2, S₂ = πR, S₃ = 2πR – путь.

2. Самолёт пролетел первую треть пути со скоростью 1100км/час, а оставшийся путь со скоростью 800км/час. Найти среднюю скорость его полёта.

Методика решения задач на расчёт средней скорости – вводится величина, о которой ничего неизвестно, по этой величине составляется уравнение, затем эта величина выражается через известные величины.

Решение. t = t₁ + t₂ , t = S/V, t₁ = S/3V₁ , t₂ = 2S/3V₂ ,

 

3. По графику зависимости скорости от времени найти параметры движения и написать уравнение движения.

Решение. Рисунок 1. V_o = 6м/с , a = (V – V_o)/t = (12 – 6) /6 = 1м/с²

x = x_o +V_ot + at²/2, x = 6t + t²/2,

Рисунок 2. самостоятельно.

 

4. По уравнению движения х = t + 2 t² найти параметры движения и построить график зависимости скорости, координаты и ускорения от времени. Ответ: х₀ = 0, V₀ = 1м/с, а = 4 м/с². Выражение для скорости V = 1 +4t

 

5 По уравнению движения найти параметры движения, записать закон

изменения скорости и построить график зависимости скорости от времени:

а) х = t - 0,5 t², б)х = 2t + t²

а) V_o = 1м/с , a = - 1м/с², V = 1 – t.

б - самостоятельно

6. Дано уравнение движения катера x = 8t – 0,5t²и теплоходаx = – 10t.

Найти начальные скорости и ускорения каждого тела. Написать закон изменения скорости для каждого и построить графики зависимости скорости от времени

7.. По графику зависимости скорости от времени найти параметры движения и написать уравнение движения. Найти перемещение за 3 сек.

 

 

8 Автомобиль движется со скоростью72км/час. Найти его ускорение и тормозной путь перед светофором , если время торможения 4 сек. Решение по алгоритму.

9.На рисунке указано направление скорости движущегося тела и силы, действующей на него.

1. Укажите направление ускорения тела.

2. По какой траектории движется тело? Почему?

3. Когда тело будет находиться в состоянии невесомости:

на подъёме, на спуске, в верхней точке траектории.

 

10.Автомобиль массой 2 тонны проходит по выпуклому мосту, имеющему радиус кривизны 40 м. ср скоростью 36 км /час. С какой силой автомобиль давит на мост в его середине.? С какой скоростью должен двигаться автомобиль, чтобы в середине моста водитель оказался в состоянии невесомости?

Решение: mg - N = ma. a = v²/R, P = N.При невесомости вес тела равен0,следовательно иN = 0

 

11. Мяч массой 200г брошен вертикально вверх со скоростью 20 м/с.

A. Найти максимальную высоту и время подъёма.

B. С какой скоростью и через сколько секунд мяч упадёт на землю?

C. Найти силу тяжести и вес мяча в верхней точке траектории.

 

12. Спутник массой 600 кг движется на высоте 1600 км над поверхностью Земли со скоростью 8 км/с. Радиус Земли 6400 км.

A. С какой силой притягивается спутник к Земле?

B. Что произойдёт с орбитой спутника, если скорость спутника увеличить до 9 км/с?

C. Чему равен вес спутника во время полёта

13. Лодка качается на волнах, длина которых 5 м. Каждые 4 секунды лодка

поднимается на гребне.

Найти: A. Период и частоту колебаний.

B. Скорость волны.

C. Изменится ли расстояние от лодки до берега при отсутствии ветра?

 

14. Плот качается на волнах, длина которых 6 м. Наблюдатель видит как плот каждые 5 секунд поднимается на гребне.

Найти: A. Период и частоту колебаний. Скорость волны.

B. Изменится ли расстояние от плота до берега при отсутствии ветра?

t c

15. A) По графику зависимости найти смещения маятника от времени определите амплитуду, период, и частоту колебаний.

---

Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 267; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав

---

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒