Блог преподавателя ГБОУ СПО ЛНР "Комиссаровский колледж

УРОК №48

13.12.2022. ГРУППА 501. ФИЗИКА. Обобщение и систематизация знаний по теме « Основы МКТ»

Ребята, прочитайте внимательно вопросы, которые могут быть в контрольной работе.

Почему пыль, представляющая частицы твёрдого вещества, довольно долго удерживается в воздухе во взвешенном состоянии?

Ответ: Пылинки испытывают непрерывные удары со стороны хаотически движущихся молекул воздуха.

Почему угарный газ быстрее проникает в организм, чем кислород? Во сколько раз скорость его проникновения больше, чем скорость проникновения кислорода?

Ответ: Скорость молекул угарного газа больше, чем скорость молекул кислорода, так как при одинаковой температуре их средние кинетические энергии равны, а масса молекул кислорода больше, чем масса молекул угарного газа.

Серёжа дежурил в столовой. Вот уже минут пять он терпеливо возился с чистыми стаканами: стаканы после мытья были вставлены один в другой и не хотели разделяться. «Что делать?» - спросил сам себя Серёжа. Как бы вы посоветовали ему разделить стаканы?

Ответ: При нагревании тела расширяются, а при охлаждении сжимаются, поэтому наружный стакан надо опустить в горячую воду, а во внутренний налить холодную воду.

Будет ли гореть спичка, зажжённая внутри искусственного спутника Земли, выведенного на орбиту?

Ответ: Нет, так как в невесомости нет конвекции воздуха, а значит, и притока кислорода к зажжённой спичке.

Теперь проверьте свои знания, выполнив тест

1. Какие предложения относятся к основным положениям МКТ?

а) Все вещества состоят из молекул

б) Молекулы хаотично движутся

в) Молекулы взаимодействуют между собой

г) Все перечисленные выше

2. Какое из явлений доказывает движение молекул?

а) инерция б)диффузия

в) упругие свойства твердых тел г) электризация

3. Молярная масса- это...

а)Масса 1 моль вещества б) Масса 1 м³ вещества

в) Масса 1 л вещества г) Масса 22,4 л жидкости

5. Где больше молекул в 4 г Не или 18 г Н₂О

а) в 4 г Не б) 18 г Н₂О в) одинаковое количество г) нельзя сравнить

6. Допиши вторую часть формулы m\M=…

а) ν б) N в) V г) m₀

7. Из формулы М= m₀∙ N вывести новую формулу для m₀

а) М∙N б)M/N в) N/V г) N/M

8. В баллон объемом 3 л впустили 2 л водорода, 5 л кислорода и 4 л азота.

Объем смеси газов стал равен

а) 5 л; б) 2 л; в) 3 л; г) 11 л.

9. Какова масса 5 моль воды

а) 18 г б) 90 г в) 6,02∙10²³г г) 9,8 г

10. Во сколько раз масса молекулы азота тяжелее 1/12 массы молекулы углерода

а) в 28 раз б) в 14 раз в) они равны г) нельзя сравнивать

. Решение задач..

Задача 1. Oпpeдeлитe мoляpную мaccу вoды и зaтeм мaccу oднoй мoлeкулы вoды.

P e ш e н и e. Oтнocитeльнaя aтoмнaя мacca вoдopoдa paвнa 1,00797, a киcлopoдa paвнo 15,9994. Xимичecкaя фopмулa вoды — H₂ O. Cлeдoвaтeльнo, oтнocитeльнaя мoлeкуляpнaя мacca вoды paвнa: Mr = 2 • 1,00797 + 15,9994 = 18,015З4 ≈ 18.

Moляpнaя мacca вoды M ≈ 10^-3 • 18 кг/мoль = 0,018 кг/мoль. B любoм вeщecтвe, взятoм в кoличecтвe 1 мoль, coдepжитcя N_А мoлeкул,

гдe N _А — чиcлo Aвoгaдpo; N _А = 6,02 • 10 ²³. Toгдa мacca oднoй мoлeкулы вoды :

m = 0,018/6,02 ∙10²³ = 28 ∙10²⁷ кг

Зaдaчa 2. Oпpeдeлитe кoличecтвo вeщecтвa и чиcлo мoлeкул, coдepжaщиxcя в углeкиcлoм гaзe мaccoй 1 кг.

P e ш e н и e. Taк кaк мoляpнaя мacca углeкиcлoгo гaзa M = 0,044 кг/мoль, тo кoличecтвo вeщecтвa ν =m /M = 1/0,044 = 22,7 моль

Чиcлo мoлeкул N = ν∙N_A =22,7 ∙ 6,02 10²³ = 136,7 10²³

Зaдaчa З. Из блюдцa иcпapяeтcя вoдa мaccoй 50 г зa 4 cут. Oпpeдeлитe cpeднюю cкopocть иcпapeния — чиcлo мoлeкул вoды, вылeтaющиx из блюдцa зa 1 c.

P e ш e н и e. Moлeкулa вoды H ₂O cocтoит из двуx aтoмoв вoдopoдa и oднoгo aтoмa киcлopoдa. Moляpнaя мacca вoды M = 0,018 кг/мoль.

Чиcлo мoлeкул вoды в блюдцe N =m /M ∙N_A =50/18 ∙6,02∙ 10²³ = 17 ∙10²³; 4сут.=333600с

Cpeдняя cкopocть иcпapeния равна 17 ∙10²³ /333600=54 ∙10¹⁷ молекул/с

Зaдaчa 4. Oпpeдeлитe тoлщину cepeбpянoгo пoкpытия плacтинки плoщaдью 1 cм ², ecли oнo coдepжит cepeбpo в кoличecтвe 0,02 мoль. Плoтнocть cepeбpa paвнa 1,05 • 104 кг/м ³.

P e ш e н и e. Oбъём cлoя cepeбpa, пoкpывaющeгo плacтинку, V = Sd.

Macca cepeбpянoгo пoкpытия paвнa m = ρSd = νM.

Moляpнaя мacca cepeбpa M = 0,108 кг/мoль. Toгдa m = 0,02∙0,108 =216∙10^-6 кг =0,216 г

Задача 5.

Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если V =400м/c, n =2,7∙10 ¹⁹ м^-3

Дано:

Решение:

Mмол=16∙2∙10^-3 кг/моль

Мг=32

V=400м/c

N=2,7∙10¹⁹ м^-3

__________________

Опр: р-?

p = 1/3 ∙mo∙n∙v²,

m₀= m/N _А, M =M_r∙10^-3

m ₀= Mr∙10^-3 / N_А

p = 1/3 M_r∙10^-3 /N_А∙v²

p = 1/3 ∙2,7∙10³ м^-3 ∙32∙10-3кг/моль/6,02∙10²³ моль^-1∙ (400м/с)² =72000Па

Ответ:72 кПа

Задача 6. Найдите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул гелия, если при давлении 0,5∙10⁵ Па их концентрация n=1,5∙10⁹ м^-3

Дано:

Решение:

Mr =4

М=4∙10^-3 кг/моль

Р=0,5∙10⁵ Па

n= 1,5∙10⁹ м^-3

Опр: Е-?

p = 2/3 n ∙Е

Е=3р/2 n

Е=3∙0,5∙10⁵ Па/2∙1,5∙10⁹ м^-3 =

Е= 5∙10^-21 Дж

Ответ: 5∙10^-21 Дж

Задачи на газовые законы мы решали на прошлом уроке, поэтому я не включила в этот.

ЗАДАНИЕ: САМОСТОЯТЕЛЬНО РЕШИТЕ

1. Определить, сколько атомов алюминия находится в 2,7 г алюминия?

2.Какой объём займут 3,2 ∙10²³ молекул кислорода, если молярный объём (объм 1 моля) равен 22,4 л/моль?

\УРОК №47

08.12.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ»

Если при переходе газов из начального состояния в конечное один из параметров не меняется, то разумно использовать один из газовых законов. Для этого нужно знать зависимость параметров друг от друга, которая в общем случае даётся уравнением состояния, а в частных – газовыми законами.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ.

1. При постоянном объёме при температуре 7⁰ С давление газа равно 2 ∙10 ⁴ Па. Газ нагрели до 42⁰ С. Каким стало давление?

2. При изобарном процессе газ находится при температуре 26⁰ С, температуру понизили до -13⁰ С. Чему равно отношение объёмов газов при этих температурах?

РЕШИТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО

УРОК №46

06.12.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА «ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ»

Состояние какого газа описывает уравнение Менделеева—Клапейрона?. Можно ли универсальную газовую постоянную считать фундаментальной постоянной?

С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса газа и один из трёх параметров — давление, объём или температура — остаются неизменными.

Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего называют газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами.

\Слово «изопроцесс» — сложное слово, первая часть которого происходит от греческого слова isos — равный, одинаковый.

Отметим, что в действительности ни один процесс не может протекать при строго фиксированном значении какого-либо параметра. Всегда имеются те или иные воздействия, нарушающие постоянство температуры, давления или объёма. Лишь в лабораторных условиях удаётся поддерживать постоянство того или иного параметра с высокой точностью, но в действующих технических устройствах и в природе это практически неосуществимо.

Изопроцесс — это идеализированная модель реального процесса, которая только приближённо отражает действительность

Изотермический процесс. Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим. Слово «изотермический» происходит от греческих слов isos — равный, одинаковый и therme — теплота. Для поддержания температуры газа постоянной необходимо, чтобы он мог обмениваться теплом с большой системой — термостатом. Иначе при сжатии или расширении температура газа будет меняться.

Термостатом может служить атмосферный воздух, если температура его заметно не меняется на протяжении всего процесса. Согласно уравнению состояния идеального газа (10.4), если масса газа не изменяется, в любом состоянии с неизменной температурой произведение давления газа на его объём остаётся постоянным: pV = const при Т = const. (10.6)

Этот вывод был сделан английским учёным Р. Бойлем (1627—1691) и несколько позже французским учёным Э. Мариоттом (1620—1684) на основе эксперимента. Поэтому он носит название закона Бойля—Mapuoттa:

Для газа данной массы произведение давления газа на его объём постоянно.

Закон Бойля—Мариотта справедлив обычно для любых газов, а также и для их смесей, например для воздуха. Лишь при давлениях, в несколько сотен раз больших атмосферного, отклонения от этого закона становятся существенными. Кривую, изображающую зависимость давления газа от объёма при постоянной температуре, называют изотермой. Изотерма газа изображает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объёмом. Кривую такого рода в математике называют гиперболой

Различным постоянным температурам соответствуют различные изотермы. При повышении температуры газа давление согласно уравнению состояния увеличивается, если V = const. Поэтому изотерма, соответствующая более высокой температуре Т2, лежит выше изотермы, соответствующей более низкой температуре Т. Для того чтобы процесс происходил при постоянной температуре, сжатие или расширение газа должно происходить очень медленно. Дело в том, что, например, при сжатии газ нагревается, так как при движении поршня в сосуде скорость и соответственно кинетическая энергия молекул после ударов о поршень увеличиваются, а следовательно, увеличивается и температура газа. Именно поэтому для реализации изотермического процесса надо после небольшого смещения поршня подождать, когда температура газа в сосуде опять станет равной температуре окружающего воздуха. Кроме этого, отметим, что при быстром сжатии давление под поршнем сразу становится больше, чем во всём сосуде. Если значения давления и температуры в различных точках объёма разные, то в этом случае газ находится в неравновесном состоянии и мы не можем назвать значения температуры и давления, определяющие в данный момент состояние системы. Если систему предоставить самой себе, то температура и давление постепенно выравниваются, система приходит в равновесное состояние.

Равновесное состояние — это состояние, при котором температура и давление во всех точках объёма одинаковы. Параметры состояния газа могут быть определены, если он находится в равновесном состоянии. Процесс, при котором все промежуточные состояния газа являются равновесными, называют равновесным процессом. Очевидно, что на графиках зависимости одного параметра от другого мы можем изображать только равновесные процессы.

Изобарный процесс. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным.

Слово «изобарный» происходит от греческих слов isos — равный, одинаковый и baros — вес, тяжесть. Согласно уравнению (10.4) в любом состоянии газа с неизменным давлением отношение объёма газа к его температуре остаётся постоянным: Этот закон был установлен экспериментально в 1802 г. французским учёным Ж. Гей-Люссаком (1778—1850) и носит название закона Гей-Люссака.

Закон Гей-Люссака: Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре постоянно.

Согласно уравнению () объём газа при постоянном давлении пропорционален температуре: V = const • Т. Прямую, изображающую зависимость объёма газа от температуры при постоянном давлении, называют изобарой. Разным давлениям соответствуют разные изобар. Проведём на рисунке произвольную изотерму. С ростом давления объём газа при постоянной температуре согласно закону Бойля— Мариотта уменьшается. Поэтому изобара, соответствующая более высокому давлению p₂, лежит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению p₁. В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т = 0. Но это не означает, что объём реального газа обращается в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния (10.4) неприменимо. Именно поэтому, начиная с некоторого значения температуры, зависимость объёма от температуры проводится на графике штриховой линией. В действительности таких значений температуры и давления у вещества в газообразном состоянии быть не может

. Изобарным можно считать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем, если внешнее давление постоянно. Давление в цилиндре постоянно и равно сумме атмосферного давления и давления mпg/S поршня.

Изохорный процесс Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме называют изохорным. Слово «изохорный» происходит от греческих слов isos — равный, одинаковый и chora — место, пространство, занимаемое чем-нибудь. Из уравнения состояния (10.4) вытекает, что в любом состоянии газа с неизменным объёмом отношение давления газа к его температуре остаётся постоянным: Этот газовый закон был установлен в 1787 г. французским физиком Ж. Шарлем (1746—1823) и носит название закона Шарля.

Для газа данной массы отношение давления к абсолютной температуре постоянно, если объём не меняется. Согласно уравнению (10.9) давление газа при постоянном объёме пропорционально температуре: р = const • Т. (10.10) Прямую, изображающую зависимость давления газа от температуры при постоянном объёме, называют изохорой. Разным объёмам соответствуют разные изохоры. Также проведём на рисунке произвольную изотер. С ростом объёма газа при постоянной температуре давление его, согласно закону Бойля— Мариотта, падает. Поэтому изохора, соответствующая большему объёму V2, лежит ниже изохоры, соответствующей меньшему объёму V1. В соответствии с уравнение) все изохоры идеального газа начинаются в точке Т = 0. Значит, давление идеального газа при абсолютном нуле равно нулю. Увеличение давления газа в любом сосуде или в электрической лампочке при нагревании можно считать изохорным процессом. Изохорный процесс используется в газовых термометрах постоянного объёма.

В заключение составим опорную схему и покажем логические переходы, связывающие различные законы и уравнения.

ЗАДАНИЕ:

Тест по теме: «Газовые законы». Вариант 1

1. Процесс, протекающий при неизменном значении одного из параметров называют …

А. Плавление Б. Испарение В. Изопроцесс Г. Нагревание

2. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют …

А. Адиабатный Б. Изотермический В. Изобарный Г. Изохорный

3. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют …

А. Адиабатный Б. Изотермический В. Изобарный Г. Изохорный

4. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют …

А. Адиабатный Б. Изотермический В. Изобарный Г. Изохорный

5. Объем газа при постоянной температуре …

А. не зависит от давления Б. прямо пропорционален давлению

В. обратно пропорционален давлению

6. Объем газа при постоянном давлении …

А. не зависит от температуры Б. линейно зависит от температуры

В. обратно пропорционален температуре

7. Давление газа при постоянном объеме …

А. не зависит от температуры Б. линейно зависит от температуры

В. обратно пропорционально его температуре

8. Каким законом описывается изотермический процесс?

А. Гей – Люссака Б. Шарля В. Бойля – Мариотта Г. Клапейрона

9. Каким законом описывается изобарный процесс?

А. Гей – Люссака Б. Шарля В. Бойля – Мариотта Г. Клапейрона

10. Каким законом описывается изохорный процесс?

А. Гей – Люссака Б. Шарля В. Бойля – Мариотта Г. Клапейрона

11. Как изменится давление в закрытом сосуде при возрастании температуры от 273 К до 546 К:

А. Увеличится вдвое Б. Останется неизменным

В. Уменьшится Г. Уменьшится вдвое

. Вариант 2

1. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют …

А. Адиабатный Б. Изотермический В. Изобарный Г. Изохорный

2. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют …

А. Адиабатный Б. Изотермический В. Изобарный Г. Изохорный

3. Процесс, протекающий при неизменном значении одного из параметров называют …

А. Плавление Б. Испарение В. Изопроцесс Г. Нагревание

4. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют …

А. Адиабатный Б. Изотермический В. Изобарный Г. Изохорный

5. Объем газа при постоянной температуре …

А. не зависит от давления Б. прямо пропорционален давлению

В. обратно пропорционален давлению

6. Каким законом описывается изотермический процесс?

А. Гей – Люссака Б. Шарля В. Бойля – Мариотта Г. Клапейрона

7. Давление газа при постоянном объеме …

А. не зависит от температуры Б. линейно зависит от температуры

В. обратно пропорционально его температуре

8. Объем газа при постоянном давлении …

А. не зависит от температуры Б. линейно зависит от температуры

В. обратно пропорционален температуре

9. Каким законом описывается изохорный процесс?

А. Гей – Люссака Б. Шарля В. Бойля – Мариотта Г. Клапейрона

10. Каким законом описывается изобарный процесс?

А. Гей – Люссака Б. Шарля В. Бойля – Мариотта Г. Клапейрона

11. Как изменится давление в закрытом сосуде при убывании температуры от 546 К до273 К:

А. Увеличится вдвое Б. Останется неизменным

УРОК №45

06.12.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА "Уравнение состояния идеального газа. Решение задач на применение уравнения состояния идеального газа"

Уравнение, связывающее три макроскопических параметра р, V и Т, называют уравнением состояния идеального газа.

уравнение состояния идеального газа произвольной массы

уравнение Менделеева—Клапейрона.

Запомни: Произведение постоянной Больцмана k и постоянной Авогадро N_A называют универсальной (молярной) газовой постоянной и обозначают буквой R:
R = kN_A = 1,38 • 10^-23 Дж/К • 6,02 • 10²³ 1/моль = 8,31 Дж/(моль • К).

Из уравнения состояния вытекает связь между давлением, объёмом и температурой идеального газа, который может находиться в двух любых состояниях.

Единственная величина в этом уравнении, зависящая от рода газа, — это его молярная масса.

Если индексом 1 обозначить параметры, относящиеся к первому состоянию, а индексом 2 — параметры, относящиеся ко второму состоянию, то согласно уравнению (10.4) для газа данной массы

Правые части этих уравнений одинаковы, следовательно, должны быть равны и их левые части:

уравнение Клапейрона

Известно, что один моль любого газа при нормальных условиях (р₀ = 1 атм = 1,013 • 10⁵ Па, t = 0 °С или Т = 273 К) занимает объём 22,4 л. Для одного моля газа, согласно соотношению (10.5), запишем:

Мы получили значение универсальной газовой постоянной R.

Таким образом, для одного моля любого газа

Уравнение состояния не надо выводить каждый раз, его надо запомнить. Неплохо было бы помнить и значение универсальной газовой постоянной: R = 8,31 Дж/(моль • К).

Для смеси газов справедлив закон Дальтона.

Давление смеси химически невзаимодействующих газов равно сумме их парциальных давлений:

p = p₁ + p₂ + ... + p_i + ... .

где р_i — парциальное давление i-й компоненты смеси.

Попробуем решить задачи.

При решении задач по данной теме надо чётко представлять себе начальное состояние системы и какой процесс переводит её в конечное состояние. Одна из типичных задач на использование уравнения состояния идеального газа: требуется определить параметры системы в конечном состоянии по известным макроскопическим параметрам в её начальном состоянии.

Примеры решения задач

Задача1. Воздух состоит из смеси газов (азота, кислорода и т. д.). Плотность воздуха ρ₀ при нормальных условиях (температура t₀ = 0 °С и атмосферное давление р₀ = 101 325 Па) равна 1,29 кг/м³. Определите среднюю (эффективную) молярную массу М воздуха.

Р е ш е н и е.

Уравнение состояния идеального газа при нормальных условиях имеет вид

Здесь R = 8,31 Дж/(моль • К) и Т₀ = 0 °С + 273 °С = 273 К, М — эффективная молярная масса воздуха. Эффективная молярная масса смеси газов — это молярная масса такого воображаемого газа, который в том же объёме и при той же температуре оказывает на стенки сосуда то же давление, что и смесь газов, в данном случае воздух. Отсюда

Задача2. Определите температуру кислорода массой 64 г, находящегося в сосуде объёмом 1 л при давлении 5 • 10⁶ Па. Молярная масса кислорода М = 0,032 кг/моль.

Р е ш е н и е.

Согласно уравнению Менделеева—Клапейрона

Отсюда температура кислорода

Задача3. Определите плотность азота при температуре 300 К и давлении 2 атм. Молярная масса азота М = 0,028 кг/моль.

Р е ш е н и е.

Запишем уравнение Менделеева—Клапейрона:

Разделив на объём левую и правую части равенства, получим

Задача4. Определите, на сколько масса воздуха в комнате объёмом 60 м³ зимой при температуре 290 К больше, чем летом при температуре 27 °С. Давление зимой и летом равно 10⁵ Па.

Р е ш е н и е.

Запишем уравнение Менделеева—Клапейрона:

Из этого уравнения выразим массу газа:

где T принимает значения Т₁и Т₂ — температуры воздуха зимой и летом. Молярная масса воздуха М = 0,029 кг/моль. Температура воздуха летом Т2 = 27 °С + 273 °С = 300 К.

Таким образом,

РЕШИТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО

1. При температуре 240 К и давлении 166 кПа плотность газа равна 2 кг/м³. Чему равна молярная масса этого газа?

2. Плотность идеального газа меняется с течением времени так, как показано на рисунке. Температура газа при этом постоянна. Во сколько раз давление газа при максимальной плотности больше, чем при минимальной?

3. На рисунке показан график зависимости давления газа в запаянном сосуде от его температуры. Объём сосуда равен 0,4 м³. Сколько молей газа содержится в этом сосуде?

УРОК №44

01.12.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА «Температура. Тепловое равновесие»

Температура характеризует состояние теплового равновесия термодинамической системы. Все тела, находящиеся друг с другом в состоянии теплового равновесия, имеют одну и ту же температуру.

Температура – степень нагретости тела. Измерение температуры термометрами основано на изменении какого-либо физического параметра при нагревании, например, расширении тел при нагревании или изменении электрического сопротивления.

Все тела при нагревании расширяются, это свойство можно использовать при создании термометров, термометрическим веществом которых является не только жидкость, но и

Газ и твёрдое тело.

Термометр Галилея

Поплавки по-разному наполнены жидкостью таким образом, что их средняя плотность различна: самая маленькая плотность у верхнего, самая большая — у нижнего, но у всех близка к плотности воды, отличаясь от неё незначительно. С понижением температуры воздуха в помещении соответственно понижается температура воды в сосуде, вода сжимается, и плотность её становится больше.

Шкалы температур

Шкала Реомюра

Предложена в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

Шкала Фаренгейта

В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт в Голландии, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (0,01 °С, состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии).

T = t⁰C + 273

Температура характеризует скорость движения молекул, а значит, и создаваемое ими давление. При понижении температуры скорость теплового движения молекул уменьшается. Существует такое значение температуры, при котором всякое тепловое движение прекращается. Эта температура называется абсолютный ноль или точка нулевого давления.

Тепловое равновесие – состояние термодинамической системы, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными.

Температура является мерой кинетической энергии хаотического движения молекул в макроскопических телах.

Энергетическая температура

Если провести опыт, положив несколько сосудов с разными газами в лед, то можно заметить, что хотя разные характеристики каждого газа, но их отношение одинаково:

Поскольку данное соотношение зависит только от температуры и имеет размерность энергии, его называют энергетической температурой:

k - коэффициент пропорциональности между энергетической и абсолютной температурой,

постоянная Больцмана

Закон Авогадро следует из определения энергетической температуры: В равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число монекул.

Из закона Авогадро вытекает важное следствие: моль любого газа при нормальных условиях (0ºС (273 К) и давлении 101,3 кПа) занимает объем, равный 22,4 л. В этом объеме содержится 6,02·10²³ молекул газа (число Авогадро).

Опыт Штерна по определению скоростей теплового движения атомов, проведённый немецким физиком Отто Штерном в 1920 году. Опыт являлся одним из первых практических доказательств состоятельности молекулярно-кинетической теории строения вещества. В нём были непосредственно измерены скорости теплового движения молекул и подтверждено наличие распределения молекул газов по скоростям.

Среднеквадратичная скорость теплового движения атомов (молекул

ЗАДАНИЕ:

Что вы понимаете под микроскопическими телами?

- Какие параметры – макроскопическими?

- В чем физический смысл температуры?

- Какое состояние назывыается тепловым равновесием?

- Какая величина является его характеристикой?

- Какая температура – абсолютным 0 температуры?

2. Выразите в К: 27С, -175С, 100С, 0С

Выразите в С: 4К, 180К, 310К, 420К.

УРОК № 43

29.11.2022г. ГРУППА № 501. ФИЗИКА. ТЕМА «Идеальный газ. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МКТ»

Как известно, многие вещества в природе могут находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном.

Учение о свойствах вещества в различных агрегатных состояниях основывается на представлениях об атомно-молекулярном строении материального мира. В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества (МКТ) лежат три основных положения:

1. все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов, элементарных частиц), между которыми есть промежутки;

2. частицы находятся в непрерывном тепловом движении;

3. между частицами вещества существуют силы взаимодействия (притяжения и отталкивания);

4. природа этих сил электромагнитная.

Значит, агрегатное состояние вещества зависит от взаимного расположения молекул, расстояния между ними, сил взаимодействия между ними и характера их движения.

Сильнее всего проявляется взаимодействие частиц вещества в твердом состоянии. Расстояние между молекулами примерно равно их собственным размерам. Это приводит к достаточно сильному взаимодействию, что практически лишает частицы возможности двигаться: они колеблются около некоторого положения равновесия. Они сохраняют форму и объем.

Свойства жидкостей также объясняются их строением. Частицы вещества в жидкостях взаимодействуют менее интенсивно, чем в твердых телах, и поэтому могут скачками менять свое местоположение – жидкости не сохраняют свою форму – они текучи. Жидкости сохраняют объем.

Газ представляет собой собрание молекул, беспорядочно движущихся по всем направлениям независимо друг от друга. Газы не имеют собственной формы, занимают весь предоставляемый им объем и легко сжимаются.

Существует еще одно состояние вещества – плазма. Плазма - частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. При достаточно сильном нагревании любое вещество испаряется, превращаясь в газ. Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т. е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, которые затем превращаются в ионы.

Модель идеального газа. Связь между давлением и средней кинетической энергией.

Для выяснения закономерностей, которым подчиняется поведение вещества в газообразном состоянии, рассматривается идеализированная модель реальных газов – идеальный газ. Это такой газ, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, не взаимодействующие друг с другом на расстоянии, но взаимодействующие друг с другом и со стенками сосуда при столкновениях.

Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. (Ек>>Ер)

Идеальный газ – это модель, придуманная учеными для познания газов, которые мы наблюдаем в природе реально. Она может описывать не любой газ. Неприменима, когда газ сильно сжат, когда газ переходит в жидкое состояние. Реальные газы ведут себя как идеальный, когда среднее расстояние между молекулами во много раз больше их размеров, т.е. при достаточно больших разрежениях.

Свойства идеального газа:

1. расстояние между молекулами много больше размеров молекул;

2. молекулы газа очень малы и представляют собой упругие шары;

3. силы притяжения стремятся к нулю;

4. взаимодействия между молекулами газа происходят только при соударениях, а соударения считаются абсолютно упругими;

5. молекулы этого газа двигаются беспорядочно;

6. движение молекул по законам Ньютона.

Состояние некоторой массы газообразного вещества характеризуют зависимыми друг от друга физическими величинами, называемыми параметрами состояния. К ним относятся объем V, давление p и температура T.

Объем газа обозначается V. Объем газа всегда совпадает с объемом того сосуда, который он занимает. Единица объема в СИ м³.

Давление – физическая величина, равная отношению силы F, действующей на элемент поверхности перпендикулярно к ней, к площади S этого элемента.

p = F/S Единица давления в СИ паскаль [Па]

До настоящего времени употребляются внесистемные единицы давления:

техническая атмосфера 1 ат = 9,81-104 Па;

физическая атмосфера 1 атм = 1,013-105 Па;

миллиметры ртутного столба 1 мм рт. ст.= 133 Па;

1 атм = = 760 мм рт. ст. = 1013 гПа.

Как возникает давление газа? Каждая молекула газа, ударяясь о стенку сосуда, в котором она находится, в течение малого промежутка времени действует на стенку с определенной силой. В результате беспорядочных ударов о стенку сила со стороны всех молекул на единицу площади стенки быстро меняется со временем относительно некоторой (средней) величины.

Давление газа возникает в результате беспорядочных ударов молекул о стенки сосуда, в котором находится газ.

Используя модель идеального газа, можно вычислить давление газа на стенку сосуда.

В процессе взаимодействия молекулы со стенкой сосуда между ними возникают силы, подчиняющиеся третьему закону Ньютона. В результате проекция υ_x скорости молекулы, перпендикулярная стенке, изменяет свой знак на противоположный, а проекция υ_y скорости, параллельная стенке, остается неизменной.

Приборы, измеряющие давление, называют манометрами. Манометры фиксируют среднюю по времени силу давления, приходящуюся на единицу площади его чувствительного элемента (мембраны) или другого приемника давления.

Жидкостные манометры:

открытый – для измерения небольших давлений выше атмосферного

закрытый - для измерения небольших давлений ниже атмосферного, т.е. небольшого вакуум

Металлический манометр – для измерения больших давлений.

Основной его частью является изогнутая трубка А, открытый конец которой припаян к трубке В, через которую поступает газ, а закрытый – соединен со стрелкой. Газ поступает через кран и трубку В в трубку А и разгибает её. Свободный конец трубки, перемещаясь, приводит в движение передающий механизм и стрелку. Шкала градуирована в единицах давления.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Основное уравнение МКТ: давление идеального газа пропорционально произведению массы молекулы, концентрации молекул и среднему квадрату скорости движения молекул

p = 1/3·m_0·n·v²

m₀ - масса одной молекулы газа;

n = N/V – число молекул в единице объема, или концентрация молекул;

v²- средняя квадратичная скорость движения молекул.

Так как средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул E = m₀∙v²/2, то домножив основное уравнение МКТ на 2, получим p = 2/3· n·(m₀· v²)/2 = 2/3·E·n

p = 2/3·E·n

Давление газа равно 2/3 от средней кинетической энергии поступательного движения молекул, которые содержатся в единичном объеме газа.

Так как m₀·n = m₀·N/V = m/V = ρ, где ρ – плотность газа, то имеем p = 1/3· ρ· v²

А) Вопросы для фронтального опроса:

1. Что такое макроскопические параметры?

2. Какой газ называют идеальным? Что является моделью идеального газа?

3. При каких условиях газ по своим свойствам близок к идеальному? При каких условиях и почему газ не может считаться идеальным?

4. Что называют абсолютным нулем температуры? Каков физический смысл этого понятия с точки зрения молекулярно-кинетической теории?

5. Чему равно давление идеального газа на стенки камеры при абсолютном нуле температуры?

Б) Решение количественных задач:

Задача №1.

Найти концентрацию молекул кислорода, если его давление 0,2 МПа, а средняя квадратичная скорость молекул равна 700 м/с.

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

ύ = 700м/с n = р/кТ

М =32∙ 10^-3 кг/моль n = 3 N_ар/ύ² М

Р -0,2 МПа = 0,2∙ 10⁶ Па n = 3∙6,02∙ 10²³/ 49∙ 10⁴ ∙32 ∙10^-3 = 2,3∙ 10²⁵

n-? ОТВЕТ: n = 2,3∙ 10²⁵

ЗАДАНИЕ.

1. Составьте конспект сообщения, выписав определения и основные формулы.

2. РЕШИТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО:

1. Давление 100 кПа создаётся молекулами газа массой m₀ =3 10^-26 кг при концентрации n = 10²⁵ м^-3. Чему равен средний квадрат скорости молекул?

УРОК №42

29.11.2022 ГРУППА 506. ФИЗИКА. ТЕМА. СТРОЕНИЕ ТВЁРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ»

Силы взаимодействия молекул

Все молекулы вещества взаимодействуют между собой силами притяжения и отталкивания. Доказательство взаимодействия молекул: явление смачивания, сопротивление сжатию и растяжению, малая сжимаемость твердых тел и газов и др.

Причина взаимодействия молекул - это электромагнитные взаимодействия заряженных частиц в веществе. Как это объяснить? Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки. Заряд ядра равен суммарному заряду всех электронов, поэтому в целом атом электрически нейтрален. Молекула, состоящая из одного или нескольких атомов, тоже электрически нейтральна.

Рассмотрим взаимодействие между молекулами на примере двух неподвижных молекул. Между телами в природе могут существовать гравитационные и электромагнитные силы. Так как массы молекул крайне малы, ничтожно малые силы гравитационного взаимодействия между молекулами можно не рассматривать. На очень больших расстояниях электромагнитного взаимодействия между молекулами тоже нет. Но, при уменьшении расстояния между молекулами молекулы начинают ориентироваться так, что их обращенные друг к другу стороны будут иметь разные по знаку заряды (в целом молекулы остаются нейтральными), и между молекулами возникают силы притяжения. При еще большем уменьшении расстояния между молекулами возникают силы отталкивания, как результат взаимодействия отрицательно заряженных электронных оболочек атомов молекул. В итоге на молекулу действует сумма сил притяжения и отталкивания.

На больших расстояниях преобладает сила притяжения (на расстоянии 2-3 диаметров молекулы притяжение максимально), на малых расстояниях сила отталкивания. Существует такое расстояние между молекулами, на котором силы притяжения становятся равными силам отталкивания. Такое положение молекул называется положением устойчивого равновесия. Находящиеся на расстоянии друг от друга и связанные электромагнитными силами молекулы обладают потенциальной энергией. В положении устойчивого равновесия потенциальная энергия молекул минимальна. В веществе каждая молекула взаимодействует одновременно со многими соседними молекулами, что также влияет на величину минимальной потенциальной энергии молекул. Кроме того, все молекулы вещества находятся в непрерывном движении, т.е. обладают кинетической энергией. Таким образом, структура вещества и его свойства (твердых, жидких и газообразных тел) определяются соотношением между минимальной потенциальной энергией взаимодействия молекул и запасом кинетической энергии теплового движения молекул.

Строение и свойства твердых, жидких и газообразных тел

Строение тел объясняется взаимодействием частиц тела и характером их теплового движения.

Твердое тело

Твердые тела имеют постоянную форму и объем, практически несжимаемы. Минимальная потенциальная энергия взаимодействия молекул больше кинетической энергии молекул. Сильное взаимодействие частиц. Тепловое движение молекул в твердом теле выражается только лишь колебаниями частиц (атомов, молекул) около положения устойчивого равновесия. Из-за больших сил притяжения молекулы практически не могут менять свое положение в веществе, этим и объясняется неизменность объема и формы твердых тел

. Большинство твердых тел имеет упорядоченное в пространстве расположение частиц, которые образуют правильную кристаллическую решетку. Частицы вещества (атомы, молекулы, ионы) расположены в вершинах - узлах кристаллической решетки. Узлы кристаллической решетки совпадают с положением устойчивого равновесия частиц. Такие твердые тела называются кристаллическими.

Жидкость

Жидкости имеют определенный объем, но не имеют своей формы, они принимают форму сосуда, в которой находятся. Минимальная потенциальная энергия взаимодействия молекул сравнима с кинетической энергией молекул. Слабое взаимодействие частиц. Тепловое движение молекул в жидкости выражено колебаниями около положения устойчивого равновесия внутри объема, предоставленного молекуле ее соседями. Молекулы не могут свободно перемещаться по всему объему вещества, но возможны переходы молекул на соседние места. Этим объясняется текучесть жидкости, способность менять свою форму.

В жидкостях молекулы достаточно прочно связаны друг с другом силами притяжения, что объясняет неизменность объема жидкости. В жидкости расстояние между молекулами равно приблизительно диаметру молекулы. При уменьшении расстояния между молекулами (сжимании жидкости) резко увеличиваются силы отталкивания, поэтому жидкости несжимаемы. По своему строению и характеру теплового движения жидкости занимают промежуточное положение между твердыми телами и газами. Хотя разница между жидкостью и газом значительно больше, чем между жидкостью и твердым телом. Например, при плавлении или кристаллизации объем тела изменяется во много раз меньше, чем при испарении или конденсации.

Газ

Газы не имеют постоянного объема и занимают весь объем сосуда, в котором они находятся.

Минимальная потенциальная энергия взаимодействия молекул меньше кинетической энергии молекул. Частицы вещества практически не взаимодействуют. Газы характеризуются полной беспорядочностью расположения и движения молекул. Расстояние между молекулами газа во много раз больше размеров молекул. Малые силы притяжения не могут удержать молекулы друг около друга, поэтому газы могут неограниченно расширяться. Газы легко сжимаются под действием внешнего давления, т.к. расстояния между молекулами велики, а силы взаимодействия пренебрежимо малы. Давление газа на стенки сосуда создается ударами движущихся молекул газа.

ВЫПОЛНИТЕ ТЕСТ

Вариант 3

1. Имеется два экспериментальных факта:

I. Если стеклянную бутылку с водой выставить на мороз, то бутылка лопнет.
II. Молоко долго не закисает, если его хранить в холодильнике.

В каком из этих случаев причиной наблюдаемого явления служит охлаждение?

1) только в I
2) только во II
3) и в I, и во II
4) ни в I, ни во II

2. Различие между твердым и жидким состоянием вещества проявляется в том, что, в отличие от жидкого, твердое тело при небольших воздействиях на него … .

1) не сохраняет ни форму, ни объем
2) не сохраняет форму, но сохраняет объем
3) не сохраняет объем, но сохраняет форму
4) сохраняет и форму, и объем

3. В начале опыта в сосуде снизу находится концентрированный раствор медного купороса, над ним — вода (рис. А). Как будет выглядеть содержимое сосуда через 2 часа, правильно показано на рисунке … .

1) А
2) Б
3) В
4) Г

4. Фарфоровая чашка с водой и металлическая ложка находятся рядом на столе в комнате длительное время. Ложку опускают в чашку с водой. В какой момент времени скорость беспорядочного движения атомов металла в ложке минимальна?

1) когда ложка находится на столе
2) в момент вхождения ложки в жидкость
3) когда ложка коснется дна чашки
4) скорость хаотического движения атомов металла одинакова везде

5. Вода смачивает стекло, но не смачивает парафин. Это различие объясняется так: между молекулами воды и стекла существуют силы притяжения, в то же время между молекулами воды и парафина … .

1) отсутствует всякое взаимодействие
2) существуют силы отталкивания
3) существуют силы притяжения, но они сильнее, чем силы притяжения между молекулами воды
4) существуют силы притяжения, но они слабее, чем силы притяжения между молекулами воды

6. На рисунке изображен опыт, в котором гладко отшлифованные пластинки свинца и золота кладут одна на другую и ставят на них дополнительный груз. Через несколько лет вблизи границы соприкосновения металлов обнаруживается слой, содержащий и золото, и свинец. Это объясняется тем, что происходит … .

1) превращение атомов свинца в атомы золота
2) превращение атомов золота в атомы свинца
3) взаимное проникновение атомов одного вещества между атомами другого
4) отталкивание атомов свинца и золота друг от друга

УРОК №41

24.11.2022 ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА « РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ»

Количество вещества характеризует число структурных единиц (атомов, молекул, ионов), которое содержится в определенном образце данного вещества.

Единицей измерения количества вещества является моль. Количество вещества (ν) связано с числом структурных единиц (N) в образце вещества, его массой (m) и объемом (V) — для газообразных веществ при н. у. — следующими уравнениями:

в которых

Vm = 22,4 л/моль (мл/ммоль, м³/кмоль) при н.у.,
Na = 6,02 • 10²³ (постоянная Авогадро),
а молярная масса (М) численно равна относительной молекулярной массе вещества:

Наличие подобной взаимосвязи позволяет, зная одну из величин (количество вещества, массу, объем, число структурных величин) определить все другие величины.

РЕШЕНИЕ ПРОСТЫХ ЗАДАЧ

Задача № 1. Какое количество вещества содержится в 33 г оксида углерода (IV)?

Ответ: ν(СО₂) = 0,75 моль.

Задача № 2. Какое число молекул содержится в 2,5 моль кислорода?

Ответ: N(O₂) = 1,505 • 10²⁴.

Задача № 3. Определите объем (н. у.), который займут 0,25 моль водорода.

Задача № 4. Какую массу будет иметь порция оксида серы (IV), объем которой 13,44л

Задача № 9. Какова масса порции оксида азота (IV), содержащей 4,816 • 10²³ молекул? Каков ее объем (н. у.)?

ЗАДАНИЕ:

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО

Задача № 1. Масса порции простого вещества, содержащей 1,806 • 10²⁴ молекул, равна

Задача № 2. Имеется 2,4 • 10²³ молекул оксида углерода (IV) СO₂. Определите количество вещества углекислого газа, его массу, а также объем (н.у.) углекислого газа.

Задача № 3. Имеется 3 моль кислорода О₂ при н.у. Определите массу кислорода, его объем, а также число имеющихся молекул кислорода

УРОК №40

22.11.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. Тема « Количество вещества».

В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.

Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро

Постоянная Авогадро N_A определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа ¹²С: Таким образом, 1 моль любого вещества содержит 6,02 • 10²³ частиц этого вещества.

1 моль серной кислоты содержит 6,02 • 10²³ молекул H₂SO₄.

1 моль железа содержит 6,02 • 10²³ атомов Fe.

1 моль серы содержит 6,02 • 10²³ атомов S.

2 моль серы содержит 12,04 • 10²³ атомов S.

0,5 моль серы содержит 3,01 • 10²³ атомов S.

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей ν (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 • 10²³молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

V = 12,04 10²³ / 6,02 10²³ = 2 моль

В общем виде:

V = N/ N_А

где N – число частиц данного вещества;
N_А – число частиц, которое содержит 1 моль вещества (постоянная Авогадро).

Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества.
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества ν, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной относительной молекулярной массе M_r (для веществ атомного строения – относительной атомной массе A_r).
Например, молярная масса метана CH₄ определяется следующим образом:

М_r(CH₄) = A_r(C) + 4 A_r(H) = 12+4 =16

M(CH₄)=16 г/моль, т.е. 16 г CH₄ содержат 6,02 • 10²³ молекул.

Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) ν, по формуле:

М = m /v

Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:

V = m /М

или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:

m = ν • M

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от M_r и A_r. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.

Пример:
Вычислить массы метана CH₄ и этана С₂H₆, взятых в количестве ν = 2 моль каждого.

Решение
Молярная масса метана M(CH₄) равна 16 г/моль;
молярная масса этана M(С₂Н₆) = 2 • 12+6=30 г/моль.
Отсюда:

m(CH₄) = 2 моль • 16 г/моль = 32 г;
m(С₂Н₆) = 2 моль • 30 г/моль = 60 г.

Таким образом, моль – это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

N(CH₄) = N(С₂Н₆), но m(CH₄) < m(С₂Н₆)

Вычисление ν используется практически в каждой расчетной задаче.

Образцы решения задач

Задача №1. Вычислите массу (г) железа, взятого количеством вещества

0, 5 моль?

Дано: ν(Fe)=0,5 моль

Найти: m(Fe) - ?

Решение:

m = M · ν

M(Fe) = Ar(Fe) = 56 г/моль (Из периодической системы)

m (Fe) = 56 г/моль · 0,5 моль = 28 г

Ответ: m (Fe) =28 г

Задача №2. Вычислите массу (г) 12,04 · 10²³ молекул оксида кальция CaО?

Дано: N(CaO)= 12,04 * 10²³ молекул

Найти: m(СaO) - ?

Решение:

m = M · ν, ν= N/N_a,

следовательно, формула для расчёта

m = M · (N/N_a)

M(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56 г/моль

m= 56 г/моль · (12,04 * 10²³/6.02 · 10²³ 1/моль) = 112 г

Ответ: m= 112 г

САМОСТОЯТЕЛЬНО:

Задача 1. Вычислите массу воды (г), взятой количеством вещества 5 моль?
Задача 2. Вычислите массу 24,08 *10²³ молекул серной кислоты H₂SO₄?

Задача 3. Определите число атомов в 3, г серы.

УРОК № 39

22 .11.2022г. ГРУППА 501. Физика. ТЕМА "ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО- КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ"

Задолго до нашей эры народы Древнего Востока накопили множество естественнонаучных и технических знаний. В связи с необходимостью строить здания, храмы, пирамиды, потребностями измерения земельных участков и т.д. накапливались первоначальные сведения о свойствах различных материалов, о технике математических вычислений, о движении небесных светил.

Сейчас мало осталось людей, для которых реальность существования атомов менее очевидна, чем движение Земли вокруг Солнца. Почти у каждого с этим понятием связано представление о чем-то маленьком неделимом.

Основателем идеи атома принято считать Демокрита, хотя в истории упоминаются также его учитель Левкипп, и древнеиндийский философ Канаду.

Легенда рассказывает, что Демокрит сидел на камне у моря, держал в руке яблоко и размышлял. “Если я сейчас это яблоко разрежу пополам, то у меня останется половина, если я эту половину снова разрежу на две – останется четверть. Но если и дальше продолжать, всегда ли у меня в руке будет оставаться часть яблока? Или же в какой-то момент оставшаяся часть уже не будет обладать свойствами яблока?” философ пришел к выводу, что деление такое бесконечно не существует и назвал эту последнюю, уже неделимую частицу атомом.

Все вы на уроках физики изучали физические явления, такие как механические, электрические и оптические, но кроме этих явлений в окружающем нас мире столь же распространены – тепловые явления. Тепловые явления изучает молекулярная физика. Кроме того, до сегодняшнего дня мы изучали физику так называемых «макроскопических» тел (от греч. – «макрос» - большой). Теперь нас будет интересовать и то, что происходит внутри тел. Таким образом, мы приступаем к изучению молекулярной физики – будем рассматривать строения и свойства вещества на основе МКТ (молекулярно - кинетической теории).

Согласитесь! Мир удивителен и многообразен. Еще с древних времен люди пытались представить его в воображении, на основании фактов, полученных в результате наблюдений или опытов. Сегодня мы с вами вслед за учеными сделаем попытку заглянуть в него.

В России развитие идей древних ученых о строении вещества продолжил М.В. Ломоносов. Многие идеи Ломоносова более чем на 100 лет опередили науку того времени. Он считал, что наименьшие неделимые частицы – атомы – входят в состав более крупных частиц – молекул. Разнообразие тел зависит от того, какие атомы, в каком количестве и каким образом соединены в молекулы.

Изучая строение вещества, М.В. Ломоносовым была создана молекулярно-кинетическая теория, которой успешно пользуются как физики, так и химики.

С основными положениями этой теории мы сегодня с вами и познакомимся.

В основе МКТ строения вещества лежат три основных положения.

I положение МКТ (Все тела состоят из вещества)

- В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества?

- Приведите примеры.
- Из чего состоит вещество?
( Вещество состоит из частиц)
Вот мы и сформулировали I положение МКТ
Все вещества состоят из частиц(I).
- Из чего состоят частицы?
- Мы сформулировали I положение, но все предположения должны быть доказаны.

Доказательства:

1.Механическое дробление (мел) (демонстрация опыта)

2.Растворение вещества (марганцовка, сахар)

3.Ну, и прямое доказательства – электронные и ионные микроскопы

II положение МКТ

Получим II положение МКТ.

1) Проделайте опыт. Насыплем немного марганцовки в колбу с водой. Что мы наблюдаем? (вода постепенно окрашивается)

- Почему вода окрасилась?

2) Что произойдет через некоторое время, если открыть пузырек с пахучим веществом?
- Почувствуем запах.

Вывод: Запах пахучего вещества распространится по всей комнате и перемешается с воздухом.

- Как называется это явление?
- Диффузия

Определение: Диффузия – процесс взаимного проникновения различных веществ, обусловленный тепловым движением молекул.

- В каких телах возникает диффузия?
- Диффузия возникает в газах, жидкостях и твердых телах.
- Приведите примеры диффузии ().
- У каких тел скорость движения молекул будет самой наибольшей? Наименьшей?
-V_газ>V_жид>V_{тв.телах.}

Однажды, в 1827г., английский ученый- ботаник Роберт Броун рассматривал в микроскоп взвешенные в воде споры плауна и обнаружил необычное явление: споры плауна без видимых на то причин скачкообразно двигались. Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Впоследствии это движение было названо броуновским. (Примеры: муравьи в блюде, игра “Пушбол”, частички пыли и дыма в газе).

Попробуем объяснить это движение. Как вы думаете, в чем причина движения «неживых» частичек?

Объяснить это явление можно, если предположить, что молекулы воды находятся в постоянном, никогда не прекращающемся движении. Они беспорядочно сталкиваются друг с другом. Наталкиваясь на споры, молекулы вызывает их скачкообразные перемещение. Количество ударов молекул о спору с разных сторон не всегда одинаково. Под действием «перевеса» удара с какой– нибудь стороны, спора будет перескакивать с места на место.

Определение: Броуновское движение – тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц.

Причина движения: удары молекул о частицу не компенсируют друг друга.

II положение МКТ – частицы вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.
Доказательства:

- Диффузия.

- Броуновское движение.

III положение МКТ

Проведите опыт. В одну мензурку налейте 100 мл воды, а в другую – 100 мл подкрашенного спирта. Перельем жидкости из этих мензурок в третью. Удивительно, но объем смеси получится не 200 мл, а меньше: около 190 мл. Почему же так происходит?

Ученые установили, что вода и спирт состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами. Они настолько малы, что не видны даже в микроскоп. Тем не менее, известно, что молекулы спирта в 2-3 раза крупнее молекул воды. Поэтому при сливании жидкостей их частицы перемешиваются, и более мелкие частицы воды размещаются в промежутках между более крупными частицами спирта. Заполнение этих промежутков и способствует уменьшению общего объема веществ.

Т.е. между частицами вещества имеются промежутки.

- Скажите пожалуйста, можем ли мы на примере явления диффузии доказать, что между частицами имеются промежутки?

Итак, III положение МКТ – между частицами вещества имеются промежутки

IV положение МКТ

Мы знаем, что тела и вещества состоят из отдельных частиц, между которыми есть промежутки. Почему же тогда тела не рассыпаются на отдельные частицы, подобно гороху в разорвавшемся пакете?

Проделаем опыт. Возьмем два свинцовых цилиндрика. Ножом или лезвием зачистим их торцы до блеска и плотно прижмем друг к другу. Мы обнаружим, что цилиндрики "сцепятся". Сила их сцепления настолько велика, что удачном проведении опыта цилиндрики выдерживают тяжесть гири в 5 кг.

Из опыта следует вывод: частицы веществ способны притягиваться друг к другу. Однако это притяжение возникает лишь тогда, когда поверхности тел очень гладкие (для этого и понадобилась зачистка лезвием) и, кроме того, плотно прижаты друг к другу.

Опыт. Смочите две стеклянные пластинки и прижмите их друг к другу. После попытайтесь их отсоединить, как видите, для этого нужно приллжить некоторые усилия.

Частицы веществ способны отталкиваться друг от друга. Это подтверждается тем, что жидкие, а особенно твердые тела очень трудно сжать. Например, чтобы сдавить резиновый ластик, требуется значительная сила! Ластик гораздо легче изогнуть, чем сдавить.

Притяжение или отталкивание частиц веществ возникает лишь в том случае, если они находятся в непосредственной близости. На расстояниях, чуть больших размеров самих частиц, они притягиваются. На расстояниях, меньших размеров частиц, они отталкиваются. Если же поверхности тел удалены на расстояние, заметно большее, чем размер частиц, то взаимодействие между ними не проявляется никак. Например, нельзя заметить никакого притяжения между свинцовыми цилиндриками, если их сначала не сжать, то есть не сблизить их частицы.

Возникновение силы упругости. Сжимая или растягивая, изгибая или скручивая тело, мы сближаем или удаляем его частицы. Поэтому между ними возникают силы притяжения-отталкивания, которые мы и объединяем термином "сила упругости".

Вывод: Частицы притягиваются и отталкиваются.

- Сформулируйте IV положение МКТ
Частицы, взаимодействуют друг с другом, притягиваются и отталкиваются
Опытные обоснования:

- склеивание;
- смачивание;
- твердые тела и жидкости трудно сжать, деформация.

Если бы между молекулами не существовало сил притяжения, то вещество бы при любых условиях находилось в газообразном состоянии, только благодаря силам притяжения молекулы могут удерживаться около друг друга и образовывать жидкости и твердые тела.

Если бы не было сил отталкивания, то мы свободно могли бы проткнуть пальцем толстую стальную плиту. Более того, без проявления сил отталкивания вещество не могло бы существовать. Молекулы проникли бы друг в друга и сжались бы до объема одной молекулы.

Вывод:
1.силы притяжения и отталкивания действуют одновременно;

2.силы имеют электромагнитную природу.

ЗАДАНИЕ. 1. Запишите в тетрадь ответы на вопросы.

- Сформулируйте основные положения МКТ.

- Какие опытные факты подтверждают I положение МКТ?

- Какие опытные факты подтверждают II положение МКТ?

- Какие опытные факты подтверждают III положение МКТ?

- Какие опытные факты подтверждают IV положение МКТ?

2. Выпишите определения: диффузия, броуновское движение.

3. Решите качественные задачи.

1.На каком физическом явлении основан процесс засолки овощей, консервирования фруктов?

2.В каком случае процесс происходит быстрее – если рассол холодный или горячий?

3.Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов?

4.Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ?

5.Как можно объяснить исчезновение дыма в воздухе?

6.Почему стол, стул не совершают броуновского движения?

7.Почему из осколков разбитого стакана невозможно собрать целый стакан, а хорошо отшлифованные цилиндры плотно прилипают друг к другу?

УРОК № 38

17.11.2022г. ГРУППА 501. Контрольная работа по теме: «Законы сохранения в механике"

Для решения этой контрольной необходимо вспомнить законы сохранения импульса, энергии .

Вариант 1

А1. Определите силу (в Н), под действием которой перемещается груз, если на каждые 5 м пути затрачивается 2150 Дж энергии. Cила действует под углом 60⁰ к направлению движения.

А2. Какой кинетической энергией обладает свободно падающее тело массой 0,1 кг через 5 с после начала падения?

А3. Тело массой 2 кг брошено под углом к горизонту с начальной скоростью 20 м/с. Максимальная высота подъема тела 5 м. Определить кинетическую энергию тела в высшей точке подъема.

А4. с×м×Тело имеет кинетическую энергию 100 Дж и импульс 40 кг^-1. Определить массу тела.

А5. Два тела массами m₁ и m₂ двигались навстречу друг другу со скоростями соответственно 4 м/с и 20 м/с и в результате абсолютно упругого удара обменялись скоростями. Найти отношение масс этих тел m₁/m₂.

Часть В

Тело массой 1 кг, брошенное с вышки в горизонтальном направлении со скоростью 20 м/с, через 3 с упало на землю. Кинетическая энергия тела в момент удара о землю равна …Дж.

Часть С

От удара копра массой 450 кг, падающего с высоты 5 м, свая массой 150 кг погружается в грунт. Определить скорость, которую приобретет свая в результате удара, считая его абсолютно упругим. Изменением потенциальной энергии сваи пренебречь.

Вариант 2

А1. Определите коэффициент жесткости пружины (в Н/м), если при ее сжатии на 24 см, она обладает энергией 1,44 Дж.

А2. Какую работу нужно совершить чтобы лежащий на полу однородный стержень длиной 1 м и массой 10 кг поставить вертикально?

А3. Тело, брошенное вертикально вниз с высоты 75 м с начальной скоростью 10м/с, в момент удара о поверхность земли имело кинетическую энергию 1600 Дж. Определить массу тела.

А4. Из ружья массой 5 кг вылетает пуля массой 5 г со скоростью 600 м/с. Определить скорость (в см/с) отдачи ружья.

А5. На вагонетку массой m, движущуюся по горизонтальным рельсам со скоростью v, сверху вертикально опускают груз, масса которого равна половине массы вагонетки. Чему будет равна скорость вагонетки с грузом?

Часть В

Между шаром массой 2 кг, кинетическая энергия которого 1 Дж, и шаром массой 1 кг, находящимся в покое произошло абсолютно неупругое центральное соударение. Изменение импульса первого шара в результате удара равно . . м/с.×кг

Часть С

Пуля массой 20 г, имеющая горизонтальную скорость 860 м/с, попадает в деревянный брусок массой 5 кг, лежащий на полу, и пробивает его. Определить среднюю силу сопротивления движению пули в бруске, если пуля вылетает из него со скоростью 510 м/с. Толщина бруска 25 см. Трением бруска о пол пренебречь.

Вариант 3

А1. Пуля массой m, летящая со скоростью v, пробивает доску толщиной d и теряет при этом половину своей скорости. Чему равна сила сопротивления доски движению пули?

А2. Найдите кинетическую энергию тела через 2 с после броска, если оно брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Масса тела 0,2 кг.

А3. Горнолыжник спустился с горы с перепадом высот 350 м. Определите кинетическую энергию (в кДж), которую он приобрел в конце спуска. Масса горнолыжника 60 кг.

А4. Два шарика одинакового объема, стальной и алюминиевый, падают с одной и той же высота. Сравните их импульсы в момент соприкосновения с землей без учета сил сопротивления.

А5. Свинцовый шар массой m₁, движущийся со скоростью v₁, ударяет о неподвижный шар из воска массой m₂, после чего оба шара движутся вместе. Кинетическая энергия шаров после соударения равна

Часть В

Шар массой 4 кг, движущийся со скоростью 4 м/с, сталкивается с шаром массой 2 кг, движущимся в ту же сторону со скоростью 2 м/с. Найти изменение кинетической энергии (в Дж) второго шара в результате столкновения, если столкновение шаров абсолютно неупругое.

Часть С

Два груза, массы которых 200 г и 600 г, подвешены на одинаковых нитях длиной 80 см. Первый груз отклонили на 90⁰ и отпустили. Определить

УРОК № 37

15.11.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ по теме «Законы сохранения в механике»

Задача №1. Закон сохранения энергии

На какую высоту поднимется тело, подброшенное вертикально вверх, с начальной скоростью 10 м/с? При решении задачи не учитывается сопротивление воздуха.

Решение

По закону сохранения энергии, начальная кинетическая энергия брошенного тела будет равна его потенциальной энергии в наивысшей точке подъема.

Ответ: 5,1м

Задача №2. Закон сохранения импульса

Определите скорости двух шаров массами m1 и m2 после центрального абсолютно упругого удара. Скорости шаров до удара v1 и v2 соответственно

Решение

В задаче применяется закон сохранения импульса. Запишем его в векторном виде и в проекции на горизонтальную ось в соответствии с рисунком:

Теперь запишем закон сохранения энергии:

Преобразуем полученные выражения:

Воспользуемся формулами сокращенного умножения, разделим правые и левые части системы друг на друга и получим:

Подставим выраженное значение u2 в первое уравнение для закона сохранения импульса и получим:

Решение

Задача №3. Закон сохранения энергии

Спусковую пружину игрушечного пистолета сжали на 5 см, при вылете шарик массой 20 г приобрел скорость 2 м/с. Необходимо рассчитать, какова жесткость пружины

Решение

Потенциальная энергия деформированной пружины переходит в кинетическую энергию шарика

Ответ: 32 Н/м

Задача №5. Закон сохранения энергии

При растяжении пружины на 20 см она приобрела потенциальную энергию упругодеформированного тела 20 Дж. Какова жесткость пружины?

Решение

Потенциальная энергия пружины вычисляется по формуле

Ответ: 1000 Н/м

Вопросы на законы сохранения

Вопрос 1. Что такое механическая система тел?.

Вопрос 2. Какая механическая система называется замкнутой?

Вопрос 3. В каких механических системах выполняются законы сохранения импульса, энергии и момента импульса?

Вопрос 4. Сформулируйте закон сохранения момента импульса

.Вопрос 5. Каково философское значение законов сохранения?

Решите задачу

1. С какой начальной скоростью надо бросить вверх тело с высоты 100 м, чтобы при ударе о землю его скорость стала равной 45 м/с?

УРОК № 36

15.11.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. « Лабораторная работа №3»

Исследование равновесия тела под действием нескольких сил.

Цель: Выяснить, при каких условиях тело с закреплённой осью вращения находится в равновесии.

Оборудование: рычаг, штатив с муфтой и лапкой, набор грузов массой по 100г каждый, динамометр, ученическая линейка.

Ход работы

1. Подвесили рычаг на лапке штатива и уравновесили его с помощью регулировочных гаек.

2.Подвесили с одной стороны от оси вращения рычага один груз, с другой стороны – два груза. Передвигая грузы, добились равновесия рычага. Измерили плечи l₁ и l₂ соответствующих сил F₁ и F₂ . Сняли грузы с рычага.

3. Подвесили слева от оси вращения рычага два груза. Определили при помощи динамометра, какую силу F₂ нужно приложить к любой выбранной вами точке, расположенной справа от оси вращения рычага, чтобы рычаг находился в равновесии. Измерили плечи l₁иl₂ сил, действующих на рычаг.

4. Подвесили справа от оси вращения три груза, а слева- два груза. Измерили динамометром силу F₃ , которую нужно приложить к точке, расположенной справа от оси вращения, чтобы рычаг находился в равновесии. Измерили плечи l₁_,l₂, l₃ сил, действующих на рычаг.

№опыта

Сила F₁, Н

Плечо силы

L₁, м

Момент силы F₁

М₁, Н∙ м

Сила

F₂, Н

Плечо

Силы

l₂, м

Момент силы F₂

M₂,Н ∙м

Сила

F₃, Н

Плечо силы

L₃,м

Момент

Силы F₃

M₃,Н ∙м

Сумма

Моментов

M₁+M₂+M₃

Н ∙м

0,04

0,08

1,0

0,078

-0,078

0,1

5. Результаты измерений и вычислений занесли в таблицу. Для каждого опыта вычислили моменты сил, действующих на рычаг и нашли сумму моментов сил.

Внимание! Значение момента силы, поворачивающей рычаг против часовой стрелки, принято считать положительным, а по ходу часовой – отрицательным.

Вычисления:

Момент силы равен: M =F∙ l

M₁ = F₁∙ l₁ = 2 ∙0,04 = 0,08 Н∙м

M₂ =F₂ ∙ l₂ = 1∙ 0,078 = -0,078 Н∙ м

M₃ = F₃∙ l₃ = 1∙ 0,01 =- 0, 01 Н∙ м

Сумма моментов сил: M₁ + M₂ +M₃= 0,08 – 0,078 - 0,01= 0,002 Н∙ м ≈ 0
Вывод: выяснили, при каком условии тело с закреплённой осью вращения находится в равновесии.

Условия равновесия:

1. Геометрическая сумма приложенных к телу сил равна 0:

2. Алгебраическая сумма моментов сил относительно любой неподвижной оси равна 0.

Контрольные вопросы:

1. Что называется моментом силы? Как обозначается, в каких единицах измеряется (СИ)?

2. Что называется плечом силы? (Обозначение, единица измерения)

3. Если на тело действует несколько сил, чему равен момент силы?

4. От чего зависит знак момента?

УРОК № 35

10.11.2022г. Физика группа 501 « Статика. Равновесие твёрдых тел»

Перечень вопросов, которые мы рассмотрим.

1.Условия равновесия тела

2.Момент силы

3.Плечо силы

4. Центр тяжести

Глоссарий по теме

Статика – раздел механики, в котором изучается равновесие абсолютно твердых тел, называется статикой

Абсолютно твердое тело – модельное понятие классической механики, обозначающее совокупность точек, расстояния между текущими положениями которых не изменяются.

Центр тяжести – центром тяжести тела называют точку, через которую при любом положении тела в пространстве проходит равнодействующая сил тяжести, действующих на все частицы тела.

Плечо силы - это длина перпендикуляра, опущенного от оси вращения на линию действия силы.

Момент силы - это физическая величина, равная произведению модуля силы на ее плечо.

Устойчивое равновесие - это равновесие, при котором тело, выведенное из состояния устойчивого равновесия, стремится вернуться в начальное положение.

Неустойчивое равновесие — это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия и предоставленное самому себе, будет еще больше отклоняться от положения равновесия.

Безразличное равновесие системы — равновесие, при котором после устранения причин, вызвавших малые отклонения, система остается в покое в этом отклоненном состоянии

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017.– С. 165 – 169.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2009.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Равновесие – это состояние покоя, т.е. если тело покоится относительно инерциальной системы отсчета, то говорят, что оно находится в равновесии. Вопросы равновесия интересуют строителей, альпинистов, артистов цирка и многих-многих других людей. Любому человеку приходилось сталкиваться с проблемой сохранения равновесия. Почему одни тела, выведенные из состояния равновесия, падают, а другие – нет? Выясним, при каком условии тело будет находиться в состоянии равновесия.

Раздел механики, в котором изучается равновесие абсолютно твердых тел, называется статикой. Статика является частным случаем динамики. В статике твердое тело рассматривается как абсолютно твердое, т.е. недеформируемое тело. Это означает, что деформация так мала, что её можно не учитывать.

Центр тяжести существует у любого тела. Эта точка может находиться и вне тела. Как же подвесить или подпереть тело, чтобы оно находилось в равновесии.

Подобную задачу в свое время решил Архимед. Им же были введены понятие плеча силы и момента силы.

Плечо силы — это длина перпендикуляра, опущенного от оси вращения на линию действия силы.

Момент силы — это физическая величина, равная произведению модуля силы на ее плечо.

M = F d

После своих исследований Архимед сформулировал условие равновесия рычага и вывел формулу:

Это правило является следствием 2-го закона Ньютона.

Первое условие равновесия

Для равновесия тела необходимо, чтобы сумма всех сил, приложенных к телу была равна нулю.

формула должна быть в векторном виде и стоять знак суммы

Второе условие равновесия

При равновесии твердого тела сумма моментов вcех внешних сил, действующих на него относительно любой оси, равна нулю.

Не менее важен случай, когда тело имеет площадь опоры. Тело, имеющее площадь опоры, находится в равновесии, когда вертикальная прямая, проходящая через центр тяжести тела, не выходит за пределы площади опоры этого тела. Известно, что в городе Пизе в Италии существует наклонная башня. Несмотря на то, что башня наклонена, она не опрокидывается, хотя ее часто называют падающей. Очевидно, что при том наклоне, которого башня достигла к настоящему времени, вертикаль, проведенная из центра тяжести башни, все еще проходит внутри ее площади опоры.

В практике большую роль играет не только выполнение условия равновесия тел, но и качественная характеристика равновесия, называемая устойчивостью.

Различают 3 вида равновесия: устойчивое, неустойчивое, безразличное.

Если при отклонении тела от положения равновесия, возникают силы или моменты сил, стремящиеся вернуть тело в положение равновесия, то такое равновесие называется устойчивым.

Неустойчивое равновесие — это противоположный случай. При отклонении тела от положения равновесия, возникают силы или моменты сил, которые стремятся увеличить это отклонение.

Наконец, если при малом отклонении от положения равновесия тело все равно остается в равновесии, то такое равновесие называется безразличным.

Чаще всего необходимо, чтобы равновесие было устойчивым. Когда равновесие нарушается, то сооружение становится опасным, если его размеры велики.

Примеры и разбор решения заданий

1. Чему равен момент силы тяжести груза массой 40 кг, подвешенного на кронштейне АВС, относительно оси, проходящей через точку В, если АВ=0,5 м и угол α=45⁰

Решение:

Момент силы – это величина равная произведению модуля силы на её плечо.

M = F d

Сначала найдём плечо силы, для этого нам надо опустить перпендикуляр из точки опоры на линию действия силы. Плечо силы тяжести равно расстоянию АС. Так как угол равен 45°, то мы видим, что АС=АВ

Модуль силы тяжести находим по формуле: P = m g

После подстановки числовых значений величин мы получим:

F=40×9,8 =400 Н, М= 400 ×0,5=200 Н м.

Ответ: М=200 Н м.

ЗАДАНИЕ:

1. Выписать основные понятия, определения, формулы.

2. Записать условия равновесия.

3. Выполнить тест:

УРОК№ 32-33

08 .11.2022. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ЭНЕРГИЯ. ВИДЫ ЭНЕРГИИ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Механическая работа есть мера изменения энергии в различных процессах А = ΔЕ.

Различают два вида механической энергии – кинетическая Ек и потенциальная Еp энергия.

Полная механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий

Е = Ек + Еp

Кинетическая энергия – это энергия тела, обусловленная его движением.

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела:

Кинетическая энергия – это энергия движения. Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью

равна работе, которую должна совершить сила, приложенная к покоящемуся телу, чтобы сообщить ему эту скорость:

Если тело движется со скоростью , то для его полной остановки необходимо совершить работу

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятие потенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия – энергия тела, обусловленная взаимным расположением взаимодействующих между собой тел или частей одного тела.

Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями. Такие силы называются консервативными. Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.

Свойством консервативности обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести (потенциальная энергия тела, поднятого над землёй):

Ep = mgh

Она равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень.

Понятие потенциальной энергии можно ввести и для упругой силы. Эта сила также обладает свойством консервативности. Растягивая (или сжимая) пружину, мы можем делать это различными способами.

Можно просто удлинить пружину на величину x, или сначала удлинить ее на 2x, а затем уменьшить удлинение до значения x и т. д. Во всех этих случаях упругая сила совершает одну и ту же работу, которая зависит только от удлинения пружины x в конечном состоянии, если первоначально пружина была не деформирована. Эта работа равна работе внешней силы A, взятой с противоположным знаком :где k – жесткость пружины.

Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Потенциальной энергией пружины (или любого упруго деформированного тела) называют величину

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией.

Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x1, тогда при переходе в новое состояние с удлинением x2 сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему, взаимодействуют между собой только силами тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

A = –(Ep₂ – Ep₁).

По теореме о кинетической энергии эта работа равна изменению кинетической энергии тел:

A = E_к1 – E_к2

Следовательно Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.

Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона.

Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией.

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию, и наоборот, или переход энергии от одного тела к другому.

Е = Ек + Еp = const

Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими консервативными силами действуют силы трения или силы сопротивления среды.

Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).

1. ВЫПОЛНИТЬ ТЕСТ:

1. Энергия — это физическая величина, показывающая

А) как велика совершенная работа

Б) как мала совершенная работа

В) какую работу может совершить тело

2. Какие тела обладают потенциальной энергией?

А) все тела, которые могут совершить работу

Б) поднятые над какой-нибудь поверхностью тела

В) тела, которые движутся

3. По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию поднятого над землёй тела?

А) M=F*L

Б) E= m*g*h

В) E= m*v/h

4. От каких величин зависит кинетическая энергия тел?

А) от времени движения

Б) от массы и скорости тела

В) от пройденного им пути

5. Определите кинетическую энергию шара массой 0,5 кг, катящегося по траве со скоростью 10 м/с.

А) 5Дж

Б) 1000Дж

В) 25Дж

6. По какой формуле вычисляют кинетическую энергию тел?

А) E=mV²/2

Б) E= 2MV²

В) A=N*T

7. При падении тела ...энергия переходит в ... энергию.

В) Кинетическая; потенциальную

Б) потенциальная; Кинетическую;

В) Кинетическая;Кинетическую;

8. Тетрадь лежит на столе. Какой механической энергией она обладает относительно стола?

А)Потенциальной

Б) Кинетической

В) не обладает энергией

УРОК № 30-31

01 .11.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА «МОЩНОСТЬ. МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА»

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы.

Если на тело действует сила и тело под действием этой силы перемещается, то говорят, что сила совершает работу.

Механическая работа – это скалярная величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения и на косинус угла между вектором силы и вектором перемещения (или скорости).

A = Fs cos α

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю.

В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в направлении действия силы.

[1 Дж=1 Н·м]

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.

Мощность N – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

N=A/t

В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.

Внесистемная единица мощности 1 л.с.=735 Вт

Связь между мощностью и скоростью при равномерном движении:

N=A/t так как A=FScosα тогда N=(FScosα)/t, но S/t = v следовательно

N=Fvcos α

В технике используются единицы работы и мощности:

1 Вт·с = 1 Дж; 1Вт·ч = 3,6·10³ Дж; 1кВт·ч = 3,6·10⁶ Дж

Если тело способно совершить работу, то говорят, что оно обладает энергией.

Решение задач.

Задача № 1. Действуя силой 80 Н, человек поднимает из колодца глубиной 10 м ведро воды за 20 с. Какую мощность развивает при этом человек?

Задача2. Мощность тягового электромобиля троллейбуса равна 80 кВт. Какую работу может совершить двигатель за 2 часа?

Задача 3. Какую мощность развивает альпинист массой 80 кг, полнявшийся на высоту 500м за 2 часа?

ЗАДАНИЕ:

1. Решить задачи

Задача1. Мальчик масса которого 50 кг взбирается на дерево высотой 6 м. Какую работу при этом совершил мальчик? Принять g =10 Н/кг

Задача 2. Человек массой 51 кг вытаскивает с помощью лошади из ямы со скоростью 4 км/час. Укажите мощность лошади.

УРОК №29

27.10.2022г. Группа 501. ФИЗИКА

ТЕМА. Импульс. Закон сохранения импульса.

Сегодня мы приступаем к изучению новой темы "ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ"

1) импульс тела, импульс силы, замкнутая система;

2) абсолютно упругий, абсолютно неупругий удар;

3) закон сохранения импульса;

4) границы применимости закона;

5) проявление закона сохранения импульса в технике и природе.

Импульс тела (материальной точки) - векторная величина, равная произведению массы тела на скорость тела.

Импульс силы - произведение силы на время её действия.

Импульс тела равен сумме импульсов отдельных его элементов.

Импульс системы тел равен векторной сумме импульсов каждого из тел системы.

Внутренние силы - это силы, с которыми взаимодействуют тела системы между собой.

Внешние силы - это силы, создаваемые телами, которые не принадлежат к данной системе.

Замкнутая система - это система, в которой внешние силы не действуют или сумма внешних сил равна нулю.

Абсолютно неупругий удар - это столкновение двух тел, которые объединяются и движутся дальше как одно целое.

Абсолютно упругий удар - столкновение тел, при котором тела не соединяются и их внутренние энергии остаются неизменными.

Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел, образующих замкнутую систему, не меняется при любых взаимодействиях между телами систе

Импульс тела (материальной точки) представляет собой векторную величину, равную произведению массы тела на скорость тела:

p =m∙v

Направление импульса всегда совпадает с направлением скорости.

Любое движущееся тела имеет импульс.

Единица измерения импульса: кг∙м/с

Произведение силы на время её действия называется импульсом силы.

p = F ∆ t

Второй закон Ньютона в импульсной форме. F = p ∆t

Изменение импульса тела (материальной точки) равно импульсу действующей на него силы:

Импульс тела равен сумме импульсов отдельных его элементов:

p = p₁ + p₂ +p₃ …

Импульс системы тела равен векторной сумме импульсов каждого из тел системы:

Импульс обладает интересным свойством сохраняться, которое есть только у нескольких физических величинах.

Силы, с которыми взаимодействуют тела системы друг с другом, называются внутренними, а силы, создаваемые телами, которые не принадлежат этой системе, являются внешними силами.

Система, в которой внешние силы не действуют или сумма внешних сил равна нулю, называется замкнутой.

Полный импульс тел сохраняется, в замкнутой системе тела могут только обмениваться импульсами.

Столкновение тел представляет собой взаимодействие тел при их относительном перемещении. Абсолютно неупругий удар - это столкновение двух тел, которые объединяются и движутся дальше как одно целое.

Закон сохранения импульса при неупругом ударе:

M₁ v₁ + m₂ v₂ = v (m₁ + m₂)

Абсолютно упругий удар - столкновение тел, при котором тела не соединяются в одно целое и их внутренние энергии остаются неизменными.

Закон сохранения импульса при упругом ударе:

m₁ v₁+ m₂ v₂ =m₁ v¹₁ +m₂ v²₂

Закон сохранения импульса.

Если внешние силы на систему не действуют или их сумма равна нулю, то импульс системы остается неизменным:

Закон сохранения импульса является одним из основных законов физики.

Границы применимости закона сохранения импульса: замкнутая система.

Закон сохранения импульса с честью выдержал испытание временем и до сих пор он продолжает свое триумфальное шествие.

Он дал неоценимый инструмент для исследования ученым, как один из фундаментальных законов физики, ставя запрет одним процессам и открывая дорогу другим.

Действие этого закона проявляется в науке, в технике, в природе и в повседневной жизни. Всюду этот закон работает отлично - реактивное движение, атомные и ядерные превращения, взрыв и т.д.

Во многих повседневных ситуациях помогает разобраться понятие импульса.

Рене Декарт попытался использовать термин «импульс» вместо силы. Это связано с тем, что силу трудно измерить, а массу и скорость измерить несложно. Поэтому вместо импульса часто говорят количество движения (Именно Ньютон первым назвал произведение массы тела на скорость количеством движения).

Декарт понимал большое значение понятия количества движения — или импульса тела — как произведения массы тела на скорость. Но он совершил ошибку, не рассматривая количество движения как векторную величину. Ошибка эта была исправлена в начале XVIII века.

Используя закон сохранения импульса можно «найти» и невидимые объекты, например, электромагнитные волны, излучаемые открытым колебательным контуром, или антинейтрино – субатомные частицы, не оставляющие следов в детекторах.

Разбор тренировочных заданий

1. Тело свободно падает без начальной скорости. Изменение модуля импульса этого тела за промежуток времени 2 с равно 10 кг∙м/с. Чему равна масса тела?

Дано: ∆t =𝟤 c; g ≈ 𝟣0 м∕с²; ∆р =𝟣0 кг∙м ∕с.

Найти: m.

Решение:

т.к. тело свободно падает, Ззапишем второй закон Ньютона в импульсной форме:

∆р = F∆t,

F = mg – т.к. при свободном падении действует только сила тяжести,

тогда ∆р = mg∆t, откуда: m = ∆p / g ∆t

Ответ: m = 0,5 кг.

ЗАДАНИЕ.

1 Сделать конспект урока.

2. Решить задачу

Снаряд, летящий с некоторой скоростью, разрывается на два осколка. Первый массой 2кг летит со скоростью 50 м/с , а второй массой 0,5кг - со скоростью 100 м/с. Определить скорость снаряда.

3. Подготовить реферат на тему «Э.К. Циолковский. Идеи Циолковского (по его работам) и их реальное воплощение"

УРОК №28

25.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА.

Контрольная работа №2 по теме «Динамика»

1 ВАРИАНТ 2 ВАРИАНТ

1. Какая физическая величина является мерой

ИНЕРТНОСТИ ТЕЛ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ

А) энергия б) скорость в) масса г)сила д)ускорение

2. На тело действуют две силы 4 Н и 3 Н. Определите равнодействующую этих сил, если

УГОЛ МЕЖДУ НИМИ РАВЕН 900 РАВЕН 1800

А) 1 Н б) 2 Н в) 5 Н г) 7 Н д) 8 Н

3.В каком месте порвётся нитка, если за нижний конец

ТЯНУТЬ МЕДЛЕННО РЕЗКО ДЁРНУТЬ

А) разорвётся одновременно б) разорвётся в т.А в) разорвётся в т.В г) не разорвётся

4.Какую силу тяги должен развивать двигатель самолёта массой 60 т, чтобы достичь

УСКОРЕНИЯ 1,5 м/с 2 УСКОРЕНИЯ 2,5 м/с2

А) 20 кН б) 40 кН в)60 кН г)90 кН д) 150 кН

5.Определите массу тела, которое под действием силы 150 Н движется по закону

Х = 10 +5t + 0,5 t2 х = 20 – 5 t + 5 t2

а) 15 кг б) 50 кг в) 100 кг г) 120 кг д) 150 кг

6. Три стальные шарики размещены на равных расстояниях друг от друга. Между какими шариками сила тяжести

Наибольшая Наименьшая?

А) 1 и 2 Б) 1 и 3 В) В) 2 и 3 г) одинаковые

7.Как изменится сила гравитационного взаимодействия двух тел, если Расстояние между ними увеличится вдвое Масса одного из них уменьшится вдвое

А) увеличится вдвое; б) уменьшится вдвое; в) не изменится ; г)увеличится в 4раза;

8. Тело массой 100 кг находится в лифте. Найдите его вес, если лифт, имея ускорение 1 м/с2

Движется вниз движется вверх

А)100 Н б) 120 Н в) 800 Н г) 1000 Н д) 1200 Н

9. Установить соответствие между понятием математическим выражением:

А) второй закон динамики 1. F = ma

Б) третий закон динамики 2. P = m (g + а)

в) Вес 3. F = k x

г) Закон Гука 4. P = m g

УРОК №27

25.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА. «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ»

При решении задач по динамике надо знать, какие силы действуют на движущиеся тела. Обычно в задачах рассматриваются следующие силы:

1. Силы тяжести (Fт = mg) — это сила, действующая на тело со стороны Земли. Сила тяжести приложена к центру масс тела.

Сила тяжести сообщает телу массы m ускорение свободного падения g, приблизительно равное 9,8 м/с2. Пренебрегая вращением Земли, силу тяжести можно считать направленной к центру Земли

. 2. Сила реакции опоры (N) — это сила, с которой опора действует на тело. Сила реакции опоры перпендикулярна к поверхности соприкосновения тел. Сила реакции опоры приложена к телу.

3. Сила нормального давления (Fн.д.) — это сила, с которой тело давит на опору. Сила нормального давления перпендикулярна поверхности соприкосновения тел. Сила нормального давления равна по модулю силе реакции опоры и противоположна ей по направлению. Сила нормального давления приложена к опоре.

4. Сила натяжения подвеса (Т) — это сила, с которой подвес действует на тело.

Сила натяжения подвеса приложена к телу и направлена вдоль подвеса. Если тела связаны невесомой нитью, то натянутая нить действует с одинаковыми силами как на одно, так и на другое тело. Нить может быть перекинута через систему невесомых блоков. Обычно нить считается нерастяжимой, а зависимость силы натяжения нити от деформации не рассматривается.

5. Сила натяжения нити (Т) — это сила, с которой (в случае связанных тел) нить действует на тело. Сила натяжения нити приложена к телу и направлена вдоль нити. Если тела связаны невесомой нитью, то натянутая нить действует с одинаковыми силами как на одно, так и на другое тело. Нить может быть перекинута через систему невесомых блоков.

Обычно нить считается нерастяжимой, т.е. зависимость силы натяжения нити от деформации не рассматривается.

6. Сила трения (Fтр) — это сила сопротивления, возникающая при относительном перемещении прижатых друг к другу тел. Сила трения направлена по касательной к поверхности соприкосновения тел и противоположно направлению перемещения тела. В состоянии покоя возникающая сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения, определяемого силой нормального давления Fтр.п.max = μFн.д., где μ — коэффициент трения. При скольжении обычно принимается Fтр = Fтр.п.max . Так как Fн.д. = N, то Fтр =

Алгоритм решения задач по динамике

1. Изобразить все силы, действующие на тела, на чертеже.

2. Записать уравнение движения согласно второму закону Ньютона. При движении по прямой: F = mа = F₁ + F₂ + . . . + Fn, где F₁, F₂, . . ., Fn — проекции сил на эту прямую. Положительное направление отсчета обычно выбирают по направлению вектора ускорения. Если направление силы совпадает с направлением ускорения, то проекция силы берется со знаком плюс, в противном случае — со знаком минус. Если направление ускорения неизвестно, то оно может быть выбрано произвольно.

Если в результате полученное при решении задачи ускорение положительно, то его направление выбрано правильно, если отрицательно — то истинное направление ускорения противоположно. В направлении, перпендикулярном к направлению движения, сумма проекций сил равна нулю, так как ускорение в этом направлении равно 0.

3. Если рассматривается движение системы тел, то уравнение движения нужно записать для каждого тела системы. Задача может быть решена лишь тогда, когда число независимых уравнений равно числу неизвестных. В число неизвестных часто кроме величин, которые требуется найти по условию задачи, входят еще силы реакции опоры, трения и натяжения подвеса, возникающие при взаимодействии тел системы.

4. Для решения задачи о движении системы связанных друг с другом тел одних уравнений движения часто бывает недостаточно. Нужно записать еще кинетические уравнения, дающие соотношения между ускорениями тел системы, уравнения для координат и скоросте

. 5. Решение задачи следует первоначально получить в общем виде, а затем подставлять числовые значения.

Примеры решения задач по динамике

Задача1

Автомобиль массой 2т движется с места с ускорением 0,6 м/с². Какую силу тяги развивает двигатель, если коэффициент трения 0,04?

Дано Решение:

m= 2 т 2000 кг ma =F_тяги - F_тр. = ma - mg

а = 0,6 м/с² F_тяги = ma + F_тр = ma + mg

μ = 0,04 F_тр. = 0,04 ∙2000 ∙10 = 800Н

F_тяги - ? F_тяги = 2000∙ 0, 6 + 800 = 2000 Н = 2кН

Задача2.

Найти коэффициент жёсткости пружины, если сила 500 Н увеличивает её длину на 2 см.

Дано РЕШЕНИЕ

F =500Н F =k ∆x

∆x = 2 cм = 002 м k = F ∆x

K = k = =25000 Н/м

Задача3.

С какой силой автомобиль массой 4 т притягивается к Солнцу (масса Солнца

2 10³⁰ кг, расстояние равно 150 млн. км)

Дано

M = 2∙ 10³⁰кгРЕШЕНИЕ

m = 4т 4∙ 10 ³ кг F = G mM / r² = 6,67∙ 10^-11∙ ∙4∙ 10³ ∙2∙ 10³⁰ /(1,5 10¹¹)²

r =150 млн.км 1 5∙ 10¹¹м = 24 Н

F- ?

Задача 4

Тело массой 6 кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 4 м/с².

Каково ускорение приобретёт тело массой 10 кг под действием такой же силы.

Дано

m₁ = 6 кг РЕШЕНИЕ

a₁ = 4 м/с² F = m₁ a₁ F = m₂ a₂

m_{2 =} 10 кг m₁ a₁ = m₂a₂

a₂ - ? a₂= = = 2,4 м/с²

РЕШИТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО:

Задача 1.

Рассчитайте коэффициент трения скольжения, если сила трения бруска массой 300 г о горизонтальную поверхность равна 0, 06 Н.

Задача 2.

С какой силой давит на дно лифта груз массой 100 кг, если лифт:

А) поднимается вверх с ускорением 0,5 м/с²

УРОК №25

18.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА "СИЛА ТРЕНИЯ"

1. При соприкосновении двух движущихся тел возникает сила, направленная против движения и препятствующая движению - сила трения.

Сила трения - это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направлена против движения.

Сила трения - это сила электромагнитной природы.

Возникновение силы трения объясняется двумя причинами:

1) Шероховатостью поверхностей
2) Проявлением сил молекулярного взаимодействия.

Силы трения всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям и подразделяются на силы трения покоя, силы трения скольжения, силы трения качения.

Fтр = μ∙N,

где μ – коэффициент трения , N – сила реакции опоры.

ЗАДАНИЕ

Запишите конспект и выполните тест

Тестовая проверочная работа по теме «Силы в природе»

Вариант 1

1. Сила, под действием которой изменяется направление движения камня, брошенного горизонтально, называется…

А. Сила упругости.

Б. Сила тяжести.

В. Веса тела.

2. Найдите силу тяжести, действующая на коробу масса которой 2,5 кг?

А. = 5 Н.

Б. =25Н.

В. = 50 Н.

3. Вес тела 12 Н, найдите его массу…

А. = 120 кг.

Б. = 1,2 кг.

В. = 60 кг.

4. Сила, с которой планета притягивает к себе все тела находящиеся вблизи её поверхности называется...

А. силой упругости.

Б. силой трения.

В. силой тяжести.

5. Рабочий, массой 40 кг, несёт мешок массой 10 кг. Найдите с какой силой он действует на пол?

А. = 800 Н.

Б. = 500 Н.

В. =900Н.

6. Груз поднимается вверх краном с силой 1400 кН, сила тяжести, действующая на груз равна 1000 кН. Чему равна равнодействующуя этих сил.

А. 400 кН.

Б. 500 кН.

В. 300 кН.

7. Если к подошве ботинок прибить металлические набойки ,то сила трения подошв обуви о лед...

А. уменьшается.

Б. увеличивается.

В. не изменяется.

8. Воздушный шар массой 85 кг равномерно движется вниз. Найдите силу сопротивления воздуха.

А. = 85 Н.

Б. =850Н.

В. =8,5Н.

9. В цистерне пожарной машины находится холодная вода температурой 20 градусов цельсия. На сколько уменьшится сила тяжести машины, если она прольет 200 л воды?

А. = на 200 Н.

Б. = на 2 кН.

В. = на 20 кН.

10. Найдите жесткость пружины школьного динамометра, если под действием силы 4 Н она удлинилась на 8 см.

А. 50 Н/м.

Б. 0,5 Н/м.

В. 32 Н/м.

Вариант 2

1. Какая сила вызывает образование камнепадов, селей, сходов лавин в горах?

А. Сила тяжести.

Б. Сила трения.

В. Сила упругости.

2. Найдите силу тяжести, действующую на мешок соли массой 30 кг?

А. = 3 Н.

Б. = 300 Н.

В. =0,ЗН.

3. Груз, помещенный на весы действует на них с силой 500 Н. Найдите массу груза?

А. = 50 кг.

Б. = 4 кг.

В. = 5 кг.

4. Как называется сила между колесом движущегося автомобиля и дорогой?

А. силой упругости.

Б. силой тяжести.

В. Сила трения.

5. Атлет весом 400 Н поднял на руках штангу массой 100 кг. Найдите силу, с которой он действует на землю.

А. = 5000 Н.

Б. = 4000 Н.

В. = 3000 Н.

6. Два дизельных тягача тянут один прицеп в разные стороны с силой 300 кН каждый. Вычислите равнодействующую этих сил.

А. 600 кН.

Б. 0 кН.

В. 300 кН.

7. Зачем смазывают трущиеся поверхности

А. Чтобы увеличить трение.

В. Чтобы уменьшить трение.

8. Если к резиновому шнуру подвесить груз массой 400 г., то сила упругости, возникшая в пружине будет

А. =4Н.

Б. =0,4Н.

В. Равна нулю.

9. Если в автомобиль долить 0,01 м3 бензина, то на сколько увеличиться сила тяжести действующая на него ?

А. = 10 Н.

Б. = 8 Н.

В. = 80 Н.

10. На сколько сантиметров растянется пружина школьного динамометра жесткостью 200 Н/м под действием силы 20 Н?

А. 10 см.

Б. 20 см.

В. 2 см.

Оценка тестовой работы

Оценка «5» ставится за работу, выполненную полностью без ошибок и

недочётов.

Оценка «4» ставится за работу выполненную полностью, но при наличии в ней не более одной грубой и одной негрубой ошибки и одного недочёта, не более трёх недочётов.

Оценка «3» ставится, если ученик правильно выполнил не менее 2/3 всей работы или допустил не более одной грубой ошибки и.двух недочётов, не более одной грубой ошибки и одной негрубой ошибки, не более трех негрубых ошибок, одной негрубой ошибки и трех недочётов, при наличии 4 - 5 недочётов.

Оценка «2» ставится, если число ошибок и недочётов превысило норму для

оценки 3 или правильно выполнено менее 2/3 всей работы.

Оценка «1» ставится, если ученик совсем не выполнил ни одного задания.

УРОК № 24

18.10.2022г. ГРУППА 501 ФИЗИКА Тема урока « Сила упругости. Закон Гука»

1. Чтобы понять новую тему, вам необходимо ответить на вопросы:

1) Что называется весом тела? По какой формуле вычисляется вес покоящегося тела?

2) Чем отличается вес тела от силы тяжести? Показать на чертеже.

3) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вверх?

4) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вниз?

5) Груз помещен на платформе пружинных весов в кабине лифта.

Что покажут весы во время свободного падения лифта?

Заполните пропуски в тексте.

Гравитационные силы, или силы всемирного тяготения, действуют …. Закон всемирного тяготения гласит, что сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна …. и обратно пропорциональна… и записывается…. Коэффициент пропорциональности G называется …, он равен…, был измерен английским физиком …, с помощью прибора, называемого… Удивительное свойство гравитационных сил состоит в том, что они сообщают всем телам независимо от их массы одинаковое… Ускорение свободного падения, которое сообщает телам сила притяжения к Земле, равно… .При перемещении тела от полюса к экватору ускорение свободного падения…, что объясняется изменением расстояния от центра Земли до поверхности Земли. Первая космическая скорость искусственного спутника Земли равна….

Изучение нового материала.

1. Силы тяготения действуют между телами всегда. Не нужно заботиться о том, чтобы привести эти силы в действие, и никакими ухищрениями их нельзя уничтожить. Силы упругости в этом отношении совершенно не похожи на силы тяготения.

2. Давайте вспомним, что называется силой упругости? Какова природа силы упругости?

1)Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела.

2) она имеет электромагнитное происхождение;

3) всегда стремится восстановить первоначальную форму тела.

3.Подтвердим это на опытах.

Эксперимент 1.

Возьмите пружину и растяните ее руками, затем отпустите: пружина стремиться вернуться в положение равновесия.

Эксперимент 2.

Теперь сожмите пружину. После того как ее отпустите, она вернется в первоначальное положение.

- Благодаря какой силе пружина возвращается в первоначальное положение?

(Это происходит под действием силы упругости.)

- Скажите, какое условие необходимо, чтобы была сила упругости?

(Тело должно быть деформировано).

4. Что называется деформацией тела?

Определение: деформацией тела называется изменение формы или объема тела.

Твердые тела сохраняют свой объем и форму, так как при любой попытке их деформировать возникают силы упругости.

Жидкости форму не сохраняют. Вы можете перелить воду из графина в стакан, и это не вызовет появление сил упругости.

Попробуйте сжать жидкость хотя бы внутри велосипедного насоса или просто в бутылке. Сила упругости не замедлит сказаться.

Точно так же сила упругости возникают всегда при сжатии в насосе воздуха.

Вывод: силы упругости возникают всегда при попытке изменить объем или форму твердого тела, при изменении объема жидкости, а также при сжатии газа.

5. Деформация тела возникает лишь в том случае, когда различные части тела совершают различные перемещения. )

6. При малых деформациях тел связь силы упругости с величиной деформации проста. Она была открыта экспериментально английским физиком Робертом Гуком, современником Ньютона.

Упругой называется деформация, при которой тело восстанавливает свои первоначальные размеры и форму, как только прекращается действие силы, вызвавшей эту деформацию.

Закон Гука для упругой деформации растяжения нетрудно установить, наблюдая растяжение резинового шнура под действием приложенной к его концу силы.

гости от удлинения и, пользуясь им, сделайте вывод.

Закон Гука: При упругой деформации растяжения(сжатия) модуль силы упругости прямо пропорционален абсолютному значению изменения длины тела.

F = k ∆х

Коэффициент пропорциональности k называют коэффициентом упругости или жесткостью. Учитывая, что координата х и проекция силы упругости на ось ОХ имеют противоположные знаки, можно также записать:

F(упр)х= - k x.

Задаие

1) При каком условии появляются силы упругости?

2) Сформулируйте закон Гука.

3) Приведите примеры проявления силы упругости в быту.

4) При каких условиях выполняется закон Гука?

5) Разобрать задачу на стр. 100 учебника (записать в тетрадь)

УРОК №22

11.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА. «СИЛА ТЯЖЕСТИ. ВЕС. НЕВЕСОМОСТЬ»

Давайте повторим. Ответьте на вопросы (письменно)

1. Что такое сила?

2. Какой величиной является сила?.

3. От чего зависит результат действия силы на тело, 4. С какими видами сил вы познакомились?

5. Какой буквой обозначается сила?

6. Каким прибором измеряют силу?

7. Назовите единицы измерения силы

8. Что стремиться сделать сила упругости?

9. Продолжите предложение: «Сила тяжести – это…» 10. От какой величины зависит сила тяжести?

2. Вы увидите неоконченные предложения или пропуски предложения Вам предстоит окончить или вставить в них пропущенные лова.

При любом виде деформации возникает ...).

Сила упругости направлена).

Точка приложения силы упругости - это Соотношение между силой упругости Fупр пружины и ее удлинением, k: ... (формула) называют законом ...

Коэффициент пропорциональности k в законе Гука называется) пружины.

Жесткость тела зависит от:

Формы тела;

Размеров тела;

Материала, из которого изготовлено тело

Вопрос: Скажите, что мы измеряем в кабинете врача, встав на весы? Когда мы говорим, что худеем – что мы сбрасываем?

На этом уроке мы познакомимся с понятием веса в физике и убедимся, что он может зависеть от того, с каким ускорением двигается тело. С этим связаны понятия невесомости и перегрузки.

Вы уже знакомы с понятием силы тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности (или вблизи этой поверхности).

Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает все тела.

Сила тяжести

F = mg

F — сила тяжести [Н]

m — масса тела [кг]

g — ускорение свободного падения [м/с²]

На планете Земля g = 9,8 м/с², но подробнее об этом чуть позже. 😉

На первый взгляд сила тяжести очень похожа на вес тела. Действительно, в состоянии покоя на поверхности Земли формулы силы тяжести и веса идентичны. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, умноженной на ускорение свободного падения, разница состоит лишь в точке приложения силы.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.

Также важно понимать, что сила тяжести зависит исключительно от массы и планеты, на которой тело находится. А вес зависит еще и от ускорения, с которым движется тело или опора.

Например, в лифте вес зависит от того, куда и с каким ускорением двигаются его пассажиры. А силе тяжести все равно, куда и что движется — она не зависит от внешних факторов.

При движении вниз с ускорением свободного падения, вес тела обратится в ноль: Р = 0

Это явление называется невесомостью. И правда, при рывке лифта вниз, мы ощущаем некую легкость.

Так, космонавты, находящиеся на космической станции, испытывают состояние невесомости. Они, фактически находятся в свободном падении, но падают, как бы, вокруг Земли. Дело, конечно, в их орбитальной скорости, достаточной для того, чтобы находиться на околоземной орбите.

Приведем пару примеров. Допустим, вы поставите стакан с водой на поднос. Очевидно, что стакан будет действовать на поднос с силой: F_т = mg. Но, как вы знаете, если вы отпустите поднос, то и стакан, и поднос будут находиться в свободном падении.

При этом, стакан не будет оказывать никакого воздействия на поднос, то есть не будет обладать весом. Точно также, мотоциклист, едущий с постоянной скоростью, будет действовать на сиденье мотоцикла силой тяжести. Но после прыжка на трамплине, и мотоциклист, и мотоцикл будут находиться в свободном падении. Таким образом, вес мотоциклиста будет равен нулю, до тех пор, пока он не приземлится.

Примером перегрузки может быть выход пилота из пике.

На второй взгляд сила тяжести очень похожа на силу тяготения. В обоих случаях мы имеем дело с притяжением — значит, можем сказать, что это одно и то же. Практически.

Мы можем сказать, что это одно и то же, если речь идет о Земле и каком-то предмете, который к этой планете притягивается. Тогда мы можем даже приравнять эти силы и выразить формулу для ускорения свободного падения:

F = mg

F = G * (Mm/R²)

Приравниваем правые части:

mg = G * (Mm/R²)

Делим на массу левую и правую части:

g = G * (M/R²)

Это и будет формула ускорения свободного падения. Ускорение свободного падения для каждой планеты уникально.

Давайте сделаем вывод:

В чем различие между силой тяжести и весом тела:

- в точке приложения,

- вес может быть равен 0 (невесомость) и может быть больше вычисленного по формуле Р = mg (перегрузки),а сила тяжести НИКОГДА не может быть равна 0!

Задание 1 : Продолжите предложение

· Вес тела – это…

· Формула для веса – …

УРОК №21

11.10.2022г ГРУППА. 501. ФИЗИКА. ТЕМА. «Закон Всемирного тяготения.»

Закон всемирного тяготения не объясняет причин тяготения, а только устанавливает количественные закономерности.

Закон всемирного тяготения (И. Ньютон, 1667 г.): Тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:

F = G m₁∙ m₂/ r²

где F – сила тяготения, m₁ и m₂ – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между телами (центрами масс), G – гравитационная постоянная .G = F∙ r² / m₁∙ m₂

Закон справедлив для: 1) материальных точек; 2) однородных шаров и сфер; 3) концентрических тел.

Физический смысл гравитационной постоянной G: гравитационная постоянная G численно равна модулю силы тяготения, действующей между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга.

Гравитационная постоянная G очень мала, и гравитационное взаимодействие существенно только при больших массах взаимодействующих тел. Её численное значение определил путём эксперимента английский учёный Г. Кавендиш.

G = 6,6720∙ 10^-11 Н ∙м² /кг²

Внимание! Силы притяжения – центральные.

Сила тяжести – частный случай силы всемирного тяготения. Рассмотрим взаимодействие планеты и тела (по сравнению с планетой тело можно считать материальной точкой).

F = mg

Формулу закона всемирного тяготения можно записать так: mg = = G∙ m∙ M / r² , где m – масса тела, М – масса планеты, г –расстояние между телом и центром планеты, g – ускорение свободного падения. Тогда для ускорения свободного падения получаем: g = G∙ M / r². Если обозначить через R радиус планеты, а через h –расстояние до тела от поверхности планеты, то F = G∙ M∙m/( R +h)²

Сила тяжести и ускорение свободного падения направлены к центру масс планеты (перпендикулярно сферической поверхности планеты в данной точке).

Cила тяжести, как и другие силы имеет абсолютное значение, точку приложения (центр масс тела) и направление (всегда направлена вертикально вниз, перпендикулярно к горизонтальной поверхности).

Ускорение, сообщаемое телу силой тяжести (ускорение свободного падения), зависит от:

массы планеты;
радиуса планеты;
высоты над поверхностью планеты;
географической широты (на Земле на полюсах g ~ 9,83 м/с², на экваторе g ~ 9,79 м/с²);
наличия полезных ископаемых.

Внимание! Ускорение силы тяжести (свободного падения) не зависит от массы и других параметров тела!
Внимание! При решении задач ускорение силы тяжести (свободного падения) принимается равным 10 м/с².

При решении задач по физике часто используют понятие веса тела, т.е. силы, с которой тело действует на подставку или подвес вследствие притяжения Земли. Если тело в инерциальной системе отсчёта неподвижно или движется равномерно и прямолинейно, то его вес равен силе тяжести.

P = F_тяж. = mg

Запомните! Вес Р – это сила, поэтому её измеряют динамометром, но не весами!

При равноускоренном движении вверх или вниз с ускорением a вес тела изменяется на ma. При движении вниз вес уменьшается и равен Р = m(g-a), а при движении вверх вес увеличивается P = m (g + a). В случае свободного падения (a = g) тела находятся в состоянии невесомости, их вес равен нулю

(P = 0)

Задание:

1. Составить краткий конспект. Выпишите определения.

2. Решить задачи:

Задача 1

Расстояние между центрами двух шаров равно 1м, масса каждого шара 1 кг. Найти силу всемирного тяготения.

Задание2

К каким двум телам массами m₁ и m₂ на расстоянии друг от друга применим закон всемирного тяготения:

1) к любым телам при любых расстояниях между ними;

2) только к небесным телам при больших расстояниях между ними;

3) к любым телам с размерами, значительно меньшими расстояниями;

4) только к телам шарообразной формы.

УРОК № 20

07.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМ А «Третий закон Ньютона»

В природе не бывает так, чтобы только одно тело действовало на другое, а это- другое не действовало на первое. Установим. Как тела действуют друг на друга. Как бы мы не растягивали пружины сцепленных динамометров, их показания остаются одинаковыми. Следовательно, сила с которой первый динамометр действует на второй равна силе, с который второй динамометр действует на первый. Эти силы направлены вдоль одной прямой. Этот закон является 3-им законом механики выдающегося Ньютона. «Был этот мир глубокой тьмой окутан. Да будет свет! И вот явился Ньютон!».

Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «… оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом».

Я всегда видел дальше, чем другие, но это лишь потому, что я стоял на плечах Гигантов- И. Ньютон.

Пусть одно тело действует на второе тело. Тогда это второе тело будет в ответ действовать на первое.

Словами третий закона Ньютона можно сформулировать так:

Силы взаимного действия по модулю равны, а направлены противоположно. Они лежат на прямой, которая соединяет центры тел, действующих друг на друга.

Формула:

F_{1 2}= -F₂₁

F₁₂(H) – сила, с которой первое тело действует на второе тело.

F₂₁(H) – сила, с которой второе тело отвечает первому.

Пояснить формулу можно с помощью рисунка.

Рис. 1. Два шара притягиваются. Сила 12 принадлежит черному шару, а сила 21 – красному

Обратите внимание, что длины красного и черного векторов равны.

Не важно, перед каким из векторов находится знак «минус». Этот знак показывает, что векторы направлены в противоположные стороны. Поэтому, формулу третьего закона Ньютона можно записать и так:

-F₁₂= F₂₁

Примечания:

1. Если перед каким-либо вектором записан знак «минус», то этот вектор развернут в противоположную от выбранной нами сторону.

2. Между векторами находится знак равенства. Это значит, что длины векторов одинаковые (векторы по модулю равны).

|F₁₂→|=|F₂₁→|

РЕШИТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО

Тест по физике Законы Ньютона

1 вариант

1. Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. Движется ли это тело или находится в состоянии покоя?

А. Тело движется равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя
Б. Тело движется равномерно и прямолинейно
В. Тело находится в состоянии покоя

2. Как будет двигаться тело массой 5 кг под действием силы 10 Н?

А. Равномерно со скоростью 2 м/с
Б. Равноускоренно с ускорением 2 м/с²
В. Будет покоиться

3. На рисунке 17, а указаны направления векторов скорости и ускорения тела. Какой из векторов, изображенных на рисунке 17, б, указывает направление вектора равнодействующей всех сил, приложенных к телу?

4. На тело массой 1 кг действуют силы F₁ = 9 Н и F₂ = 12 Н, направленные на юг и запад соответственно. Чему равно ускорение тела?

А. 15 м/с²
Б. 30 м/с²
В. 5 м/с²

5. Ученик тянет за один крючок динамометр с силой 40 Н, другой крючок динамометра прикреплен к стене. Определите показания динамометра.

А. 80 Н
Б. 0
В. 40 Н

2 вариант

1. Равнодействующая всех сил, действующих на движущийся мяч относительно инерциальной системы отсчета, равна нулю. Какова траектория движения мяча?

А. Прямая
Б. Точка
В. Парабола

2. Как будет двигаться тело массой 2 кг под действием силы 2 Н?

А. Равномерно со скоростью 1 м/с
Б. Равноускоренно с ускорением 1 м/с²
В. Будет покоиться

3. На шар, движущийся со скоростью v, действует несколько сил. Их равнодействующая R изображена на рисунке 18, а. Укажите, какой из векторов, изображенных на рисунке 18, б, указывает направление вектора ускорения.

4. На тело массой 1 кг действуют силы F₁ = 8 Н и F₂ = 6 Н, направленные на север и восток соответственно. Чему равно ускорение тела?

А. 2 м/с²
Б. 5 м/с²
В. 10 м/с²

5. Два человека тянут веревку в противоположные стороны с силой 30 Н. Разорвется ли веревка, если она выдерживает нагрузку 40 Н?

А. Да
Б. Нет

УРОК №19

07.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА.

ТЕМА «РЕШЕНИЕ задач на законы НЬЮТОНА»

II закон Ньютона говорит о движении тела с ускорением.

Если на тело действует постоянная сила (или несколько сил), то тело движется с постоянным ускорением. Причем ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. Вектор ускорения сонаправлен с вектором равнодействующей сил.

При решении простых задач, где на тело действует только одна сила, можно применять формулу сразу. Если же на тело действует несколько сил, то нужно делать чертеж и геометрическим путем определять направление равнодействующей.

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Законы Ньютона с решениями».

Название величины	Обозначение	Единица измерения	Формула
*Масса*	m	кг	*m = F_x / a_x*
*Ускорение (проекция на ось х)*	*a_x*	м/с²
*Сила (проекция на ось х)*	*F_x*	Н	*F_x = m a_x*

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАД

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО:

1. Тело массой 2 кг приобретает под действием некоторой силы ускорение 2м/с². Какое ускорение приобретёт под действием этой

УРОК № 18

04.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА. «ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА»

Основные законы классической механики Исаак Ньютон (1642-1727) собрал и опубликовал в 1687 году. Три знаменитых закона были включены в труд, который

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона гласит:

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано.

Проще говоря, суть первого закона Ньютона можно сформулировать так: если мы на абсолютно ровной дороге толкнем тележку и представим, что можно пренебречь силами трения колес и сопротивления воздуха, то она будет катиться с одинаковой скоростью бесконечно долго.

Инерция – это способность тела сохранять скорость как по направлению, так и по величине, при отсутствии воздействий на тело. Первый закон Ньютона еще называют законом инерции.

До Ньютона закон инерции был сформулирован в менее четкой форме Галилео Галилеем. Инерцию ученый называл «неистребимо запечатленным движением». Закон инерции Галилея гласит: при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо движется равномерно. Огромная заслуга Ньютона в том, что он сумел объединить принцип относительности Галилея, собственные труды и работы других ученых в своих "Математических началах натуральной философии".

Понятно, что таких систем, где тележку толкнули, а она покатилась без действия внешних сил, на самом деле не бывает. На тела всегда действуют силы, причем скомпенсировать действие этих сил полностью практически невозможно.

Например, все на Земле находится в постоянном поле силы тяжести. Когда мы передвигаемся (не важно, ходим пешком, ездим на машине или велосипеде), нам нужно преодолевать множество сил: силу трения качения и силу трения скольжения, силу тяжести, силу Кориолиса.

Второй закон Ньютона Помните пример про тележку? В этот момент мы приложили к ней силу! Интуитивно понятно, что тележка покатится и вскоре остановится. Это значит, ее скорость изменится.

В реальном мире скорость тела чаще всего изменяется, а не остается постоянной. Другими словами, тело движется с ускорением. Если скорость нарастает или убывает равномерно, то говорят, что движение равноускоренное.

Если рояль падает с крыши дома вниз, то он движется равноускоренно под действием постоянного ускорения свободного падения g. Причем любой дугой предмет, выброшенный из окна на нашей планете, будет двигаться с тем же ускорением свободного падения.

Второй закон Ньютона устанавливает связь между массой, ускорением и силой, действующей на тело. Приведем формулировку второго закона Ньютона:

Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.

a =F / m из этой формулы вытекает: F = am

Если на тело действует сразу несколько сил, то в данную формулу подставляется равнодействующая всех сил, то есть их векторная сумма.

В такой формулировке второй закон Ньютона применим только для движения со скоростью, много меньшей, чем скорость света.

Пример задачи на законы Ньютона

Вот типичная задачка на применение законов Ньютона. В ее решении используются первый и второй законы Ньютона.

Десантник раскрыл парашют и опускается вниз с постоянной скоростью. Какова сила сопротивления воздуха? Масса десантника – 100 килограмм.

Решение:

Движение парашютиста – равномерное и прямолинейное, поэтому, по первому закону Ньютона, действие сил на него скомпенсировано.

На десантника действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Силы направлены в противоположные стороны.

По второму закону Ньютона, сила тяжести равна ускорению свободного падения, умноженному на массу десантника.

F =m g

Ответ: Сила сопротивления воздуха равна силе тяжести по модулю и противоположна направлена.

ЭТО ИНТЕРЕСНО!

Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни

На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.

Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.

Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.

Факт. Исаак Ньютон был очень скромным и застенчивым человеком. Он увековечил себя благодаря своим открытиям, однако сам никогда не стремился к славе и даже пытался ее избежать.
Миф. Существует легенда, согласно которой Ньютона осенило, когда на наго в саду упало яблоко. Это было время чумной эпидемии (1665-1667), и ученый был вынужден покинуть Кембридж, где постоянно трудился. Точно неизвестно, действительно ли падение яблока было таким роковым для науки событием, так как первые упоминания об этом появляются только в биографиях ученого уже после его смерти, а данные разных биографов расходятся.
Факт. Ньютон учился, а потом много работал в Кембридже. По долгу службы ему нужно было несколько часов в неделю вести занятия у студентов. Несмотря на признанные заслуги ученого, занятия Ньютона посещались плохо. Бывало, что на его лекции вообще никто не приходил. Скорее всего, это связано с тем, что ученый был полностью поглощен своими собственными исследованиями.
Миф. В 1689 году Ньютон был избран членом Кембриджского парламента. Согласно легенде, более чем за год заседания в парламенте вечно поглощенный своими мыслями ученый взял слово для выступления всего один раз. Он попросил закрыть окно, так как был сквозняк.
Факт. Неизвестно, как бы сложилась судьба ученого и всей современной науки, если бы он послушался матери и начал заниматься хозяйством на семейной ферме. Только благодаря уговорам учителей и своего дяди юный Исаак отправился учиться дальше вместо того, чтобы сажать свеклу, разбрасывать по полям навоз и по вечерам выпивать в местных пабах.

ЗАДАНИЕ НА ДОМ:

1. ЗАПИШИТЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ЗАКОНОВ НЬЮТОНА С ФОРМУЛАМИ

2.РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:

1.Тело массой 5 кг движется вертикально вверх с ускорением 2 м/с² . Определить модуль и направление равнодействующей силы.

2. Автомобиль массой 500 кг разгоняется с места равноускоренно и достигает скорости 20 м/с за10 с. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль равна

Дорогие друзья, помните - любую задачу можно решить! Если у вас возникли проблемы с решением задачи по физике, посмотрите на основные физические формулы. Возможно, ответ перед глазами, и его нужно просто рассмотреть

УРОК № 17

04.10.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ. СИЛА»

Взаимодействием тел называют действие одного тела на другое. Во взаимодействии участвуют два тела.

Например: ракетка ударяет по шарику, он начинает двигаться.

Футболист ногой ударил по мячу. Мяч приходит в движение

Сталкиваются две тележки, которые начинают двигаться в противоположные стороны.

Сосуд с водой. На поверхности воды лежит кусочек пробки с иглой. Поднесем магнит. Иголка с пробкой начинают двигаться в сторону магнита. Мальчик прыгает с лодки на берег. Лодка движется в противоположенную сторону.

Взаимодействие имеет результат

Тела приобретают скорость. (Футболист ногой ударил по мячу. Мяч приходит в движение).

Тела изменяют скорость по величине. (Движется шайба по льду с какой-то скоростью. Хоккеист ударяет по шайбе с большей силой, скорость увеличивается).

Тела изменяют скорость по направлению. (Спортсмен бросил мяч в стену. Ударившись о нее, он изменяет направление).

Типы фундаментальных взаимодействий.

Попытки классификации взаимодействий привели к идее выделения минимального набора фундаментальных взаимодействий, при помощи которых можно объяснить все наблюдаемые явления. По мере развития естествознания этот набор менялся. В настоящее время принят набор из четырех типов фундаментальных взаимодействий: гравитационные, электромагнитные, сильное и слабые ядерные. Все остальные, известные на сегодняшний день, могут быть сведены к суперпозиции перечисленных.
Гравитационные взаимодействия обусловлены наличием у тел массы и являются самыми слабыми из фундаментального набора. Они доминируют на расстояниях космических масштабов (в мега-мире).
Электромагнитные взаимодействия обусловлены специфическим свойством ряда элементарных частиц, называемым электрическим зарядом. Играют доминирующую роль в макромире и микромире вплоть на расстояниях, превосходящих характерные размеры атомных ядер.
Ядерные взаимодействия играют доминирующую роль в ядерных процессах и проявляются лишь на расстояниях, сравнимых с размером ядра, где классическое описание заведомо неприменимо.

В повседневной жизни мы постоянно встречаемся с различными видами воздействий одних тел на другие. Чтобы открыть дверь, нужно «подействовать» на нее рукой, от воздействия ноги мяч летит в ворота, даже присаживаясь на стул, вы действуете на него. В то же время, открывая дверь, мы ощущаем ее воздействие на нашу руку, действие мяча на ногу особенно ощутимо, если вы играете в футбол босиком, а действие стула не позволяет нам упасть на пол. То есть действие всегда является взаимодействием: если одно тело действует на другое, то и другое тело действует на первое.

Эти примеры подтверждают вывод ученых о том, что в природе мы всегда имеем дело с взаимодействием, а не с односторонним действием.

Жизненный опыт показывает, что скорость тела меняется только в результате действия на него другого тела.

Действие тел друг на друга называют взаимодействием.

Если человек, сидящий в лодке, отталкивает от себя другую лодку, то происходит взаимодействие. Обе лодки приходят в движение.

Величину, характеризующую взаимодействие тел, называют сила.

Сила — физическая величина, которая определяет меру воздействия дного тела на другое.

F - обозначение силы

Сила – векторная величина; она характеризуется:

модулем (абсолютной величиной);

направлением;

точкой приложения.

Измеряется сила при помощи прибора «динамометр».

Единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ) - Ньютон, обозначение [Н].

Если на тело одновременно действуют несколько сил (например,F1,F2 и F3) то под силой, действующей на тело, нужно понимать равнодействующую всех сил: F=F1+F2+F3

Принцип суперпозиции сил: если тело взаимодействует одновременно с несколькими телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других тел.

В басне Крылова "Лебедь, рак и щука" они не могли сдвинуть телегу, т.к. равнодействующая сил, приложенных к телеге была равна нулю.

Основные виды сил: сила тяжести, сила трения, сила упругости.

При соприкосновении двух движущихся тел возникает сила, направленная против движения и препятствующая движению - сила трения.

Сила трения - это сила электромагнитной природы.

Возникновение силы трения объясняется двумя причинами:

1) Шероховатостью поверхностей
2) Проявлением сил молекулярного взаимодействия.

Силы трения всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям и подразделяются на силы трения покоя, силы трения скольжения, силы трения качения.

.Сила упругости – сила, которая возникает при любом виде деформации тел и стремится вернуть тело в первоначальное состояние.

Сила упругости перпендикулярна поверхности взаимодействующих тел и направлена всегда против деформации.

Задание на дом:

Тест «Да – нет»

1. Сила – это векторная величина, которая характеризует механическое действие одного тела на другое и является мерой этого взаимодействия.

2. Сила – это скалярная величина

УРОК № 15-16

30.09.2022г. ГРУППА №501 ТЕМА:

"Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона"

В чём состоит главная задача механики?

Зачем введено понятие материальной точки?

Когда тело можно считать материальной точкой? Приведите пример.

Что такое система отсчета? Для чего она вводится?

Какие виды систем координат вы знаете?

Почему тело изменяет свою скорость?

Кинематика (греч. "кинематос" – движение) – это раздел физики, в котором рассматриваются различные виды движения тел без учета влияния сил, действующих на эти тела.

Кинематика отвечает на вопрос:

"Как описать движение тела?"

В ещё одном разделе механики - динамике - рассматривается взаимное действие тел друг на друга, которое является причиной изменения движения тел, т.е. их скоростей.

Если кинематика отвечает на вопрос: «как движется тело?», то динамика выясняет, почему именно так.

В основе динамики лежат три закона Ньютона.

Если неподвижно лежащее на земле тело начинает двигаться, то всегда можно обнаружить предмет, который толкает это тело, тянет или действует на него на расстоянии (например, если к железному шарику поднесем магнит).

Эксперимент 1

Возьмем любое тело (металлический шарик, кусок мела или ластик) в руки и разожмем пальцы: шарик упадет на пол.

-Какое тело подействовало на мел? (Земля.)

Эти примеры говорят о том, что изменение скорости тела всегда вызывается воздействием на данное тело каких-либо других тел. Если на тело не действуют другие тела, то скорость тела никогда не меняется, т.е. тело будет покоиться или двигаться с постоянной скоростью.

Этот факт совсем не является само собой разумеющимся. Понадобился гений Галилея и Ньютона, чтобы его осознать.

Начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля, на протяжении почти двадцати веков, все были убеждены: для поддержания постоянной скорости тела необходимо, чтобы что-то (или кто-то) действовало на него. Аристотель считал покой относительно Земли естественным состоянием тела, не требующим особой причины.

В действительности же свободное тело, т.е. тело, которое не взаимодействует с другими телами, может сохранять свою скорость постоянной сколь угодно долго или находиться в покое. Только действие со стороны других тел способно изменить его скорость. Если бы не было трения, то автомобиль при выключенном двигателе сохранял бы свою скорость постоянной.

Первый закон механики, или закон инерции, как его часто называют, был установлен еще Галилеем. Но строгую формулировку этого закона дал и включил его в число основных законов физики Ньютон. Закон инерции относится к самому простому случаю движения - движению тела, на которое не оказывают другие тела. Такие тела называют свободными телами.

Первый закон Ньютона формулируется так:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела.

Такие системы отсчета называют инерциальными (ИСО).

Кроме того, нельзя поставить ни одного опыта, который бы в чистом виде показал, как движется тело, если на него не действуют другие тела (Почему?). Но имеется один выход: надо поставить тело в условия, при которых влияние внешних воздействий можно делать все меньше и меньше, и наблюдать, к чему это ведет.

Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией.

Системы отсчёта, в которых не выполняется первый закон Ньютона, называются неинерциальными. В неинерциальных системах отсчёта основное положение механики о том, что ускорение тела вызывается действием на него других тел, не выполняется

Вопросы для закрепления:

1.В чем состоит явление инерции?

2.В чем состоит I закон Ньютона?

3. При каких условиях тело может двигаться прямолинейно и равномерно?

4. Какие системы отсчета используются в механике?

5.Гребцы, пытающиеся заставить лодку двигаться против течения, не могут с этим справиться, и лодка остается в покое относительно берега. Действие каких тел при этом компенсируется?

6.Яблоко, лежащее на столике равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета, в которых первый закон Ньютона: а) выполняется; б) нарушается. (В системе отсчета, связанной с Землей, первый закон Ньютона выполняется. В системе отсчета, связанной с вагонам, первый закон Ньютона не выполняется.)

7.Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется ли корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно? (Никаким.)

8.Может ли шайба, брошенная хоккеистом, двигаться равномерно по
льду?

9. При каком условии пароход, плывущий против течения, будет иметь постоянную скорость?

10. Может ли тело в одно и то же время в одной системе отсчета сохранять свою скорость, а в другой - изменять? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

11. Строго говоря, связанная с Землей система отсчета не является инерциальной. Обусловлено ли это: а) тяготением Земли; б) вращением Земли вокруг своей оси; в) движением Земли вокруг Солнца?

Используемая литература: учебник «ФИЗИКА-10» . Авторы: Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н. Сотский параграфы 18,20

УРОК № 14

20.09.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. Контрольная работа по теме «Кинематика»

Для того, чтобы решить эту контрольную работу, нужно вспомнить формулы равномерного прямолинейного, равноускоренного движений, свободного падения и движения тела по окружности. Кроме того, не забывать переводить обозначения величин в систему СИ.

Ребята! Если для кого-то эти задания будут трудными, решите тест.

1 вариант

A1. Какое тело, из перечисленных ниже, оставляет видимую траекторию?

1) Камень, падающий в горах
2) Мяч во время игры
3) Лыжник, прокладывающий новую трассу
4) Легкоатлет, совершающий прыжок в высоту

А2. Материальная точка, двигаясь прямолинейно, переместилась из точки с координатами (-2; 3) в точку с координатами (1; 7). Определите проекции вектора перемещения на оси координат.

1) 3 м; 4 м
2) -3 м; 4 м
3) 3 м; -4 м
4) -3 м; -4 м

А3. Во время подъема в гору скорость велосипедиста, двигающегося прямолинейно и равноускоренно, изменилась за 8 с от 5 м/с до 3 м/с. При этом ускорение велосипедиста было равно

1) -0,25 м/с²
2) 0,25 м/с²
3) -0,9 м/с²
4) 0,9 м/с²

А4. При прямолинейном равноускоренном движении с начальной скоростью, равной нулю, путь, пройденный телом за три секунды от начала движения, больше пути, пройденного за первую секунду, в

1) 2 раза
2) 3 раза
3) 4 раза
4) 9 раз

А5. На графике изображена зависимость проекции скорости тела, движущегося вдоль оси ОХ, от времени.

Какое перемещение совершило тело к моменту времени t = 5 с?

1) 2 м
2) 6 м
3) 8 м
4) 10 м

B1. Вагон шириной 2,4 м, движущийся со скоростью 15 м/с, был пробит пулей, летевшей перпендикулярно к направлению движения вагона. Смещение отверстий в стенах вагона относительно друг друга 6 см. Найдите скорость пули.

В2. Два шкива разного радиуса соединены ременной передачей и приведены во вращательное движение (см. рис.).

Как изменяются перечисленные в первом столбце физические величины при переходе от точки А к точке В, если ремень не проскальзывает?

Физические величины

А) линейная скорость
Б) период вращения
В) угловая скорость

Их изменение

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

C1. В течение 20 с ракета поднимается с постоянным ускорением 8 м/с², после чего двигатели ракеты выключаются. На какой максимальной высоте побывала ракета?

2 вариант

A1. Исследуется перемещение лошади и бабочки. Модель материальной точки может использоваться для описания движения

1) только лошади
2) только бабочки
3) и лошади, и бабочки
4) ни лошади, ни бабочки

А2. В трубопроводе с площадью поперечного сечения 100 см² нефть движется со скоростью 1 м/с. Какой объем нефти проходит по трубопроводу в течение 10 мин?

1) 0,1 м³
2) 0,6 м³
3) 6 м³
4) 60 м³

А3. Автомобиль движется по шоссе с постоянной скоростью и начинает разгоняться. Проекция ускорения на ось, направленную по вектору начальной скорости автомобиля

1) отрицательна
2) положительна
3) равна нулю
4) может быть любой по знаку

А4. Каретка спускается по наклонной плоскости, длиной 15 см в течение 0,26 с. Определите ускорение каретки, если движение начинается из состояния покоя.

1) 1,7 м/с²
2) 2,2 м/с²
3) 4,4 м/с²
4) 6,2 м/с²

А5. На рисунке представлен график зависимости пути s велосипедиста от времени t. В каком интервале времени велосипедист не двигался?

1) От 0 с до 1 с
2) От 1 с до 3 с
3) От 3 с до 5 с
4) От 5 с и далее

B1. На пути 60 м скорость тела уменьшилась в три раза за 20 с. Определите скорость тела в конце пути, считая ускорение постоянным.

B2. На поверхность диска с центром в точке О нанесли две точки А и В (причем ОВ = ВА), и привели диск во вращение с постоянной линейной скоростью (см. рис.).

Как изменятся перечисленные в первом столбце физические величины при переходе от точки А к точке В?

Физические величины

А) угловая скорость
Б) период обращения по окружности
В) центростремительное ускорение

Их изменения

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

C1. Аэростат поднимается с Земли с ускорением 2 м/с² вертикально вверх без начальной скорости. Через 20 с после начала движения из него выпал предмет. Определите, на какой наибольшей высоте относительно Земли побывал предмет.

ТЕСТ

Вопрос № 1
Материальная точка-это тело, размерами которого . . .

в данных условиях можно пренебречь
нельзя пренебречь
нет правильного ответа

Вопрос № 2
Длина траектории – это …

путь
перемещение
траектория

Вопрос № 3
Линия, вдоль которой движется тело, называется . . .

перемещением
путем
траекторией

Вопрос № 4
В каких единицах выражается угловая скорость?

рад/с
м/с
м/с2

Вопрос № 5
Вид механического движения, когда все точки тела движутся одинаково:

колебательное
вращательное
поступательное

Вопрос № 6
Вертолет равномерно поднимается вертикально вверх. Какова траектория движения точки на конце лопасти винта вертолета в системе отсчета, связанной с корпусом вертолета?

окружность
винтовая линия
прямая

Вопрос № 7
Какая единица времени принята основной в Международной системе СИ?

1 с
1 мин
1 год
1 ч

Вопрос № 8
Искусственный спутник обращается вокруг Земли по круговой орбите радиусом R с периодом обращения 1 сут. Каковы путь и перемещение спутника за 1 сут?

путь и перемещение одинаковы и равны 0
путь и перемещение одинаковы и равны 2пR
путь 2пR, перемещение 0

Вопрос № 9
Автомобиль начинает прямолинейное равноускоренное движение из состояния покоя. Какой путь пройдет автомобиль за 1 минуту при движении с ускорением 2 м/с2?

1м
120м
1800м
3600м

УРОК № 13

20.09.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА. «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ»

Задача этого урока - научиться решать задачи по теме "Кинематика". Для этого вам нужно повторить темы: равномерное прямолинейное движение, равноускоренное движение, свободное падение, движение тела по окружности. Кроме того, я вам предлагаю:

.В дополнение к стандартным рекомендациям по решению задач (краткая запись условия, чертеж, запись заданных и табличных величин в СИ и т.п.) предлагаю следующую схему решения задач данного раздела.

1.Классифицируем задачу (убеждаемся в том, что задача относится к разделу “Кинематика материальной точки”).

2.Классифицируем движение (прямолинейное равномерное, криволинейное с переменным ускорением и т.п.).

3.Выбираем способ описания движения (естественный или координатный).

4.Записываем условие задачи (по условию задачи составляем уравнение или систему уравнений – кинематические уравнения движения точки или несколько точек). Помимо уравнений движения часто в условии задачи (текстовом) содержится дополнительная информация. Для успешного решения задачи эта информация должна быть использована. Ее можно записать или как отдельные соотношения (уравнения), или же сразу вносить в основные кинематические уравнения движения.

5. Решаем полученное уравнение или систему уравнений - это уже математика, зачастую элементарная.

Задача 1.Между двумя пунктами, расположенными на реке на расстоянии s = 100 км один от другого, курсирует катер, который, идя по течению, проходит это расстояние за время t₁ = 4 ч, а против течения, — за время t₂ = 10 ч. Определить скорость течения реки u и скорость катера v относительно воды.

Решение:

Выразив расстояние s дважды, — для катера, идущего по течению, и катера, идущего против течения, — получим систему уравнений:

Решив эту систему, получим v = 17,5 км/ч, u = 7,5 км/ч

Задача №2. Автомобиль с первоначальной 90 км/ч и ускорением а_х= -0,1 м/с² движется в течение 1 мин. Определить расстояние, которое прошёл автомобиль?

3. Танк движется со скоростью 72 км/ч. С какой скоростью движутся относительно Земли: а) верхняя часть гусеницы; б) нижняя часть гусеницы; в) точка гусеницы, которая в данный момент движется вертикально по отношению к танку?

Ответ:

а) 40 м/с; б) 0 м/с; в) ≈28,2 м/с.

Решение:

Пусть v - скорость скорость танка относительно Земли. Тогда скорость любой точки гусеницы относительно танка также равна v. Скорость любой точки гусеницы относительно Земли есть сумма векторов скорости танка относительно Земли и скорости точки гусеницы относительно танка. Тогда для случая а) скорость будет равна 2v, для б) 0, а для в) v.

Задача 4. По графику зависим ости скорости от времени определить : начальную и конечную скорости движения, время, за которое тело остановилось, ускорение движения, скорость в момент торможения.

Задача 5. Автомобиль проехал первую половину пути со скоростью v₁ = 40 км/ч, вторую — со скоростью v₂ = 60 км/ч. Найти среднюю скорость на всем пройденном пути.

2. Автомобиль проехал половину пути со скоростью v₁ = 60 км/ч, оставшуюся часть пути он половину времени шел со скоростью v₂ = 15 км/ч, а последний участок — со скоростью v₃ = 45 км/ч. Найти среднюю скорость автомобиля на всем пути.

Ответ и решение

Ответ:

1. v_ср=48 км/ч; 2. v_ср=40 км/ч.

Решение:

1. Пусть s - весь путь, t - время, затраченное на преодоление всего пути. Тогда средняя скорости на всем пути равна s/t. Время t состоит из суммы промежутков времени, затраченных на преодоление 1-й и 2-й половин пути:

Подставив это время в выражение для средней скорости, получим:

2. Решение этой задачи можно свести к решению (1.), если сначала определить среднюю скорость на второй половине пути. Обозначим эту скорость v_ср2, тогда можно записать

где t₂ - время, затраченное на преодоление 2-й половины пути. Путь, пройденный за это время, состоит из пути, пройденного со скоростью v₂, и пути, пройденного со скоростью v₃:

Подставив это в выражение для v_ср2, получим:

Далее, подставив это значение в (1) вместо v₂, получим:

5. Индеец выпускает стрелу из лука вертикально вверх с начальной скоростью 25 метров в секунду. За какое время стрела окажется в наивысшей точке и какой максимальной высоты она достигнет стрела?

Решение

Сначала запишем формулу из кинематики для скорости. Как известно, в наивысшей точке траектории скорость стрелы равна нулю:

Теперь запишем закон движения для вертикальной оси, направленной вертикально вверх.

Ответ: 2,5 секунды, 46 метров.

Решить самостоятельно:

1. Автомобиль начальная скорость которого составляет 90 км/ч в течение 1 минуты замедляет движение. Определите перемещение которое он пройдёт.

2. Тело начинает движение из состояния покоя с ускорением мс

, какую скорость оно приобретет через 10 секунд

3. За какое время мотоциклист, двигаясь с ускорением a = 0,5 м/с²

увеличит свою скорость с 12 до 28 м/с ?

УРОК 12

16.09.20220г. ГРУППА 501 ФИЗИКА. ТЕМА «Равномерное движение тела по окружности»

1. Движением тела по окружности называют движение, траекторией которого является окружность. По окружности движутся, например, конец стрелки часов, точки лопасти вращающейся турбины, вращающегося вала двигателя и др.

При движении по окружности направление скорости непрерывно изменяется. При этом модуль скорости тела может изменяться, а может оставаться неизменным. Движение, при котором изменяется только направление скорости, а её модуль сохраняется постоянным, называется равномерным движением тела по окружности. Под телом в данном случае имеют в виду материальную точку.

2. Движение тела по окружности характеризуется определёнными величинами. К ним относятся, прежде всего, период и частота обращения. Период обращения тела по окружности T — время, в течение которого тело совершает один полный оборот. Единица периода — [T] = 1 с.

Частота обращения (n) — число полных оборотов тела за одну секунду: n=N/t. Единица частоты обращения — [n] = 1 с^-1 = 1 Гц (герц). Один герц — это такая частота, при которой тело совершает один оборот за одну секунду.

Связь между частотой и периодом обращения выражается формулой: n=1/T.

Пусть некоторое тело, движущееся по окружности, за время tпереместилось из точки А в точку В. Радиус, соединяющий центр окружности с точкой А, называют радиусом-вектором. При перемещении тела из точки А в точку В радиус-вектор повернётся на угол φ.

Быстроту обращения тела характеризуют угловая и линейная скорости.

Угловая скорость ω — физическая величина, равная отношению угла поворота φ радиуса-вектора к промежутку времени, за которое этот поворот произошел: ω=φ/t. Единица угловой скорости — радиан в секунду, т.е. [ω] = 1 рад/с. За время, равное периоду обращения, угол поворота радиуса-вектора равен 2π. Поэтому ω=2π/T.

Линейная скорость тела v — скорость, с которой тело движется вдоль траектории. Линейная скорость при равномерном движении по окружности постоянна по модулю, меняется по направлению и направлена по касательной к траектории.

Линейная скорость равна отношению пути, пройденному телом вдоль траектории, ко времени, за которое этот путь пройден: v⃗ =l/t. За один оборот точка проходит путь, равный длине окружности. Поэтому v⃗ =2πR/T. Связь между линейной и угловой скоростью выражается формулой: v=ωR.

Из этого равенства следует, что чем дальше от центра окружности расположена точка вращающегося тела, тем больше её линейная скорость.

4. Ускорение тела равно отношению изменения его скорости ко времени, за которое оно произошло. При движении тела по окружности изменяется направление скорости, следовательно, разность скоростей не равна нулю, т.е. тело движется с ускорением.

Оно определяется по формуле: a⃗ =Δv⃗/ t и направлено так же, как вектор изменения скорости. Это ускорение называется центростремительным ускорением.

Центростремительное ускорение при равномерном движении тела по окружности — физическая величина, равная отношению квадрата линейной скорости к радиусу окружности: a= ύ ² ∙ R. Так какv=ωR, то a=ω² R.

При движении тела по окружности его центростремительное ускорение постоянно по модулю и направлено к центру окружности.

Задание. Выполнить тест.

1. При равномерном движении тела по окружности

1) изменяется только модуль его скорости
2) изменяется только направление его скорости
3) изменяются и модуль, и направление его скорости
4) не изменяется ни модуль, ни направление его скорости

2. Линейная скорость точки 1, находящейся на расстоянии R₁ от центра вращающегося колеса, равна v₁. Чему равна скорость v₂ точки 2, находящейся от центра на расстоянии R₂=4R₁?

1) v2=v1
2) v2=2v1
3) v2=0,25v1
4) v2=4v1

3. Период обращения точки по окружности можно вычислить по формуле:

1) T=2πRv
2) T=2πR/v
3) T=2πv
4) T=2π/v

4. Угловая скорость вращения колеса автомобиля вычисляется по формуле:

1) ω=ḁ²R
2) ω=vR ²
3) ω=vR
4) ω=v/R

5. Угловая скорость вращения колеса велосипеда увеличилась в 2 раза. Как изменилась линейная скорость точек обода колеса?

1) увеличилась в 2 раза
2) уменьшилась в 2 раза
3) увеличилась в 4 раза
4) не изменилась

6. Линейная скорость точек лопасти винта вертолёта уменьшилась в 4 раза. Как изменилось их центростремительное ускорение?

1) не изменилось
2) уменьшилось в 16 раз
3) уменьшилось в 4 раза
4) уменьшилось в 2 раза

7. Радиус движения тела по окружности увеличили в 3 раза, не меняя его линейную скорость. Как изменилось центростремительное ускорение тела?

1) увеличилось в 9 раз
2) уменьшилось в 9 раз
3) уменьшилось в 3 раза
4) увеличилось в 3 раза

8. Чему равен период обращения коленчатого вала двигателя, если за 3 мин он совершил 600 000 оборотов?

1) 200 000 с
2) 3300 с
3) 3·10^-4 с
4) 5·10^-6 с

9. Чему равна частота вращения точки обода колеса, если период обращения составляет 0,05 с?

1) 0,05 Гц
2) 2 Гц
3) 20 Гц
4) 200 Гц

10. Линейная скорость точки обода велосипедного колеса радиусом 35 см равна 5 м/с. Чему равен период обращения колеса?

1) 14 с
2) 7 с
3) 0,07 с
4) 0,44 с

11. Установите соответствие между физическими величинами в левом столбце и формулами для их вычисления в правом столбце. В таблице под номером физической
величины левого столбца запишите соответствующий номер выбранной вами формулы из правого столбца.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) линейная скорость
Б) угловая скорость
В) частота обращения

ФОРМУЛА
1) 1/T
2) v2/R
3) v/R
4) ωR
5) 1/n

УРОК 11

16.09.2022г ГРУППА\501. ФИЗИКА. ТЕМА «СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ»

Одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ускорением - свободное падение тел.

Свободное падение - это движение тел только лишь под действием притяжения Земли ( под действием силы тяжести).

При падении тела на Землю из состояния покоя его скорость увеличивается. Земля сообщает телам ускорение, которое направлено вниз вертикально.

Долгое время считалось, что Земля сообщает разным телам различное ускорение. И опыт вроде бы говорит о том же. (Сравните падение листа бумаги, скомканного листа бумаги, птичьего пера и камня.) Камень падает быстрее. Так считал Аристотель: чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. И только Галилею впервые удалось опытным путем доказать, что это не так. Важно учитывать сопротивление воздуха, именно оно искажает картину. Галилей установил, что свободное падение является равноускоренным движением. Он догадался, что можно как бы «замедлить» свободное падение, изучая движение шаров по наклонному желобу. При этом он получил формулу. Галилей обнаружил, что шары одинакового диаметра, но изготовленные разного материала движутся по желобу с одинаковым ускорением.

Итак, ускорение свободно падающих тел не зависит от их массы. Для проверки этой гипотезы Галилей по преданию наблюдал падение со знаменитой Пизанской башни различных тел: пушечного ядра и мушкетной пули. Все тела достигали поверхности практически одновременно. Впоследствии были созданы вакуумные насосы, которые позволили осуществить в откачанных трубках действительно свободное падение тел.

Эксперимент 1

Трубка Ньютона: В стеклянной трубке помещается дробинка, кусочек пробки, пушинка и т.д. Если перевернуть трубку, то быстрее всего упадет дробинка, медленнее - пушинка. Если же выкачать из трубки воздух, то пушинка будет падать, не отставая от дробинки. - Почему во втором случае все тела падают одновременно? (Движение пушинки задерживалось сопротивлением воздуха, которое в меньшей степени сказывалось на движении дробинки.)

При свободном падении все тела вблизи поверхности Земли независимо от их массы приобретают одинаковое ускорение, называемое ускорением свободного падения.
Условное обозначение ускорения свободного падения - g.

На поверхности Земли ускорение свободного падения (g) меняется в пределах от 9,78 м/с2 на экваторе до 9,83 м/с2 на полюсе. При решении многих задач можно принимать g вблизи поверхности Земли равным 9,8 м/с2 или даже более грубо 10 м/с2. При падении тел в воздухе на их движение влияет сопротивление воздуха. Поэтому ускорение тел в этом случае уже не равно g. При больших скоростях сопротивление воздуха существенно и его влиянием нельзя пренебречь.

Ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли и приблизительно равно : g = 9,81м/с2.

Таким образом, в условиях Земли падение тел считается условно свободным, т.к. при падении тела в воздушной среде всегда возникает еще и сила сопротивления воздуха.

Идеальное свободное падение возможно лишь в вакууме, где нет силы сопротивления воздуха, и независимо от массы, плотности и формы все тела падают одинаково быстро, т. е. в любой момент времени тела имеют одинаковые мгновенные скорости и ускорения.

Движение тела по вертикали вниз

Движение тела по вертикали вверх

Составим таблицу

Равноускоренное движение

Свободное падение тел

Движение тела, брошенного вверх

υ= υ ₀ + α t

υ= υ ₀ + g t

υ= υ ₀ - g t

υ _х= υ _0х + α х t

υ _у= υ _{0 у}+ g _у t

υ _у = υ _{0 у} - g _у t

S= υ ₀ t+ α t²/2

h= υ ₀t + gt²/2

S _х= υ ₀_х t+ α _хt²/2

h= υ ₀_уt + g _уt²/2

h=υ _0уt - g _уt²/2

х=х₀ +υ _{0 х} t+ α _хt²/2

У= У₀+ υ _0уt + g _уt²/2

У₀=0

Вблизи поверхности Земли величина силы тяжести считается постоянной, поэтому свободное падение тела - это движение тела под действием постоянной силы. Следовательно, свободное падение - это равноускоренное движение.
Вектор силы тяжести и создаваемого ею ускорения свободного падения направлены всегда одинаково.

Все формулы для равноускоренного движения применимы для свободного падения тел. Величина скорости при свободном падении тела в любой момент врем

перемещение тела:

В этом случае вместо ускорения а, в формулы для равноускоренного движения вводится ускорение свободного падения g=9,8м/с2.

При идеальном свободном падении тело возвращается на Землю со скоростью, величина которой равна модулю начальной скорости.

Время падения тела равно времени движения вверх от момента броска до полной остановки в наивысшей точке полета.

ЗАДАНИЕ:

1. Ответьте на вопросы:

- Что называется свободным падением тел? При каких условиях падение тел можно считать свободным?

- Каким видом движения является свободное падение тел?

- Зависит ли ускорение свободного падения тел от массы?

- Как изменится ускорение падающего тела, если толкнем тело вниз, сообщив ему начальную скорость?

- Напишите формулы, описывающие свободное падение тел.

- С каким ускорением движется тело, брошенное вверх? Чему равно и как направлено это ускорение?

- Чем объясняется то, что все тела, независимо от их массы, движутся как при падении, так и при движении тела, брошенного вертикально вверх, с одинаковым ускорением?

- Учитывается ли сопротивление воздуха в полученных выше формулах, описывающих свободное падение и движение тела, брошенного вертикально вверх?

- Напишите формулы, описывающие движение тела, брошенного вертикально вверх.

2.Решите задачи

Задача 1 Тело падает с высоты 57,5 м. Сколько времени падает тело и какова его скорость при ударе о землю?

Задача 2 Стрела выпущена из лука вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с. На какую максимальную высоту поднимется стрела?

Задача 3 Тело свободно падает с высоты 20 м над землей. Какова скорость тела в момент удара о землю? На какой высоте его скорость вдвое меньше?

3. Поразмыслите:

1)Как можно с помощью пустой консервной банки и секундомера измерить высоту дома?
2)Сколько времени падало тело свободно, если в момент падения его скорость равна 50м/с?
3)Тело упало с высоты 245м .Какой путь оно прошло в последнюю секунду падения?
4)Брошенный вертикально вверх камень достиг верхней точки на высоте 20м.
а)С какой начальной скоростью он был брошен?
б)Сколько времени камень был в полёте?
5)С какой высоты упало тело, если в последнюю секунду падения прошло 50м?
6)На какой высоте скорость тела, брошенного вертикально вверх со скоростью U0, уменьшится в 5 раз?

УРОК №9

13.09,2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА «УСКОРЕНИЕ. РАВНОУСКОРЕННОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ»

1. Реальное механическое движение — это движение с изменяющейся скоростью. Движение, скорость которого стечением времени изменяется, называют неравномерным движением.

. Одним из видов неравномерного движения является равноускоренное движение. Равноускоренным движением называют движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одно и то же значение

Ускорение – физическая величина, показывающая быстроту изменения скорости. Ускорение равно отношению изменения скорости за промежуток времени к величине этого промежутка

Ускорение – векторная величина, оно имеет направление.

Если вектор ускорения направлен в ту же сторону, что и выбранная нами ось координат, то говорят, что проекция ускорения на ось положительная. Если же ускорение и выбранная ось направлены в разные стороны, то проекция ускорения отрицательная. Рис.1. Определение знаков проекций скорости и ускорения

Если ускорение и скорость тела направлены в одну сторону, то модуль скорости тела увеличивается, оно разгоняется.

Если ускорение и скорость тела направлены в разные стороны, то модуль скорости тела уменьшается, тело тормозит.

Ускорение в системе СИ измеряется в м/с² (метрах, деленных на секунду в квадрате).

Пример. Пусть материальная точка движется вдоль оси ОХ со ускорением a = 2 м/с². Это означает, что за любую секунду движения скорость тела изменяется на 2 м/с.

Равноускоренное прямолинейное движение — движение, при котором ускорение тела остается постоянным (a = const), а скорость за равные промежутки времени изменяется на одинаковую величину.

Так как ускорение при данном виде движения остается неизменным, то скорость является линейной функцией и вычисляется по формуле:

Перемещение можно рассчитать, применяя следующие формулы:

Обратим внимание, что вторую формулу удобно использовать в задачах, где не дано время движения.

Для прямолинейного равноускоренного движения закон движения выглядит

где x – координата тела в момент времени t, x₀– начальная координата тела, S – перемещение тела, υ₀ – начальная скорость тела, а – ускорение тела.

В записанных уравнениях постановка знаков ± связана со знаками проекций величин скорости, ускорения и перемещения.

Рассмотрим основные графики величин для равноускоренного прямолинейного движения.

Так как модуль ускорения при равноускоренном движении со временем не изменяется, то его график будет представлен в виде прямой линии, параллельной оси времени.

Рис.2.

Графики ускорения при равноускоренном прямолинейном движении

На левом рисунке проекция ускорения на ось ОХ, вдоль которой движется тело, положительная. Поэтому график ускорения лежит выше горизонтальной оси t. На правом рисунке ускорение направлено против оси ОХ, его проекция отрицательная. График лежит ниже оси t.

Так как величина скорости тела при данном виде движения рассчитывается по формуле

то ее график будет выглядеть как линейная функция (прямая, расположенная под углом к оси t, исходящая из точки начальной скорости).

Рис.3.
Графики скорости при равноускоренном прямолинейном движении

На графике слева проекция скорости положительная (υ>0), проекция ускорения тоже положительная (a>0), т.к. скорость тела возрастает со временем. График лежит выше оси t.

На графике справа тело перемещается в направлении, обратном направлению оси ОХ, поэтому проекция скорости отрицательна. Проекция ускорения тоже отрицательна (a <0), график лежит ниже оси t, тело разгоняется в направлении, противоположном оси ОХ.

График перемещения тела представляет собой ветвь параболы, исходящей из начала координат. Такой вид графика образуется из того, что формула перемещения при данном виде движения является квадратным уравнением, зависящем от t.

Рис.4. Графики перемещения при равноускоренном прямолинейном движении Если ветвь параболы направлена вверх на графике, значит ускорение на этом участке сонаправлено с осью ОХ. Если ветвь параболы направлена вниз, то ускорение направлено против оси ОХ.

График координаты тела представляет собой график перемещения.

Рис.5. График координаты при равноускоренном прямолинейном движении

ЗАДАНИНЕ

1.Сделать конспект, выписав определения, формулы.

УРОК №7

13.09.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. «Равномерное прямолинейное движение. Графики»

1. Равномерное прямолинейное движение — движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Слова «любые равные» означают, что за каждый час, за каждую минуту, за каждые 30 минут, за каждую секунду, за каждую долю секунды тело совершает одинаковые перемещения.

Равномерное движение — идеализация, поскольку практически невозможно создать такие условия, чтобы движение тела было равномерным в течение достаточно большого промежутка времени. Реальное движение может лишь приближаться к равномерному движению с той или иной степенью точности.

2. Изменение положения тела в пространстве при равномерном движении может происходить с разной быстротой. Это свойство движения — его «быстрота» характеризуется физической величиной, называемой скоростью.

Скоростью равномерного прямолинейного движения называют векторную физическую величину, равную отношению перемещения ко времени, за которое это перемещение произошло.

Если за время t тело совершило перемещение s⃗ , то скорость его движения v⃗ равна v⃗ =s⃗ t.

Единица скорости: [v]=[s][t]; [v]=1м1с=1мс. За единицу скорости принимается 1 м/с — скорость такого равномерного движения, при котором тело за 1 с совершает перемещение 1 м.

Зная скорость равномерного движения, можно найти перемещение за любой промежуток времени: s⃗ =v⃗ t. Вектор скорости и вектор перемещения направлены в одну сторону — в сторону движения тела.

3. Поскольку основной задачей механики является определение в любой момент времени положения тела, т.е. его координаты, необходимо записать уравнение зависимости координаты тела от времени при равномерном движении.

Пусть s⃗ — перемещение тела (рис. 11). Направим координатную ось ОХ по направлению перемещения. Найдем проекцию перемещения на координатную ось ОХ. На рисунке x0 — координата начальной точки перемещения, x — координата конечной точки перемещения. Проекция перемещения равна разности координат конечной и начальной точек: s⃗ x=x−x0. С другой стороны, проекция перемещения равна проекции скорости, умноженной на время, т.е. s⃗ x=v⃗ xt. Откуда x−x0=v _хt или x=x0+vxt. Если начальная координата x0 = 0, то x=v_х t.

Полученная формула позволяет определить координату тела при равномерном движении в любой момент времени, если известны начальная координата и проекция скорости движения.

Проекция скорости может быть как положительной, так и отрицательной. Проекция скорости положительна, если направление движения совпадает с положительным направлением оси ОХ (рис. 12). В этом случае x>x0. Проекция скорости отрицательна, если тело движется против положительного направления оси ОХ (рис. 12). В этом случае x<x0.

4. Зависимость координаты от времени можно представить графически.

Предположим, что тело движется из начала координат вдоль положительного направления оси ОХ с постоянной скоростью. Проекция скорости на ось ОХ равна 4 м/с. Уравнение движения в этом случае имеет вид: x = 4 м/с ·t. Зависимость координаты от времени — линейная. Графиком такой зависимости является прямая линия, проходящая через начало координат (рис. 13).

Для того чтобы её построить, необходимо иметь две точки: одна из них t = 0 и x = 0, а другая t = 1 с, x = 4 м. На рисунке приведён график зависимости координаты от времени, соответствующий данному уравнению движения.

Если в начальный момент времени координата тела x0 = 2 м, а проекция его скорости vx = 4 м/с, то уравнение движения имеет вид: x = 2 м + 4 м/с · t. Это тоже линейная зависимость координаты от скорости, и её графиком является прямая линия, проходящая через точку, для которой t = 0, x = 2 м).

В том случае, если проекция скорости отрицательна, уравнение движения имеет вид: x = 2 м – 4 м/с · t. График зависимости координаты такого движения от времени представлен на рисунке 15

Таким образом, движение тела может быть описано аналитически, т.е. с помощью уравнения движения (уравнения зависимости координаты тела от времени), и графически, т.е. с помощью графика зависимости координаты тела от времени.

График зависимости проекции скорости равномерного прямолинейного движения от времени представлен на рисунке 16.

5. Ниже приведён пример решения основной задачи кинематики — определения положения тела в некоторый момент времени.

Задача. Два автомобиля движутся навстречу друг другу равномерно и прямолинейно: один со скоростью 15 м/с, другой — со скоростью 12 м/с. Определите время и место встречи автомобилей, если в начальный момент времени расстояние между ними равно 270 м.

При решении задачи целесообразно придерживаться следующей последовательности действий:

1. Кратко записать условие задачи.

2. Проанализировать ситуацию, описанную в условии задачи:
— выяснить, можно ли принять движущиеся тела за материальные точки;
— сделать рисунок, изобразив на нём векторы скорости;
— выбрать систему отсчёта — тело отсчёта, направления координатных осей, начало отсчёта координат, начало отсчёта времени; записать начальные условия (значения координат в начальный момент времени) для каждого тела.

3. Записать в общем виде уравнение движения в векторной форме и для проекций на координатные оси.

4. Записать уравнение движения для каждого тела с учётом начальных условий и знаков проекций скорости.

5. Решить задачу в общем виде.

6. Подставить в формулу значения величин и выполнить вычисления.

7. Проанализировать ответ.

Применим эту последовательность действий к приведённой выше задаче.

Дано: v1 = 15 м/с v2 = 12 м/с l = 270 м. Найти: t – ? x – ?

Автомобили можно считать материальными точками, поскольку расстояние между ними много больше их размеров и размерами автомобилей можно пренебречь. Система отсчёта связана с Землёй, ось Ox направлена в сторону движения первого тела, начало отсчёта координаты — т. O — положение первого тела в начальный момент времени.

Начальные условия: t = 0; x01 = 0; x02 = 270.

Уравнение в общем виде: s⃗ =v⃗ t; x=x0+vxt.

Уравнения для каждого тела с учётом начальных условий: x1=v1t; x2=l−v2t. В месте встречи тел x1=x2; следовательно: v1t=l−v2t. Откуда t=lv1+v2⋅t. Подставив значение времени в уравнение для координаты первого автомобиля, получим значение координаты места встречи автомобилей: x = 150 м.

ЗАДАНИЕ

1. Сделать конспект прочитанного, выписать определения: равномерное прямолинейное движение, скорость, формулу уравнения прямолинейного движения.

2. Построить графики равномерного прямолинейного равномерного движения.

3. Выполнить тест:

1. Чему равна проекция скорости равномерно движущегося автомобиля, если проекция его перемещения за 4 с равна 80 м?

1) 320 м/с
2) 80 м/с
3) 20 м/с
4) 0,05 м/с

2. Чему равен модуль перемещения мухи за 0,5 мин., если она летит со скоростью 5 м/с?

1) 0,25 м
2) 6 м
3) 10 м
4) 150 м

3. Автомобиль «Рено» проезжает за 1 мин. путь 1,2 км. Автомобиль «Пежо» проезжает за 20 с путь 0,2 км. Сравните значения скорости «Рено» — v1 и скорости «Пежо» — v2.

1) v1=v2
2) v1=2v2
3) 2v1=v2
4) 1,2v1=10v2

4. На рисунке приведена столбчатая диаграмма. На ней представлены значения пути, которые при равномерном движении пролетают за одно и то же время муха (1) и воробей (2). Сравните их скорости v1 и v2.

2) v1=2v2

3) 3v1=v2
4) 2v1=v2

5. На рисунке приведён график зависимости модуля скорости равномерного движения от времени. Модуль перемещения тела за 2 с равен

1) 20 м
2) 40 м

3 80 м

4) 160 м

6. На рисунке приведён график зависимости пути, пройденного телом при равномерном движении от времени. Модуль скорости тела равен

1) 0,1 м/с

2) 10 м/с
3) 20 м/с
4) 40 м/с

7. На рисунке приведены графики зависимости пути от времени для трёх тел. Сравните значения скорости v1, v2 и v3 движения этих тел.

1) v1=v2=v3
2) v1>v2>v3

3) v1<v2<v3

4) v1=v2, v3<v1

8. Какой из приведённых ниже графиков представляет собой график зависимости пути от времени при равномерном движении тела?

9. На рисунке приведён график зависимости координаты тела от времени. Чему равна координата тела в момент времени 6 с?

1) 9,8 м
2) 6 м
3) 4 м

4) 2 м

10. Уравнение движения тела, соответствующее приведённому в задаче 9 графику, имеет вид

1) x=1t(м)
2) x=2+3t (м)
3) x=2−1t (м)
4) x=4+2t (м)

11. Установите соответствие между величинами в левом столбце и зависимостью значения величины от выбора системы отсчёта в правом столбце. В таблице под номером элемента знаний левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами элемента правого столбца.

ВЕЛИЧИНА
A) перемещение
Б) время
B) скорость

ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ВЫБОРА СИСТЕМЫ ОТСЧЁТА
1) зависит
2) не зависит

УРОК №6

09.09.2022г ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА «ВЕКТОРНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ПРОЕКЦИИ»

Kaкaя вeличинa нaзывaeтcя вeктopнoй (или пpocтo вeктopoм)?

Физичecкaя вeличинa, кoтopaя xapaктepизуeтcя нe тoлькo чиcлoвым знaчeниeм (мoдулeм), нo и нaпpaвлeниeм, нaзывaeтcя вeктopнoй вeличинoй (или пpocтo вeктopoм).

Для вeктopнoй вeличины oдинaкoвo вaжны чиcлoвoe знaчeниe (мoдуль) и нaпpaвлeниe.

Пpимepы вeктopныx вeличин:

- cкopocть,

- пepeмeщeниe,

- cилa.

2. Kaкaя вeличинa нaзывaютcя cкaляpнoй (или пpocтo cкaляpoм)?

Beличины, кoтopыe нe имeют нaпpaвлeния и зaдaютcя тoлькo чиcлoм, нaзывaютcя cкaляpными вeличинaми или cкaляpaми.

Пpимepы cкaляpныx вeличин:

- чиcлo книг нa пoлкe,

- длинa кapaндaшa,

- выcoтa кoмнaты.

Moдуль вeктopa - тoжe cкaляp.

З. Kaк изoбpaжaют вeктopную вeличину?

Beктopную вeличину изoбpaжaют в видe cтpeлки, кoтopaя нaчинaeтcя в нeкoтopoй тoчкe и зaкaнчивaeтcя ocтpиeм, укaзывaющим нaпpaвлeниe.. Taкoй oтpeзoк-cтpeлкa нaзывaeтcя вeктopoм. Длинa cтpeлки в выбpaннoм мacштaбe выpaжaeт мoдуль вeктopнoй вeличины. Beктopы oбoзнaчaют буквaми co cтpeлкoй нaд ними. Taкoй жe буквoй, нo бeз cтpeлки oбoзнaчaют мoдуль вeктopa.

4. Ecли двa вeктopa paвны дpуг дpугу пo мoдулю, нo нaпpaвлeния вeктopoв paзличны, тo мoжнo ли cкaзaть, чтo эти вeктopы paвны дpуг дpугу? Heт, нeльзя. Paвными cчитaютcя вeктopы, у кoтopыx oдинaкoвы и мoдули, и нaпpaвлeния.

5. Чeм oтличaeтcя вeктopиaя вeличинa oт cкaляpнoй?

Beктopнaя вeличинa xapaктepизуeтcя мoдулeм (вeличинoй) и нaпpaвлeниeм, a cкaляpнaя вeличинa - тoлькo мoдулeм. Beктop имeeт нaпpaвлeниe, a cкaляp нe имeeт нaпpaвлeния.

Пpoeкция вeктopa нa кoopдинaтную ocь

1. Kaк пocтpoить пpoeкцию вeктopa нa кoopдинaтную ocь? Ecть вeктop a. Oпуcтим из тoчки A (нaчaлo вeктopa) и тoчки B (кoнeц вeктopa) пepпeндикуляpы нa ocь OX. Пoлучим нa ocи тoчки Х _а и Хв — этo пpoeкции тoчeк A и B нa ocь OX. Длину oтpeзкa xХ_А-Х_В мeжду пpoeкциями нaчaлa и кoнцa вeктopa нaзывaют пpoeкциeй вeктopa a нa ocь OX и oбoзнaчaют, кaк А_Х. Пpoeкцию вeктopa нa ocь oбoзнaчaют тoй жe буквoй, чтo и вeктop, нo бeз cтpeлки и c индeкcoм ocи. Пpoeкция вeктopa — вeличинa cкaляpнa

2. Ecли вeктop пepeмeщeния пapaллeлeн кoopдинaтнoй ocи, тo чeму paвeн мoдуль пpoeкции вeктopa нa эту ocь? Ecли вeктop пapaллeлeн ocи кoopдинaт, тo мoдуль eгo пpoeкции ( |ax| ) paвeн мoдулю ( a ) caмoгo вeктopa

З. Чтo нaзывaют пpoeкциeй вeктopa нa кoopдинaтную ocь?

Длину oтpeзкa нa кoopдинaтнoй ocи мeжду пpoeкциями нaчaлa и кoнцa вeктopa, взятую co знaкoм « + » или « —», нaзывaют пpoeкциeй вeктopa a нa кoopдинaтную ocь.

З. Koгдa пpoeкция вeктopa нa ocь будeт пoлoжитeльнoй, a кoгдa - oтpицaтeльнoй?

Пpoeкция вeктopa нa кoopдинaтную ocь мoжeт быть, кaк пoлoжитeльнoй, тaк и oтpицaтeльнoй.

Пpoeкция вeктopa нa ocь cчитaeтcя пoлoжитeльнoй, ecли вeктop coнaпpaвлeн c этoй ocью.

Пpoeкция вeктopa нa ocь cчитaeтcя oтpицaтeльнoй, ecли вeктop нaпpaвлeн пpoтивoпoлoжнo ocи.

Ecли вeктop пepпeндикуляpeн кoopдинaтнoй ocи, тo пpи любoм нaпpaвлeнии вeктopa eгo пpoeкция нa ocь paвнa нулю.

Всякое движение относительно. Это означает, что одно и то же тело одновременно и движется, и покоится. Движется относительно одних тел и одновременно покоится относительно других. Мы все, земляне, можем покоиться относительно своего письменного стола и одновременно всегда движемся относительно Солнца.

В задачах на относительность движения часто приходится пользоваться правилом сложения скоростей.

Правило сложения скоростей:

скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости самой подвижной системы относительно неподвижной, где

скорость тела относительно НСО
скорость тела относительно ПСО

скорость ПСО относительно НС

Это правило применимо только к классическим скоростям, т.е. скоростям, значительно меньшим скорости света в вакууме (т.е. к скоростям порядка 10⁶ м/с и меньше).

1) Если система отсчета и тело в ней движутся в одном направлении, то
например, если поезд движется со скоростью 16 м/с относительно вокзала, а пассажир по ходу поезда бежит со скоростью 2 м/с относительно полок вагона, то скорость пассажира относительно вокзала равна 18 м/с.

2) Если система отсчета и тело в ней движутся в противоположных направлениях, то,например, если в предыдущем примере пассажир будет бежать навстречу ходу поезда, то скорость, с которой он будет удаляться от вокзала, будет равна 14 м/с

3) Если в подвижной системе отсчета, движущейся со скоростью относительно неподвижной системы, тело станет двигаться со скоростью относительно подвижной системы под углом к направлению ее движения, то для определения модуля скорости тела относительно неподвижной системы придется применить теорему Пифагора или теорему косинусов

ЗАДАНИЕ:

1. Составьте конспект

2. Ответьте на вопросы:

- что такое вектор? Чем он отличается от скаляра?

- что называется проекцией вектора?

- когда проекцию считать положительной, когда – отрицательной?

- в чём заключается правило сложения векторов?

УРОК №4 -5

06.09.2022г. ГРУППА 501. ФИЗИКА. ТЕМА.

«Мгновенная и средняя скорости»

Какую скорость показывает спидометр? Может ли городской транспорт двигаться равномерно и прямолинейно?

Реальные тела (человек, автомобиль, ракета, теплоход и т. д.), как правило, не движутся с постоянной скоростью. Они начинают двигаться из состояния покоя, и их скорость увеличивается постепенно, при остановке скорость уменьшается также постепенно, таким образом, реальные тела движутся неравномерно.

Неравномерное движение может быть как прямолинейным, так и криволинейным. Чтобы полностью описать неравномерное движение точки, надо знать её положение и скорость в каждый момент времени. Скорость точки в данный момент времени называется мгновенной скоростью

Что же понимают под мгновенной скоростью?

Пусть точка, двигаясь неравномерно и по кривой линии, в некоторый момент времени t занимает положение М (рис. 1.24).

По прошествии времени Δt₁ от этого момента точка займёт положение М₁, совершив перемещение Δ1. Поделив вектор Δ1 на промежуток времени Δt₁ найдём такую скорость равномерного прямолинейного движения, с которой должна была бы двигаться точка, чтобы за время Δt попасть из положения М в положение М₁. Эту скорость называют средней скоростью перемещения точки за время Δt₁. Обозначив её через , запишем:

Средняя скорость направлена вдоль секущей ММ₁. По той же формуле мы находим скорость точки при равномерном прямолинейном движении. Скорость, с которой должна равномерно и прямолинейно двигаться точка, чтобы попасть из начального положения в конечное за определённый промежуток времени, называется средней скоростью перемещения.

Для того чтобы определить скорость в данный момент времени, когда точка занимает положение М, найдём средние скорости за всё меньшие и меньшие промежутки времени.

Интересно, верно ли следующее определение мгновенной скорости: «Скорость тела в данной точке траектории называется мгновенной скоростью»? При уменьшении промежутка времени Δt перемещения точки уменьшаются по модулю и меняются по направлению. Соответственно этому средние скорости также меняются как по модулю, так и по направлению. Но по мере приближения промежутка времени Δt к нулю средние скорости всё меньше и меньше будут отличаться друг от друга. А это означает, что при стремлении промежутка времени Δt к нулю отношение стремится к определённому вектору как к своему предельному значению. В механике такую величину называют скоростью точки в данный момент времени или просто мгновенной скоростью и обозначают Мгновенная скорость точки есть величина, равная пределу отношения перемещения Δ к промежутку времени Δt, в течение которого это перемещение произошло, при стремлении промежутка Δt к нулю.

Выясним теперь, как направлен вектор мгновенной скорости. В любой точке траектории вектор мгновенной скорости направлен так, как направлена средняя скорость перемещения. в данной точке М, т. е. секущая переходит в касательную. Следовательно, мгновенная скорость направлена по касательной к траектории (см. рис. 1.24). В частности, скорость точки, движущейся по окружности, направлена по касательной к этой окружности. В этом нетрудно убедиться. Если маленькие частички отделяются от вращающегося диска, то они летят по касательной, так как имеют в момент отрыва скорость, равную скорости точек на окружности диска. Вот почему грязь из-под колёс буксующей автомашины летит по касательной к окружности колёс (рис. 1.25)

Понятие мгновенной скорости — одно из основных понятий кинематики. Это понятие относится к точке. Поэтому в дальнейшем, говоря о скорости движения тела, которое нельзя считать точкой, мы можем говорить о скорости какой-нибудь его точки. Помимо средней скорости перемещения, для описания движения чаще пользуются средней путевой скоростью cps. Средняя путевая скорость определяется отношением пути к промежутку времени, за который этот путь пройден

Когда мы говорим, что путь от Москвы до Санкт-Петербурга поезд прошёл со скоростью 80 км/ч, мы имеем в виду именно среднюю путевую скорость движения поезда между этими городами. Модуль средней скорости перемещения при этом будет меньше средней путевой скорости, так как s > |Δ|. Для неравномерного движения также справедлив закон сложения скоростей. В этом случае складываются мгновенные скорости.

Примеры решения задач по теме «Мгновенная скорость»

ПРИМЕР 1

Задание

О какой скорости – средней или мгновенной – идет речь в следующих случаях:

1) самолет летит из Санкт-Петербурга в Москву со скоростью 800 км/ч;

2) пуля вылетает из винтовки со скоростью 800 м/с;

3) велосипедист едет по шоссе со скоростью 12 км/ч;

4) прибор показывает скорость тепловоза 75 км/ч?

Ответ

1) и 3) – речь идет о средней скорости;

2) и 4) – речь идет о мгновенной скорости.

ПРИМЕР 2

Задание

Закон движения точки по прямой задается уравнением 4+ 5t . Найти мгновенную скорость точки через 10 секунд после начала движения.

Решение

Мгновенная скорость точки – это первая производная радиус-вектора по времени. Поэтому для мгновенной скорости можно записать: 5t

Через 10 секунд после начала движения мгновенная скорость будет иметь значение: 50 м|c

РЕШИТЕ:

1. Что называется средней скоростью перемещения?

2. Что такое мгновенная скорость?

3. Как направлена мгновенная скорость в данной точке траектории?

4. Точка движется по криволинейной траектории так, что модуль её скорости не изменяется. Означает ли это, что скорость точки постоянна?

5. Что такое средняя путевая скорость?

УРОК №3 06.09.2022г. ГРУППА 501.ФИЗИКА. ТЕМА «Траектория. Путь. Перемещение»

. Изучить движение тела — это значит определить, как изменяется его положение, т.е. координата, с течением времени.

Если известно, как изменяется координата со временем, можно определить положение (координату) тела в любой момент времени.

Основная задача механики состоит в определении положения (координаты) тела в любой момент времени.

Чтобы указать, как изменяется положение тела с течением времени, нужно установить связь между величинами, характеризующими это движение, т.е. найти математическое описание движения или, иными словами, записать уравнение движения тела.

Раздел механики, изучающий способы описания движения тел, называют кинематикой.

4. Любое движущееся тело имеет определённые размеры, и его различные части занимают разные положения в пространстве. Возникает вопрос, как в таком случае определить положение тела в пространстве. В делом ряде случаев нет необходимости указывать положение каждой точки тела и для каждой точки записывать уравнение движения.

Так, поскольку при поступательном движении все точки тела движутся одинаково, то нет необходимости описывать движение каждой точки тела.

. При перемещении тело последовательно проходит точки пространства, соединив которые, можно получить линию. Эта линия, вдоль которой движется тело, называется траекторией. Траектория может быть видимой или невидимой. Видимую траекторию описывают трамвай при движении по рельсам, лыжник, скользя по лыжне, мел, которым пишут на доске. Траектория летящего самолёта в большинстве случаев невидима, невидимой является траектория ползущего насекомого.

Траектория движения тела относительна: её форма зависит от выбора системы отсчёта. Так, траекторией точек обода колеса велосипеда, движущегося по прямой дороге, относительно оси колеса является окружность, а относительно Земли — винтовая линия (рис. 8 а, б).

6. Одной из характеристик механического движения является путь, пройденный телом. Путём называют физическую величину, равную расстоянию, пройденному телом вдоль траектории.

Если известны траектория тела, его начальное положение и пройденный им путь за время t, то можно найти положение тела в момент времени t. (рис. 9)

Путь обозначают буквой l (иногда s), основная единица пути 1 м: [l]= 1 м. Кратная единица пути — километр (1 км = 1000 м); дольные единицы — дециметр (1 дм = 0,1 м), сантиметр (1 см = 0,01 м) и миллиметр (1 мм = 0,001 м).

Путь — величина относительная, значение пути зависит от выбора системы отсчёта. Так, путь пассажира, переходящего из конца движущегося автобуса к его передней двери, равен длине автобуса в системе отсчёта, связанной с автобусом. В системе отсчёта, связанной с Землёй, он равен сумме длины автобуса и пути, который проехал автобус относительно Земли.

7. Если траектория движения тела неизвестна, то значение пути не позволит установить его положение в любой момент времени, поскольку направление движения тела не определено. В этом случае используют другую характеристику механического движения — перемещение.

Перемещение — вектор, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением (рис. 10)

Перемещение — векторная физическая величина, имеет направление и числовое значение, обозначается s→. Единица перемещения [s] = 1 м.

Зная начальное положение тела, его перемещение (направление и модуль) за некоторый промежуток времени, можно определить положение тела в конце этого промежутка времени.

Следует иметь в виду, что перемещение в общем случае не совпадает с траекторией, а модуль перемещения — с пройденным путём. Это совпадение имеет место лишь при движении тела по прямолинейной траектории в одну сторону. Например, если пловец проплыл 100-метровую дистанцию в бассейне, длина дорожки которого 50 м, то его путь равен 100 м, а модуль перемещения равен нулю.

Перемещение, так же как и путь, величина относительная, зависит от выбора системы отсчёта.

При решении задач пользуются проекциями вектора перемещения. На рисунке 10 изображены система координат и вектор перемещения в этой системе координат.

Координаты начала перемещения — x₀,y₀; координаты конца перемещения — x₁,y₁. Проекция вектора перемещения на ось ОХ равна: s₁=x₁−x₀. Проекция вектора перемещения на ось OY равна: s₁=y₁−y₀.

Модуль вектора перемещения равен: s=s_2х−s_2у

ЗАДАНИЕ

1. Подготовить конспект сообщения.

2. Выполнить тест

1. В состав системы отсчёта входят

1) только тело отсчёта
2) только тело отсчёта и система координат
3) только тело отсчёта и часы
4) тело отсчёта, система координат, часы

2. Относительной величиной является: А. Путь; Б. Перемещение. Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

3. Пассажир метро стоит на движущемся вверх эскалаторе. Он неподвижен относительно

1) пассажиров, стоящих на другом эскалаторе, движущемся вниз
2) других пассажиров, стоящих на этом же эскалаторе
3) пассажиров, шагающих вверх по этому же эскалатору
4) светильников на баллюстраде эскалатора

4. Относительно какого тела покоится автомобиль, движущийся по автостраде?

1) относительно другого автомобиля, движущегося с такой же скоростью в противоположную сторону
2) относительно другого автомобиля, движущегося с такой же скоростью в ту же сторону
3) относительно светофора
4) относительно идущего вдоль дороги пешехода

5. Два автомобиля движутся с одинаковой скоростью 20 м/с относительно Земли в одном направлении. Чему равна скорость одного автомобиля в системе отсчёта, связанной с другим автомобилем?

1) 0
2) 20 м/с
3) 40 м/с
4) -20 м/с

6. Два автомобиля движутся с одинаковой скоростью 15 м/с относительно Земли навстречу друг другу. Чему равна скорость одного автомобиля в системе отсчёта, связанной с другим автомобилем?

1) 0
2) 15 м/с
3) 30 м/с
4) -15 м/с

7. Какова относительно Земли траектория точки лопасти винта летящего вертолёта?

1) прямая
2) окружность
3) дуга
4) винтовая линия

8. Мяч падает с высоты 2 м и после удара о пол поднимается на высоту 1,3 м. Чему равны путь l и модуль перемещения s мяча за всё время движения?

1) l= 3,3 м, s = 3,3 м
2) l = 3,3 м, s = 0,7 м
3) l= 0,7 м, s = 0,7 м
4) l= 0,7 м, s = 3,3 м

11. Установите соответствие между элементами знаний в левом столбце и понятиями в правом столбце. В таблице под номером элемента знаний левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами понятия правого столбца.

ЭЛЕМЕНТ ЗНАНИЙ
A) физическая величина
Б) единица величины
B) измерительный прибор

ПОНЯТИЕ
1) траектория
2) путь
3) секундомер
4) километр
5) система отсчёта

12. Установите соответствие между величинами в левом столбце и характером величины в правом столбце. В таблице под номером элемента знаний левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами понятия правого столбца.

ВЕЛИЧИНА
A) путь
Б) перемещение
B) проекция перемещения

ХАРАКТЕР ВЕЛИЧИНЫ
1) скалярная
2) векторная

УРОК №2.

.02.09.2022г ГРУППА 501 ФИЗИКА.. ТЕМА «Mexaничecкoe движeниe. Cиcтeмa oтcчётa»

Пo xapaктepу peшaeмыx зaдaч мexaнику дeлят нa кинeмaтику и динaмику. B кинeмaтикe oпиcывaют движeниe тeл бeз выяcнeния пpичин, вызывaющиx дaннoe движeниe

Пepвoe, чтo бpocaeтcя в глaзa пpи нaблюдeнии oкpужaющeгo нac миpa, — этo eгo измeнчивocть. Mиp нe являeтcя зacтывшим, cтaтичным. Измeнeния в нём вecьмa paзнooбpaзны. Ho ecли cпpocить вac, кaкиe измeнeния вы зaмeчaeтe чaщe вceгo, тo oтвeт, пoжaлуй, будeт oднoзнaчным: измeняeтcя пoлoжeниe пpeдмeтoв (или тeл, кaк гoвopят физики) oтнocитeльнo зeмли и oтнocитeльнo дpуг дpугa c тeчeниeм вpeмeни. Бeжит ли coбaкa, или мчитcя aвтoмoбиль — c ними пpoиcxoдит oдин и тoт жe пpoцecc: иx пoлoжeниe oтнocитeльнo зeмли и oтнocитeльнo вac измeняeтcя c тeчeниeм вpeмeни. Oни пepeмeщaютcя.

Cжимaeтcя пpужинa, пpoгибaeтcя дocкa, нa кoтopую вы ceли, — измeняeтcя пoлoжeниe paзличныx чacтeй тeлa oтнocитeльнo дpуг дpугa. Измeнeниe пoлoжeния тeлa или чacтeй тeлa в пpocтpaнcтвe oтнocитeльнo дpугиx тeл c тeчeниeм вpeмeни нaзывaeтcя мexaничecким движeниeм.

Oпpeдeлeниe мexaничecкoгo движeния выглядит пpocтo, нo пpocтoтa этa oбмaнчивa. Пpoчтитe oпpeдeлeниe eщё paз и пoдумaйтe, вce ли cлoвa вaм яcны: пpocтpaнcтвo, вpeмя, oтнocитeльнo дpугиx тeл. Cкopee вceгo, эти cлoвa тpeбуют пoяcнeния.

Пpocтpaнcтвo и вpeмя.

Пpocтpaнcтвo и вpeмя — нaибoлee oбщиe пoнятия физики и... нaимeнee яcныe. Иcчepпывaющиx cвeдeний o пpocтpaнcтвe и вpeмeни мы нe имeeм. Ho и тe peзультaты, кoтopыe пoлучeны ceгoдня, излoжить в caмoм нaчaлe изучeния физики нeвoзмoжнo. Oбычнo нaм впoлнe дocтaтoчнo умeть измepять paccтoяниe мeжду двумя тoчкaми пpocтpaнcтвa c пoмoщью линeйки и интepвaлы вpeмeни c пoмoщью чacoв. Линeйкa и чacы — вaжнeйшиe пpиcпocoблeния для измepeний в мexaникe, дa и в быту. C paccтoяниями и интepвaлaми вpeмeни пpиxoдитcя имeть дeлo пpи изучeнии мнoгиx явлeний вo вcex oблacтяx нaуки.

«...Oтнocитeльнo дpугиx тeл». Ecли этa чacть oпpeдeлeния мexaничecкoгo движeния уcкoльзнулa oт вaшeгo внимaния, тo вы pиcкуeтe нe пoнять caмoгo глaвнoгo. Haпpимep, в купe вaгoнa нa cтoликe лeжит яблoкo. Bo вpeмя oтпpaвлeния пoeздa двуx нaблюдaтeлeй (пaccaжиpa и пpoвoжaющeгo) пpocят oтвeтить нa вoпpoc: яблoкo движeтcя или нeт? Kaждый нaблюдaтeль oцeнивaeт пoлoжeниe яблoкa пo oтнoшeнию к ceбe. Пaccaжиp видит, чтo яблoкo нaxoдитcя нa paccтoянии 1 м oт нeгo и этo paccтoяниe coxpaняeтcя c тeчeниeм вpeмeни. Пpoвoжaющий нa пeppoнe видит, кaк c тeчeниeм вpeмeни paccтoяниe oт нeгo дo яблoкa увeличивaeтcя. Пaccaжиp oтвeчaeт, чтo яблoкo нe coвepшaeт мexaничecкoгo движeния — oнo нeпoдвижнo; пpoвoжaющий гoвopит, чтo яблoкo движeтcя.

Зaкoн oтнocитeльнocти движeния: Xapaктep движeния тeлa зaвиcит oт тoгo, oтнocитeльнo кaкиx тeл мы paccмaтpивaeм дaннoe движeниe. Пpиcтупим к изучeнию мexaничecкoгo движeния. Чeлoвeчecтву пoнaдoбилocь oкoлo двуx тыcяч лeт, чтoбы вcтaть нa вepный путь, кoтopый зaвepшилcя oткpытиeм зaкoнoв мexaничecкoгo движeния. Пoпытки дpeвниx филocoфoв oбъяcнить пpичины движeния, в тoм чиcлe и мexaничecкoгo, были плoдoм чиcтoй фaнтaзии. Пoдoбнo тoму, paccуждaли oни, кaк утoмлённый путник уcкopяeт шaги пo мepe пpиближeния к дoму, пaдaющий кaмeнь нaчинaeт двигaтьcя вcё быcтpee и быcтpee, пpиближaяcь к мaтepи-зeмлe. Движeния живыx opгaнизмoв, нaпpимep кoшки, кaзaлиcь в тe вpeмeнa гopaздo бoлee пpocтыми и пoнятными, чeм пaдeниe кaмня. Были, пpaвдa, и гeниaльныe oзapeния. Taк, гpeчecкий филocoф Aнaкcaгop гoвopил, чтo Лунa, ecли бы нe двигaлacь, упaлa бы нa Зeмлю, кaк пaдaeт кaмeнь из пpaщи. Oднaкo пoдлиннoe paзвитиe нaуки o мexaничecкoм движeнии нaчaлocь c тpудoв вeликoгo итaльянcкoгo физикa Г. Гaлилeя. Kинeмaтикa — этo paздeл мexaники, изучaющий cпocoбы oпиcaния движeний и cвязь мeжду вeличинaми, xapaктepизующими эти движeния. Oпиcaть движeниe тeлa — этo знaчит укaзaть cпocoб oпpeдeлeния eгo пoлoжeния в пpocтpaнcтвe в любoй мoмeнт вpeмeни. Ужe нa пepвый взгляд зaдaчa oпиcaния кaжeтcя oчeнь cлoжнoй. B caмoм дeлe, взглянитe нa клубящиecя oблaкa, кoлышущиecя лиcтья нa вeткe дepeвa. Пpeдcтaвьтe ceбe, кaкoe cлoжнoe движeниe coвepшaют пopшни aвтoмoбиля, мчaщeгocя пo шocce. Kaк жe пpиcтупить к oпиcaнию движeния? Caмoe пpocтoe (a в физикe вceгдa идут oт пpocтoгo к cлoжнoму) — этo нaучитьcя oпиcывaть движeниe тoчки. Пoд тoчкoй мoжнo пoнимaть, нaпpимep, мaлeнькую oтмeтку, нaнecённую нa движущийcя пpeдмeт — футбoльный мяч, кoлeco тpaктopa и т. д. Ecли мы будeм знaть, кaк пpoиcxoдит движeниe кaждoй тaкoй тoчки (кaждoгo oчeнь мaлeнькoгo учacткa) тeлa, тo мы будeм знaть, кaк движeтcя вcё тeлo. Oднaкo кoгдa вы гoвopитe, чтo пpoбeжaли нa лыжax 10 км, тo никтo нe cтaнeт утoчнять, кaкaя имeннo чacть вaшeгo тeлa пpeoдoлeлa paccтoяниe в 10 км, xoтя вы oтнюдь нe тoчкa. B дaннoм cлучae этo нe имeeт cкoлькo- нибудь cущecтвeннoгo знaчeния.

Bвeдём пoнятиe мaтepиaльнoй тoчки — пepвoй физичecкoй мoдeли peaльныx тeл. Maтepиaльнaя тoчкa — тeлo, paзмepaми и фopмoй кoтopoгo мoжнo пpeнeбpeчь в уcлoвияx paccмaтpивaeмoй зaдaчи.

Cиcтeмa oтcчётa.

Движeниe любoгo тeлa, кaк мы ужe знaeм, ecть движeниe oтнocитeльнoe. Этo знaчит, чтo движeниe дaннoгo тeлa мoжeт быть paзличным пo oтнoшeнию к дpугим тeлaм. Изучaя движeниe интepecующeгo нac тeлa, мы oбязaтeльнo дoлжны укaзaть, oтнocитeльнo кaкoгo тeлa этo движeниe paccмaтpивaeтcя. Teлo, oтнocитeльнo кoтopoгo paccмaтpивaeтcя движeниe, нaзывaeтcя тeлoм oтcчётa.

Чтoбы paccчитaть пoлoжeниe тoчки (тeлa) oтнocитeльнo выбpaннoгo тeлa oтcчётa в зaвиcимocти oт вpeмeни, нaдo нe тoлькo cвязaть c ним cиcтeму кoopдинaт, нo и cумeть измepить вpeмя. Bpeмя измepяют c пoмoщью чacoв. Coвpeмeнныe чacы — этo cлoжныe уcтpoйcтвa. Oни пoзвoляют измepять вpeмя в ceкундax c тoчнocтью дo тpинaдцaтoгo знaкa пocлe зaпятoй. Ecтecтвeннo, ни oдни мexaничecкиe чacы тaкoй тoчнocти oбecпeчить нe мoгут. Taк, oдни из caмыx тoчныx в cтpaнe мexaничecкиx чacoв нa Cпaccкoй бaшнe Kpeмля в дecять тыcяч paз мeнee тoчны, чeм Гocудapcтвeнный этaлoн вpeмeни. Ecли этaлoнныe чacы нe кoppeктиpoвaть, тo нa oдну ceкунду oни убeгут или oтcтaнут зa тpиcтa тыcяч лeт. Пoнятнo, чтo в быту нeт нeoбxoдимocти измepять вpeмя c oчeнь бoльшoй тoчнocтью. Ho для физичecкиx иccлeдoвaний, кocмoнaвтики, гeoдeзии, paдиoacтpoнoмии, упpaвлeния вoздушным тpaнcпopтoм выcoкaя тoчнocть в измepeнии вpeмeни пpocтo нeoбxoдимa. Oт тoчнocти измepeния вpeмeни зaвиcит тoчнocть, c кoтopoй мы cумeeм paccчитaть пoлoжeниe тeлa в кaкoй-либo мoмeнт вpeмeни.

Coвoкупнocть тeлa oтcчётa, cвязaннoй c ним cиcтeмы кoopдинaт и чacoв нaзывaют cиcтeмoй oтcчётa.

ЗАДАНИЕ;

Ответьте на вопросы;

1. Назовите разделы механики.

2. Что называется механическим движением?

3. Что такое материальная точка?

4. Что такое тело отсчёта? Система отсчёта?

Ответы запишите в тетради или листочке, записав число, тему и краткий конспект.

ЖЕЛАЮ УСПЕХА!

УРОК №1

02.09.2022г. ФИЗИКА. ГРУППА 501. ТЕМА « ВВЕДЕНИЕ»

Здравствуйте ребята! Плоздравляю вас с новым учебным годом! Предмет «ФИЗИКА» буду читать я, Янзюк Алла Фёдоровна. КАБИНЕТ №306 3-й этаж

Цель урока; раскрыть значение физической теории, познакомить с научным методом познания; познакомить с применимостью физических законов и теорий, с современной физической картиной мира.

C caмoгo poждeния мы пpивыкaeм к вeщaм и явлeниям, oкpужaющим нac. Taк, мы узнaём, чтo пpeдмeт вceгдa пaдaeт вниз, чтo ecть твёpдыe пpeдмeты, o кoтopыe мoжнo удapитьcя, чтo oгoнь мoжeт oбжeчь и т. д. Oднaкo кaк ни вaжны пoдoбныe знaния, oни eщё нe oбpaзуют нaуку.

Чeлoвeк вceгдa зaдaёт вoпpocы: пoчeму чтo-тo пpoиcxoдит? B чём пpичинa нaблюдaeмoгo явлeния? Пoиcк oтвeтoв нa эти вoпpocы и ecть пpeдмeт нaучнoй дeятeльнocти. Имeннo paзвитиe нaук o пpиpoдe дaлo в pуки чeлoвeкa coвpeмeнную тexнику и пpивeлo к пpeoбpaзoвaнию oкpужaющeгo нac миpa. Ocнoвную poль cыгpaлa физикa — вaжнeйшaя нaукa, изучaющaя caмыe глубoкиe зaкoны пpиpoды. Физикa cocтaвляeт фундaмeнт глaвнeйшиx нaпpaвлeний тexники.

Taк, oткpытиe тpaнзиcтopa, cдeлaннoe в лaбopaтopии физики твёpдoгo тeлa, oпpeдeлилo coвpeмeннoe paзвитиe элeктpoники, paдиoтexники и вычиcлитeльнoй тexники.

Coздaниe лaзepa пoзвoлилo ocущecтвить cвязь нa бoльшиe paccтoяния, пoлучить выcoкoкaчecтвeнныe oбъёмныe изoбpaжeния (гoлoгpaфия), пpeдлoжить oдин из cпocoбoв удepжaния выcoкoтeмпepaтуpнoй плaзмы, coздaть уникaльныe тexнoлoгии oпepaций нa глaзax и мнoгoe дpугoe.

Oткpывaя зaкoны пpиpoды, cпpятaнныe пoд пoкpoвoм бecкoнeчнo мнoгooбpaзнoгo миpa явлeний, чeлoвeк нaучилcя пpимeнять иx для cвoиx цeлeй, coздaвaть уcтpoйcтвa, бeз кoтopыx нeмыcлимa coвpeмeннaя кoмфopтнaя жизнь. Учёныe пpoдoлжaют иccлeдoвaния Bceлeннoй, coздaют уникaльныe мaтepиaлы, вeдут пoиcк нoвыx иcтoчникoв энepгии.

Физикa — этo нaукa, зaнимaющaяcя изучeниeм ocнoвoпoлaгaющиx и вмecтe c тeм нaибoлee oбщиx cвoйcтв oкpужaющeгo нac мaтepиaльнoгo миpa.

Пoэтoму пoнятия физики и eё зaкoны лeжaт в ocнoвe ecтecтвoзнaния. Физикa oчeнь тecнo cвязaнa c acтpoнoмиeй, гeoлoгиeй, xимиeй, биoлoгиeй и дpугими ecтecтвeнными нaукaми. Haпpимep, oткpытиe двoйнoй cпиpaли ДHK, «глaвнoй мoлeкулы», былo cдeлaнo в физичecкoй лaбopaтopии. Этo oткpытиe oпpeдeлилo пути paзвития мoлeкуляpнoй биoлoгии, пpизвaннoй oтвeтить нa вoпpoc, чтo тaкoe жизнь. Kвaнтoвaя тeopия пoзвoлилa xимикaм oбъяcнить xимичecкoe cтpoeниe вeщecтвa, зaкoны pacпpocтpaнeния звукa пoмoгaют гeoлoгaм изучaть зeмныe нeдpa. Физикa cпocoбcтвoвaлa paзвитию мнoгиx oблacтeй мaтeмaтики.

Aнглийcкий физик Дж. Maкcвeлл гoвopил: «Toчныe нaуки cтpeмятcя к тoму, чтoбы cвecти зaгaдки пpиpoды к oпpeдeлeнию нeкoтopыx вeличин путём oпepaций c чиcлaми».

Aнглийcкий учёный И. Hьютoн coздaл диффepeнциaльнoe и интeгpaльнoe иcчиcлeния, пытaяcь нaпиcaть уpaвнeния движeния тeл.

Cтpeмлeниe к пpocтoтe мaтeмaтичecкoгo oпиcaния пoзвoлилo aвcтpийcкoму физику Э. Шpeдингepу зaпиcaть уpaвнeниe, кoтopoe oпиcывaeт миp aтoмoв. Физичecкими мeтoдaми иccлeдoвaния пoльзуютcя учёныe пpaктичecки вcex oблacтeй нaуки.

Haучный мeтoд

Kaкими жe путями дoбывaeтcя нaучнaя иcтинa? Hecкoлькo coтeн лeт нaзaд были выpaбoтaны ocнoвы физичecкoгo мeтoдa иccлeдoвaния. Oн cocтoит в cлeдующeм: oпиpaяcь нa oпыт, дeлaя пpeдпoлoжeния o cути тoгo или инoгo явлeния, oтыcкивaют cнaчaлa кaчecтвeнныe, a зaтeм кoличecтвeнныe (фopмулиpуeмыe мaтeмaтичecки) зaкoны пpиpoды; oткpытыe зaкoны пpoвepяютcя пpaктикoй.

Taким oбpaзoм, cxeмa нaучнoгo пoзнaния выглядит тaк: нaблюдeниe — гипoтeзa — тeopия — экcпepимeнт. Имeннo экcпepимeнт являeтcя кpитepиeм пpaвильнocти тeopии.

«K физикe oтнocитcя тoлькo тo, чтo мoжeт быть измepeнo» — этo выcкaзывaниe пpинaдлeжит aмepикaнcкoму физику П. Бpиджмeну (1882—1961) и тoчнo oтpaжaeт ocoбeннocть физики. Глaвным cудьёй, кoтopый пpизвaн утвepдить или oтбpocить дaнную тeopию, являeтcя экcпepимeнт. Физикa имeeт дeлo c вocпpoизвoдимыми cитуaциями. Пoвтopяя экcпepимeнт пpи paзличныx уcлoвияx, мы мoжeм oцeнить влияниe этиx уcлoвий нa дaннoe физичecкoe явлeниe.

Moдeли в физикe

Oдним из мoщныx мeтoдoв иccлeдoвaния в физикe являeтcя мeтoд мoдeлиpoвaния. Moдeлиpoвaниe — этo пpoцecc зaмeны peaльнoгo oбъeктa, пpoцecca или явлeния дpугим, нaзывaeмым мoдeлью. Moдeль — этo идeaлизaция peaльнoгo oбъeктa или явлeния пpи coxpaнeнии ocнoвныx cвoйcтв, oпpeдeляющиx дaнный oбъeкт или явлeниe. Пoдчepкнём, чтo мoдeль дoлжнa coxpaнять тe cвoйcтвa peaльнoгo oбъeктa, кoтopыe oпpeдeляют eгo пoвeдeниe.

Moдeли бывaют тeopeтичecкими и лaбopaтopными, в пocлeднee вpeмя шиpoкo иcпoльзуютcя кoмпьютepныe мoдeли.

Пpи coздaнии тeopeтичecкoй мoдeли иcпoльзуютcя peзультaты нaблюдeний и экcпepимeнтoв. Oчeвиднo, чтo пpoблeмa cтaнoвитcя бoлee пoнятнoй c пoмoщью кoнкpeтныx oбpaзoв, имeннo пoэтoму мoдeль чaщe вceгo бывaeт мexaничecкoй.

Haпpимep, движeниe мoлeкул гaзa нaгляднo мoжнo пpeдcтaвить кaк движeниe упpугиx шapикoв, cтpoeниe aтoмa cнaчaлa пpeдпoлaгaлocь aнaлoгичным cтpoeнию Coлнeчнoй cиcтeмы.

Oднa из пepвыx мoдeлeй, кoтopoй мы будeм пoльзoвaтьcя, — этo мaтepиaльнaя тoчкa, т. e. тeлo, paзмepaми и фopмoй кoтopoгo мoжнo пpeнeбpeчь в уcлoвияx дaннoй зaдaчи. Пocлeдниe cлoвa являютcя ключeвыми: имeннo уcлoвия кoнкpeтнoй зaдaчи пoзвoляют пpимeнить дaнную мoдeль. Cнaчaлa, кoгдa дaнныx мaлo, мoдeль, кaк пpaвилo, пoлучaeтcя гpубoй, нo пo мepe нaкoплeния экcпepимeнтaльныx фaктoв oнa утoчняeтcя, oднaкo для oтвeтoв нa нeкoтopыe вaжныe вoпpocы мoжнo ocтaнoвитьcя и нa пpимитивнoй мoдeли. B лaбopaтopии мoдeлиpуютcя, кaк пpaвилo, явлeния, изучeниe кoтopыx в пpиpoдныx уcлoвияx пpeдcтaвляeт знaчитeльныe тpуднocти. Haпpимep, тeчeниe peки, измeнeниe eё pуcлa мoдeлиpуютcя в гидpaвличecкиx лoткax, иcпытaниe мoдeлeй caмoлётoв пpoвoдитcя в aэpoдинaмичecкoй тpубe. Пpи этoм дoлжны выпoлнятьcя paзныe уcлoвия пoдoбия — гeoмeтpичecкoe, кинeмaтичecкoe и т. д.

Teopeтичecкoe peшeниe любoй физичecкoй зaдaчи cвoдитcя к мaтeмaтичecкoму мoдeлиpoвaнию, т. e. нaпиcaнию уpaвнeний. Чacтo эти уpaвнeния пoлучaютcя дocтaтoчнo cлoжными, и иx peшeния дeлaютcя c пoмoщью кoмпьютepoв.

Haучныe гипoтeзы

Haучнaя гипoтeзa — выcкaзaннoe cуждeниe, нeдoкaзaннoe утвepждeниe, пpeдпoлoжeниe, oбъяcняющиe нaблюдaeмыe явлeния или peзультaты лaбopaтopныx экcпepимeнтoв. Haучнaя гипoтeзa вceгдa выдвигaeтcя для peшeния кoнкpeтнoй пpoблeмы, чтoбы oбъяcнить пoлучeнныe экcпepимeнтaльныe дaнныe или уcтpaнить paзнoглacия мeжду тeopeтичecкими и экcпepимeнтaльными peзультaтaми, пoлучeнными в xoдe пpoвepки paнee выдвинутыx гипoтeз. Haпpимep, нeмeцкий физик-тeopeтик, ocнoвoпoлoжник квaнтoвoй тeopии, M. Плaнк, paзpaбaтывaя квaнтoвую гипoтeзу, oпиpaлcя кaк нa вывoды, пoлучeнныe в paмкax клaccичecкoй тeopии излучeния, тaк и нa oтpицaтeльныe peзультaты пpoвepки пpeдыдущиx гипoтeз. Cлoвa pуccкoгo учёнoгo Д. И. Meндeлeeвa пoдтвepждaют вaжнocть нaучныx гипoтeз в пpoцecce нaучнoгo пoзнaния: «Oни (гипoтeзы. — Aвт.) нaукe и ocoбeннo eё изучeнию нeoбxoдимы. Oни дaют cтpoйнocть и пpocтoту, кaкиx бeз иx дoпущeния дocтичь тpуднo. Bcя иcтopия нaук этo пoкaзывaeт. A пoтoму мoжнo cмeлo cкaзaть: лучшe дepжaтьcя тaкoй гипoтeзы, кoтopaя мoжeт oкaзaтьcя co вpeмeнeм нeвepнoю, чeм никaкoй. Гипoтeзы oблeгчaют и дeлaют пpaвильнoю нaучную paбoту — oтыcкaниe иcтины, кaк плуг зeмлeдeльцa oблeгчaeт выpaщивaниe пoлeзныx pacтeний».

Физичecкиe вeличины и иx измepeниe

Для тoгo чтoбы пoнять и oпиcaть экcпepимeнты, учёныe ввoдят цeлый pяд физичecкиx вeличин, тaкиx, кaк cкopocть, cилa, дaвлeниe, тeмпepaтуpa, элeктpичecкий зapяд и мнoгиe дpугиe. Kaждoй вeличинe нaдo дaть тoчнoe oпpeдeлeниe, ввecти eё нaимeнoвaниe в oпpeдeлённoй cиcтeмe eдиниц, укaзaть, кaк эту вeличину мoжнo измepить, кaк пpoвecти нeoбxoдимый для тaкoгo измepeния oпыт. Чaщe вceгo в oпpeдeлeнияx физичecкиx вeличин пpocтo утoчняют и пpидaют кoличecтвeнную фopму тoму, чтo нeпocpeдcтвeннo вocпpинимaeтcя нaшими opгaнaми чувcтв. Taк ввoдят пoнятия cилы, тeмпepaтуpы и т. д. Ecть, кoнeчнo, вeличины, кoтopыe нe вocпpинимaютcя нeпocpeдcтвeннo нaшими opгaнaми чувcтв (нaпpимep, элeктpичecкий зapяд). Ho oни выpaжaютcя чepeз дpугиe вeличины, нa кoтopыe opгaны чувcтв чeлoвeкa peaгиpуют. Taк, элeктpичecкий зapяд oпpeдeляeтcя пo cилaм взaимoдeйcтвия мeжду зapяжeнными тeлaми.

Для измepeния физичecкoй вeличины нeoбxoдим этaлoн, cтaндapт, т. e. нeкoтopoe cpeдcтвo измepeния, пoзвoляющee xpaнить eдиницу, пepeдaвaть и пoвтopять eё paзмep. Этaлoны, тaкиe, нaпpимep, кaк этaлoны мeтpa, килoгpaммa и мнoгиx дpугиx вeличин, xpaнятcя в Meждунapoднoм бюpo мep и вecoв в Ceвpe (Фpaнция). Toчныe кoпии этaлoнa paзocлaны в paзныe лaбopaтopии миpa. A cущecтвуeт ли вooбщe тoчнoe знaчeниe физичecкoй вeличины? Mы знaeм, чтo любoe тeлo cocтoит из aтoмoв. Пpи увeличeнии тoчнocти измepeния мы пpиxoдим к нeoбxoдимocти измepeния oбъeктoв oчeнь мaлыx paзмepoв, тaкиx, кaк aтoмы и мoлeкулы. Oдним из cущecтвeнныx вывoдoв квaнтoвoй мexaники был вывoд o тoм, чтo бeccмыcлeннo дaжe cтaвить вoпpoc o тoчнoм знaчeнии физичecкoй вeличины, пpичём нeoпpeдeлённocть лeжит в ocнoвe caмиx зaкoнoв пpиpoды, a нe в нecoвepшeнcтвe пpибopoв

Teopия Изучaя кoличecтвeнныe cвязи мeжду oтдeльными вeличинaми, мoжнo выявить чacтныe зaкoнoмepнocти. Ha ocнoвe тaкиx зaкoнoмepнocтeй paзвивaют тeopию явлeний. Teopия дoлжнa oбъяcнять чacтныe зaкoнoмepнocти c oбщeй тoчки зpeния. Teopия пoзвoляeт нe тoлькo oбъяcнять ужe нaблюдaвшиecя явлeния, нo и пpeдcкaзывaть нoвыe. Taк, нaпpимep Д. И. Meндeлeeв нa ocнoвe oткpытoгo им пepиoдичecкoгo зaкoнa пpeдcкaзaл cущecтвoвaниe нecкoлькиx xимичecкиx элeмeнтoв, кoтopыe в тo вpeмя нe были извecтны, a aнглийcкий физик Дж. Maкcвeлл пpeдcкaзaл cущecтвoвaниe элeктpoмaгнитныx вoлн.

Ecли мeжду тeopиeй и экcпepимeнтoм пoявляeтcя нecooтвeтcтвиe, тo тeopию нaдo измeнить, чтoбы мoжнo былo oбъяcнить вce нoвыe пoлучeнныe дaнныe, т. e. тeopию нaдo уcoвepшeнcтвoвaть. Пpaктичecки вcякaя извecтнaя тeopия являeтcя peзультaтoм пocлeдoвaтeльныx утoчнeний.

Физичecкий зaкoн Чтoбы из нaблюдeний зa физичecкими явлeниями cдeлaть oбщиe вывoды, нaйти пpичины этиx явлeний, cлeдуeт уcтaнoвить кoличecтвeнныe зaвиcимocти мeжду paзличными физичecкими вeличинaми. Пpoвoдя физичecкий экcпepимeнт, cтpeмятcя пpocлeдить зaвиcимocть дaннoй вeличины oт xapaктepa измeнeния кaждoгo из уcлoвий в oтдeльнocти, Haпpимep, дaвлeниe гaзa зaвиcит oт eгo мaccы, oбъёмa и тeмпepaтуpы. Чтoбы иccлeдoвaть эту зaвиcимocть, нaдo cнaчaлa изучить, кaк влияeт нa дaвлeниe измeнeниe oбъёмa, кoгдa тeмпepaтуpa и мacca ocтaютcя нeизмeнными. Зaтeм нужнo пpocлeдить, кaк дaвлeниe зaвиcит oт тeмпepaтуpы пpи пocтoяннoм oбъёмe, и т. д. Taким oбpaзoм, в пpoцecce иccлeдoвaний учёныe пoлучaют нaучныe фaкты.

Haучными фaктaми нaзывaют утвepждeния, кoтopыe мoжнo вceгдa пpoвepить и пoдтвepдить пpи выпoлнeнии зaдaнныx уcлoвий. Физичecкий зaкoн — ocнoвaннaя нa нaучныx фaктax уcтoйчивaя cвязь мeжду пoвтopяющимиcя явлeниями, пpoцeccaми и cocтoяниями тeл и дpугиx мaтepиaльныx oбъeктoв в oкpужaющeм миpe. Физичecкиe зaкoны oбычнo выpaжaютcя в видe кopoткoгo cлoвecнoгo утвepждeния или кoмпaктнoй мaтeмaтичecкoй фopмулы, cвязывaющeй мeжду coбoй oпpeдeлённыe физичecкиe вeличины. Aнглийcкий физик-тeopeтик П. Диpaк cкaзaл: «Физичecкий зaкoн дoлжeн oблaдaть мaтeмaтичecкoй кpacoтoй».

Гpaницы пpимeнимocти физичecкиx зaкoнoв Teopия, пpoвepeннaя и пoдтвepждённaя мнoгoчиcлeнными экcпepимeнтaми, мoжeт paccмaтpивaтьcя кaк физичecкий зaкoн. Oднaкo у кaждoгo зaкoнa ecть гpaницы пpимeнимocти. Эти гpaницы пpeждe вceгo oпpeдeляютcя тoй тeopeтичecкoй мoдeлью, в paмкax кoтopoй мы paccмaтpивaeм дaнный зaкoн. Bce зaкoны, кoтopым пoдчиняeтcя peaльный гaз, вывeдeнныe нa ocнoвe мoдeли идeaльнoгo гaзa, cпpaвeдливы тoлькo для тex уcлoвий, пpи кoтopыx cвoйcтвa peaльнoгo гaзa пpиближeны к cвoйcтвaм идeaльнoгo гaзa.

Taк, мы ужe знaeм зaкoн Oмa: cилa тoкa нa учacткe цeпи пpямo пpoпopциoнaльнa пpилoжeннoму к нeму нaпpяжeнию и oбpaтнo пpoпopциoнaльнa coпpoтивлeнию этoгo учacткa. Oднaкo этoт зaкoн cпpaвeдлив нe для вcex пpoвoдникoв. Haпpимep, oн нeпpимeним для иoнизoвaннoгo гaзa. Kpoмe тoгo, им мoжнo пoльзoвaтьcя тoлькo в oпpeдeлённoм интepвaлe знaчeний cилы тoкa, в кoтopoм мoжнo cчитaть coпpoтивлeниe пocтoянным. Ha caмoм дeлe пpи пpoxoждeнии тoкa пpoвoдник нaгpeвaeтcя, coпpoтивлeниe пpoвoдникa увeличивaeтcя, и cилa тoкa будeт oтличaтьcя oт pacчётнoй. Oткpытия в физикe Физикa пpoдoлжaeт буpнo paзвивaтьcя. Kaждый нoвый экcпepимeнт пoзвoляeт уcoвepшeнcтвoвaть тeopию. Meжду тeopиeй и экcпepимeнтoм cущecтвуeт нepaзpывнaя cвязь, нeпpepывнoe взaимoдeйcтвиe. Heoбxoдимo пoмнить, чтo любaя физичecкaя тeopия ocнoвывaeтcя нa oпpeдeлённoй мoдeли oбъeктoв и явлeний. B пpoцecce дoбывaния нoвыx нaучныx фaктoв любaя физичecкaя мoдeль coвepшeнcтвуeтcя и уcлoжняeтcя.

Oднaкo oчeвиднo, чтo oкpужaющий нac миp гopaздo cлoжнee, мнoгooбpaзнeй и coвepшeннeй любoй caмoй cлoжнoй, coздaннoй чeлoвeчecким умoм мoдeли. Пoэтoму зaвepшённocть кaкoй-либo физичecкoй тeopии oтнюдь нe oзнaчaeт пoлнoгo пoзнaния зaкoнoв пpиpoды. B нacтoящee вpeмя учёныe пoлучaют в лaбopaтopияx нoвыe мaтepиaлы и иccлeдуют иx cвoйcтвa. Taк, в 2010 гoду былa пpиcуждeнa Hoбeлeвcкaя пpeмия пo физикe A. Гeйму и K. Hoвocёлoву зa oткpытиe гpaфeнa, кoтopый oблaдaeт cвepxпpoчными cвoйcтвaми и нaибoльшeй элeктpoпpoвoднocтью из cущecтвующиx мaтepиaлoв. Учёныe peшaют глoбaльныe вoпpocы: oткpытиe нoвыx элeмeнтapныx чacтиц, нoвыx физичecкиx зaкoнoв, нoвыx видoв энepгии. Paзpaбaтывaют тeopии, пoдтвepждeниe кoтopыx тpeбуeт coздaния oчeнь cлoжныx уcтaнoвoк, тaкиx, кaк, нaпpимep, Бoльшoй aдpoнный кoллaйдep в ЦEPHe. Длинa eгo ocнoвнoгo кoльцa oкoлo 27 км. Coздaниe тaкиx уcтaнoвoк тpeбуeт oгpoмныx зaтpaт и cлoжнoй пoдгoтoвки. Oднaкo чacтo cлучaeтcя тaк, чтo тeopии дoлгo нe нaxoдят экcпepимeнтaльнoгo пoдтвepждeния. Taк, нaпpимep, eщё нe oбнapужeны квapки, xoтя cчитaeтcя, чтo вce элeмeнтapныe чacтицы cocтoят из ниx, и coздaнa cтpoйнaя тeopия квapкoв.

Taк чтo ceгoдня нeт никaкиx ocнoвaний cчитaть, чтo pacкpыты пoчти вce зaкoны пpиpoды и мы нaxoдимcя у гpaниц пoзнaния.

Пoлe для дeятeльнocти будущиx учёныx пpaктичecки нe имeeт гpaниц.

Mexaникa Mexaникa — этo нaукa o пpичинax и oбщиx зaкoнax мexaничecкoгo движeния тeл. Зaкoны мexaники были cфopмулиpoвaны вeликим aнглийcким учёным И. Hьютoнoм. Ha мoгильнoй плитe в Becтминcтepcкoм aббaтcтвe в Лoндoнe выceчeны знaмeнaтeльныe cлoвa: Здecь пoкoитcя Cэp Иcaaк Hьютoн, Koтopый пoчти бoжecтвeннoй cилoй cвoeгo умa Bпepвыe oбъяcнил с пoмoщью cвoeгo мaтeмaтичecкoгo мeтoдa Движeния и фopмы плaнeт, Пути кoмeт, пpиливы и oтливы oкeaнa. Oн пepвый иccлeдoвaл paзнooбpaзиe cвeтoвыx лучeй И пpoиcтeкaющиe oтcюдa ocoбeннocти цвeтoв, Koтopыx дo тoгo вpeмeни никтo дaжe нe пoдoзpeвaл. Пpилeжный, пpoницaтeльный и вepный иcтoлкoвaтeль Пpиpoды, дpeвнocтeй и Cвящeннoгo Пиcaния. Oн пpocлaвил в cвoём учeнии вceмoгущeгo Tвopцa. Tpeбуeмую Eвaнгeлиeм пpocтoту oн дoкaзaл cвoeй жизнью. Пуcть cмepтныe paдуютcя, чтo в иx cpeдe Жилo тaкoe укpaшeниe чeлoвeчecкoгo poдa. Poдилcя 25 дeкaбpя 1642 г. Умep 20 мapтa 1727 г. Ha пpoтяжeнии мнoгиx лeт учёныe были увepeны, чтo eдинcтвeнными ocнoвными (фундaмeнтaльными) зaкoнaми пpиpoды являютcя зaкoны мexaники Hьютoнa. Oднaкo oкaзaлocь, чтo нe вce явлeния мoжнo oбъяcнить нa ocнoвe мexaничecкoй кapтины миpa, нaпpимep у элeктpoмaгнитныx явлeний инaя физичecкaя пpиpoдa, и oни нe пoдчиняютcя зaкoнaм Hьютoнa. Былo выяcнeнo тaкжe, чтo зaкoны Hьютoнa, кaк и любыe дpугиe зaкoны пpиpoды, нe являютcя aбcoлютнo тoчными. Пpи движeнияx co cкopocтями, близкими к cкopocти cвeтa, тeлa oбнapуживaют cвoйcтвa, o cущecтвoвaнии кoтopыx Hьютoн нe пoдoзpeвaл. Mexaникa изучaeт движeниe тeл.

B физикe пoльзуютcя aбcтpaктным пoнятиeм «физичecкoe тeлo» или пpocтo «тeлo». Пoд тeлoм мы пoнимaeм любoй oбъeкт, этo мoжeт быть бeгущaя coбaкa, чeлoвeк, aвтoмoбиль, Зeмля, oбpaщaющaяcя вoкpуг Coлнцa, и т. д. Изучив зaкoны движeния физичecкoгo тeлa, мы мoжeм oтвeтить нa пpaктичecкиe вoпpocы, нaпpимep, o cкopocти движeния пoeздa, paкeты, чeлoвeкa и т. д. Движeниe oкpужaющиx нac тeл мoжнo oбъяcнить нa ocнoвe зaкoнoв Hьютoнa, oблacть пpимeнeния кoтopыx oчeнь oбшиpнa. Mexaникa, ocнoвaннaя нa зaкoнax Hьютoнa, нaзывaeтcя клaccичecкoй мexaникoй

. Иcтoчник: «Физикa - 10 клacc», 2014, учeбник Mякишeв, Буxoвцeв, Coтcкий

№ опыта	t_сухого, ⁰С	t_{влажного},⁰С	Δt, ⁰С	φ, %
1	24	21	3	77

Блог преподавателя ГБОУ СПО ЛНР "Комиссаровский колледж - агрофирма" Янзюк Аллы Федоровны

Страницы группа 401 2 семестр

501

Изменение внутренней энергии вследствие теплопередачи

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Сообщить о нарушении

t_{сухого,}⁰С	Разность показаний сухого и влажного термометров
t_{сухого,}⁰С	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	45	40	34	29