Силы в механике. Импульс тела. Закон сохранения

Силы в механике
Силы тяготения
Силы упругости
Силы трения

«Знания, не упорядоченные в систему, подобны хаосу!»
Платон

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «СИЛЫ В МЕХАНИКЕ»
16.11.2020г.

Законы Ньютона
Существуют системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело находится в покое или движется прямолинейно и равномерно, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.
Произведение массы тела на ускорение равно сумме действующих на тело сил
Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны

План-характеристика силы
Определение силы.
Формула для вычисления силы.
Направление и точка приложения силы.

Сила тяжести
Это векторная физическая величина, характеризующая действие силы, с которой Земля притягивает к себе тело.
Fтяж = m·g
Сила тяжести прикладывается к центру тяжести тела и направлена перпендикулярно к данной точке земной поверхности
Fтяж

Сила упругости
Это векторная физическая величина, характеризующая действие силы, возникающей в результате деформации тела.
Fупр = k·Δl
Сила упругости прикладывается к точке соприкосновения тела и подвеса или опоры и направлена в сторону, противоположную перемещению частиц тела при его деформации
Fупр

Сила трения
Это векторная физическая величина, характеризующая действие силы, возникающей при движении одного тела по поверхности другого.
Fтр = μ·N
Сила трения прикладывается к центру тяжести тела в точке соприкосновения с трущейся поверхностью и направлена в противоположную сторону от движения тела.
Fтр

Алгоритм решения задач динамики
Выполнить схематический рисунок, изображающий расположение тел в текущий момент времени. На рисунке указать направления векторов сил, действующих на тело со стороны других тел системы, направления скоростей и ускорений.
Записать для каждого тела второй закон Ньютона в векторной форме.
Выбрать координатные оси. Целесообразно направить одну из осей вдоль ускорения, а вторую (если она требуется) перпендикулярно ему.
Спроецировать второй закон Ньютона на координатные оси, получить систему уравнений для нахождения неизвестных величин.
Решить полученную систему уравнений, используя аналитические выражения для всех сил и дополнительные условия.

Задача №1.
Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 300 под действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2

Задача №2.
К концам невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через невесомый неподвижный блок без трения в оси, подвешены грузы с массами m1= 1кг и m2= 2 кг. Каково ускорение, с которым движется второй груз?

Решение:

УРОК ФИЗИКИ В 10 КЛАССЕ
Импульс тела. Закон сохранения

Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары
Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.
Неупругий удар (тело"прилипает" к стенке):
Абсолютно упругий удар (тело отскакивает с прежней по величине скоростью)

Законы сохранения:
Закон сохранения импульса
Закон сохранения импульса: В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.
нецентральное соударение
1 – импульсы до соударения; 2 – импульсы после соударения; 3 – диаграмма импульсов.
Примеры применения закона сохранения импульса:
1. Любые столкновения тел (биллиардных шаров, автомобилей, элементарных частиц и т.д.);
2. Движение воздушного шарика при выходе из него воздуха;
3. Разрывы тел, выстрелы и т.д.

ИМПУЛЬС ТЕЛА
– произведение массы тела на его скорость.
Импульс – векторная величина, направление импульса совпадает с направлением скорости.
Единица измерения импульса кг·м/с
Если тело покоится , то импульс равен нулю

УПРУГИЙ УДАР
1. При упругом
столкновении двух тел
оба тела приобретают
новые скорости
2.

НЕУПРУГИЙ УДАР
При неупругом ударе тела соединяются и после удара движутся вместе.
Уравнение закона сохранения импульса имеет вид
m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2 )u
(если тела движутся навстречу друг другу, то ставится «-», если одно тело догоняет другое, то ставится «+»)

ЗАДАЧА
Летящая пуля массой 10г ударяется в брусок массой 390г и застревает в нем. Найти скорость бруска, если скорость пули 200м/с.

Дано: СИ Решение
m1 = 10г 0,01кг ЗСИ для неупругого удара
m2 = 390г 0,39кг m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2 )u
v1 = 200м/с m1v1 = (m1 + m2 )u
v2 = 0
u - ?
ЗАДАЧА

Домашнее задание
Решить задачу и тест

Т ЕС Т

Т ЕС Т

Тележка массой 0,1 кг движется равномерно по столу со скоростью 5 м/с, так как изображено на рисунке. Чему равен её импульс и как направлен вектор импульса?
1) 0,5 кг·м/с, вправо
2) 0,5 кг·м/с, влево
3) 5,0 кг·м/с, вправо
4) 50 кг·м/с, влево
5) 50 кг·м/с, вправо
Автомобиль массой 1 тонна, движется прямолинейно со скоростью 20 м/с. Импульс автомобиля равен…
1) 0,5·103 кг·м/с
2) 1·104 кг·м/с
3) 2·104 кг·м/с
4) 20 кг·м/с
5) 50 кг·м/с
Вопрос №5
1 вариант 2 вариант

Материальная точка массой 1 кг двигалась по прямой и под действием силы в 20 Н изменила свою скорость на 40 м/с. За какое время это произошло?
1) 0,5 с
2) 5 с
3) 2 с
4) 0,2 с
5) 20 с
Автомобиль, первоначально двигавшийся со скоростью 20 м/с, после выключения двигателя остановился через 3 секунды. Сила сопротивления,действовав-шая на автомобиль при торможении равна 6000 Н. Масса автомобиля…
1) 600 кг
2) 700 кг
3) 800 кг
4) 900 кг 5) 1000 кг
Вопрос №6
1 вариант 2 вариант

Вопрос №7
1 вариант 2 вариант
Теннисный мяч массой m, двигаясь вправо по оси ОХ, упруго ударяется о бетонную стенку, имея перед ударом скорость v. Определите направление и модуль изменения импульса мяча.
1) влево, mv
2) влево, 2mv
3) вправо, mv
4) вправо, 2mv
5) остановится, 0
Шар из пластилина массой m, двигаясь влево по оси ОХ, ударяется о бетонную стенку, имея перед ударом скорость v. Определите направление и модуль изменения импульса мяча.
1) влево, mv
2) влево, 2mv
3) остановится, mv
4) вправо, 2mv
5) импульс не изменится