В чем заключается основное утверждение механики. Главное утверждение механики ньютона

Главная

На свободную тему

И зменение скорости тела (а значит, ускорение) всегда вызывается воздействием на него каких-либо других тел . Эта фраза содержит главное утверждение механики Ньютона и выражает принцип причинности в механике.
Может оказаться и так, что тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, т. е. без ускорения , хотя на него и действуют другие тела.
Скорость тела никогда не меняется, если на него ничто не действует.
Любой человек, даже не знакомый с физикой, понимает, что заставить какой-либо предмет изменить модуль или направление скорости можно, только оказав на него определенное воздействие. Ученики 5 класса, гоняющие шайбу во дворе, возможно, не знают законов механики Ньютона. Но поступают они правильно: они стараются, ударяя клюшкой по шайбе, так изменить движение шайбы, чтобы она скользила к воротам противника или к партнеру по команде, находящемуся в выгодном положении (рис. 3.1).

Таким образом, когда на пассажира не действуют другие тела, он не получает ускорение в системе отсчета, связанной с Землей, но относительно системы отсчета, связанной со стенками автобуса, движущегося замедленно, пассажир имеет ускорение, направленное вперед.
То же самое получится, если связать систему отсчета с вращающейся каруселью. Относительно карусели любой предмет, находящийся на Земле, будет описывать окружность, т. е. будет двигаться с ускорением, хотя никаких внешних действий, вызывающих это ускорение, обнаружить нельзя.
Если относительно какой-нибудь системы отсчета тело движется с ускорением, не вызванным действием на него других тел, то такую систему называют неинерциальной . Так, неинерциальными являются системы отсчета, связанные с автобусом, движущимся по отношению к Земле с ускорением, или с вращающейся каруселью.
В неинерциальных системах отсчета основное положение механики о том, что ускорение тела вызывается действием на него других тел, не выполняется.
Введено очень важное понятие - инерциальная система отсчета. В дальнейшем движение тел мы будем рассматривать только в инерциальных системах отсчета.

«Законы движения Ньютона» - Сила F является причиной и определяет ускорение а. Вектор ускорения сонаправлен с вектором силы. Особенности 3 закона Ньютона. Силы не уравновешиваются, т.к. приложены к разным телам. Шаврова Татьяна Геннадьевна Учитель физики МОУ «Первомайская средняя общеобразовательная школа №2». Силы появляются только парами.

«Ньютон и законы» - Поэтому вычисления настолько сложны, что приходится привлекать на помощь вычислительные машины. Тела взаимодействуют. Три закона Ньютона описывают движение всего, что нас окружает: от молекул газов до планет. И вот явился Ньютон Законы Ньютона в принципе позволяют решить любую задачу механики. Действие одного тела на другое не одностороннее.

«Три закона Ньютона» - I закон Ньютона. Три закона Ньютона. Найди картинку к своему закону и объясни свой выбор. Особенности??? закона Ньютона: Закрепление изученного. ??? закон Ньютона. ?? закон Ньютона. Ньютон вошёл в историю как гениальный математик и физик. Проверка домашнего задания. Каждая группа по очереди отвечает на вопросы.

«Сила и законы Ньютона» - Первый закон Ньютона. Силы только парами. Если равнодействующая равна нулю, то ускорение тоже равно нулю. Вектор ускорения сонаправлен с вектором скорости. Рисунки и формулы второго закона. Динамика материальной точки. Только силы одинаковой природы. Сила – причина, определяющая ускорение. Всегда при взаимодействии.

«Закон Ньютона физика» - Что в физике понимают под материальной точкой? Сформулируйте первый закон Ньютона. Каковы особенности сил, о которых идет речь в третьем законе Ньютона? В чем состоит основное утверждение механики? Анализ (построить математическую модель явления): Выбрать систему отсчета. Привести примеры. В чем состоит принцип относительности в механике?

«Законы Ньютона 9 класс» - Телескоп Ньютона. Опыт И.Ньютона. Открытия Ньютона - вошли в историю развития физики. Исаак Ньютон при работе.. Надгробье Исаака Ньютона. Портрет Исаака Ньютона, нарисованный неизвестным английским художником. Работы относятся к механике, оптике, астрономии, математике. Данные шары помогали Исааку в опытах.

>>Физика: Основное утверждение механики

Законы механики, как и все основные законы физики, имеют точную количественную форму. Но вначале мы постараемся качественно сформулировать основное утверждение механики. Так будет проще уловить главное содержание механики Ньютона. После этого перейдем к количественной формулировке законов механики.
Выбор системы отсчета . Мы уже знаем, что любое движение следует рассматривать по отношению к определенной системе отсчета.
В кинематике, т. е. при описании движения без рассмотрения причин его изменения, все системы отсчета равноправны. Выбор определенной системы отсчета для решения той или иной задачи диктуется соображениями целесообразности и удобства. Так, при стыковке космических кораблей удобно рассматривать движение одного из них относительно другого, а не относительно Земли.
В главном разделе механики - динамике - рассматриваются взаимодействия тел , являющиеся причиной изменения движения этих тел, т. е. изменения их скоростей.
Вопрос о выборе системы отсчета в динамике не является простым. Выберем вначале систему отсчета, связанную с земным шаром. Движение тел вблизи поверхности Земли будем рассматривать относительно самой Земли.
Что вызывает ускорение тел? Если тело, лежащее на полу или на столе, начинает двигаться, то всегда по соседству можно обнаружить предмет, который толкает это тело, тянет или действует на него на расстоянии (например, магнит на железный шар). Поднятый над Землей камень не остается висеть в воздухе, а падает. Надо думать, что именно действие Земли приводит к этому.
Вся совокупность подобных фактов говорит о том, что изменение скорости тела (а значит, ускорение) всегда вызывается воздействием на него каких-либо других тел . Эта фраза содержит главное утверждение механики Ньютона и выражает принцип причинности в механике.
Может оказаться и так, что тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, т. е. без ускорения , хотя на него и действуют другие тела.
На столе лежит книга, ее ускорение равно нулю, хотя действие со стороны других тел налицо. На книгу действуют притяжение Земли и стол, не дающий ей падать вниз. В этом случае говорят, что действия уравновешивают (или компенсируют) друг друга. Но книга никогда не придет в движение, не получит ускорение, если на нее не подействовать рукой, сильной струей воздуха или еще каким-нибудь способом. Скорость тела никогда не меняется, если на него ничто не действует.
Перечислить экспериментальные доказательства того, что изменение скорости одного тела всегда вызывается действием на него других тел, нет никакой возможности. Эти доказательства вы можете наблюдать на каждом шагу.
Футболист ударил по мячу. Ударил - значит, его нога оказала определенное действие на мяч, и скорость мяча увеличилась. А вот какое действие позволяет футболисту быстро устремиться к воротам противника? Одного желания здесь мало. Будь вместо футбольного поля идеально гладкий лед, а на ногах футболиста вместо бутс с шипами - тапочки с гладкой подошвой, это ему не удалось бы. Для того чтобы бежать с ускорением, нужно упираться ногами в землю. Если ноги будут скользить, вы никуда не убежите. Значит, только трение о землю, действие со стороны земли на ноги футболиста позволяет ему, да и всем нам, при беге и ходьбе изменять свою скорость. Точно так же, чтобы остановиться с разбегу, надо упираться ногами в землю.
Любой человек, даже не знакомый с физикой , понимает, что заставить какой-либо предмет изменить модуль или направление скорости можно, только оказав на него определенное воздействие. Ученики 5 класса, гоняющие шайбу во дворе, возможно, не знают законов механики Ньютона. Но поступают они правильно: они стараются, ударяя клюшкой по шайбе, так изменить движение шайбы, чтобы она скользила к воротам противника или к партнеру по команде, находящемуся в выгодном положении (рис. 3.1).

Движение с постоянной скоростью . Однако не следует думать, что основное утверждение механики совершенно очевидно и уяснить его ничего не стоит.
Если действий со стороны других тел на данное тело нет, то согласно основному утверждению механики ускорение тела равно нулю, 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. Ньютону вслед за Галилеем удалось окончательно развеять одно из глубочайших заблуждений человечества о законах движения тел.
Начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля, на протяжении почти двадцати веков все были убеждены, что движение тела с постоянной скоростью нуждается для своего поддержания в действиях, производимых на тело извне, т. е. в некоторой активной причине. Считали, что без такой поддержки тело обязательно остановится.
Это, казалось, находит подтверждение в нашем повседневном опыте. Например, автомобиль с выключенным двигателем останавливается и на совершенно горизонтальной дороге. То же самое можно сказать о велосипеде, лодке и теплоходе на воде и любых других движущихся телах. Вот почему даже в наше время можно встретить людей, которые смотрят на движение так же, как смотрел Аристотель.
В действительности же свободное тело , которое не взаимодействует с другими телами, движется всегда с постоянной скоростью или находится в покое. Только действие со стороны другого тела способно изменить его скорость. Действовать на тело, чтобы поддержать его скорость постоянной, нужно лишь потому, что в обычных условиях всегда существует сопротивление движению со стороны земли, воздуха или воды. Если бы не было этого сопротивления, то скорость автомобиля на горизонтальном шоссе и при выключенном двигателе оставалась бы постоянной.
Инерциальные и неинерциальные системы отсчета . До сих пор систему отсчета мы связывали с Землей, т. е. рассматривали движение относительно Земли. В системе отсчета, связанной с Землей, ускорение тела определяется только действием на него других тел. Подобные системы отсчета называют инерциальными .
Однако в других системах отсчета может оказаться, что тело имеет ускорение даже в том случае, когда на него другие тела не действуют.
В качестве примера рассмотрим систему отсчета, связанную с автобусом. При равномерном движении автобуса пассажир может не держаться за поручень, действие со стороны автобуса компенсируется взаимодействием с Землей. При резком торможении автобуса стоящие в проходе пассажиры падают вперед, получая ускорение относительно стенок автобуса (рис.3.2 ). Однако это ускорение не вызвано какими-либо новыми воздействиями со стороны Земли или автобуса непосредственно на пассажиров. Относительно Земли пассажиры сохраняют свою постоянную скорость, но автобус начинает двигаться с ускорением, и пассажиры относительно него также движутся с ускорением. Однако это ускорение не связано со взаимодействием пассажиров с какими-либо телами, оно появляется вследствие того, что движение их рассматривается относительно тела отсчета (автобуса), движущегося с ускорением.

Таким образом, когда на пассажира не действуют другие тела, он не получает ускорение в системе отсчета, связанной с Землей, но относительно системы отсчета, связанной со стенками автобуса, движущегося замедленно, пассажир имеет ускорение, направленное вперед.
То же самое получится, если связать систему отсчета с вращающейся каруселью. Относительно карусели любой предмет, находящийся на Земле, будет описывать окружность, т. е. будет двигаться с ускорением, хотя никаких внешних действий, вызывающих это ускорение , обнаружить нельзя.
Если относительно какой-нибудь системы отсчета тело движется с ускорением, не вызванным действием на него других тел, то такую систему называют неинерциальной . Так, неинерциальными являются системы отсчета, связанные с автобусом, движущимся по отношению к Земле с ускорением, или с вращающейся каруселью.
В неинерциальных системах отсчета основное положение механики о том, что ускорение тела вызывается действием на него других тел, не выполняется.
Введено очень важное понятие - инерциальная система отсчета. В дальнейшем движение тел мы будем рассматривать только в инерциальных системах отсчета.

???
1. В чем состоит основное утверждение механики ! Подтвердите его примерами, не упомянутыми в тексте.
2. При каких условиях тело движется с постоянной скоростью?

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку,

Механика - достаточно сложная наука. Но главное ее утверждение можно представить в одной фразе (см. с. 150).
Законам механики подчиняются движения всех окружающих нас тел.
Для того чтобы открыть эти законы, Ньютону не потребовались какие-либо сложные приборы. Достаточными оказались простые опыты. Главная трудность состояла в том, чтобы в огромном разнообразии движений тел увидеть то существенное, то общее, что определяет движение каждого тела.
Законы механики, как и все основные законы физики, имеют точную количественную форму. Но вначале мы попытаемся понять эти законы качественно. Так будет проще уловить главное содержание механики Ньютона. После этого перейдем к количественной формулировке законов механики.
Выбор системы отсчета
Мы уже знаем, что любое движение следует рассматривать по отношению к определенной системе отсчета.
В кинематике, т. е. при описании движения без рассмотрения причин его изменения, все системы отсчета равноправны. Выбор определенной системы отсчета для решения той или иной задачи диктуется соображениями целесообразности и удобства. Так, при стыковке космических кораблей удобно рас-сматривать движение одного из них относительно другого, а не относительно Земли.
В главном разделе механики - динамике - рассматриваются взаимные действия тел друг на друга, являющиеся причиной изменения движения тел, т. е. их скоростей.
Можно сказать, что если кинематика отвечает на вопрос: «Как движется тело?», то динамика выясняет, почему именно так.
Вопрос о выборе системы отсчета в динамике не является простым. Выберем вначале на первый взгляд естественную систему отсчета - систему, связанную с земным шаром. Движение тел вблизи поверхности Земли будем рассматривать относительно самой Земли.
Что вызывает ускорение тел?
Если тело, лежащее на земле, на полу или на столе, начинает двигаться, то всегда по соседству можно обнаружить предмет, который толкает это тело, тянет или действует на него на расстоянии (например, магнит на железный шарик). Поднятый над землей камень не остается висеть в воздухе, а падает. Надо думать, что именно действие Земли приводит к этому.
Вся совокупность подобных опытных фактов говорит о том, что изменение скорости тела (т. е. ускорение) всегда вызывает-ся воздействием на данное тело каких-либо других тел. Эта фраза содержит самое главное утверждение механики Ньютона.
Может оказаться, что тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, т. е. без ускорения (а = 0), хотя на него и действуют другие тела. Но если на тело не действуют другие тела, то скорость тела никогда не меняется.
Когда на столе лежит книга, то ее ускорение равно нулю, хотя действие со стороны других тел налицо. На книгу действуют притяжение Земли и стол, не дающий ей падать вниз.
В этом случае говорят, что действия уравновешивают друг друга. Но книга никогда не придет в движение, не получит ус-
Рис. 2.1
корение, если на нее не подействовать рукой, сильной струей воздуха или еще каким-либо способом.
Перечислять экспериментальные доказательства того, что изменение скорости одного тела всегда вызывается действием на него других тел, нет никакой возможности да и особой необходимости. Действие тел друг на друга вы можете наблюдать на каждом шагу. Но только наблюдать надо уметь.
Футболист ударил по мячу. Ударил - значит, его нога оказала определенное воздействие на мяч, и скорость мяча увеличилась. А вот какое действие позволяет футболисту быстро устремиться к воротам противника? Одного желания здесь мало. Будь вместо футбольного поля идеально гладкий лед, а на ногах футболиста вместо бутс с шипами тапочки с гладкой подошвой, это ему не удалось бы. Для того чтобы бежать с ускорением, нужно упираться ногами в землю. Если ноги будут скользить, футболист никуда не убежит. Только трение о землю, действие со стороны земли на ноги футболиста позволяют ему, да и всем нам при беге и ходьбе изменять свою скорость. Точно ТЯК Ж6« чтобы остановиться с разбегу, надо упираться ногами в землю.
Любой человек из своего опыта знает, что заставить какой-либо предмет изменить скорость (по числовому значению или направлению) можно, только оказав на него определенное воздействие. Трудно заподозрить учеников, скажем, 5 класса, гоняющих шайбу, в знакомстве с законами механики Ньютона. Но поступают они правильно. Они стараются, действуя КЛЮШКОЙ на шайбу, так изменить движение шайбы, чтобы она двигалась в нужном направлении: к воротам противника (рис. 2.1) или к партнеру по команде, находящемуся в выгодном положении.
Движение с постоянной скоростью
Не следует думать, что основное утверждение механики со-вершенно очевидно и уяснить его ничего не стоит.
Если действий со стороны других тел на данное тело нет, то, согласно основному утверждению механики, ускорение тела равно нулю, т. е. тело будет покоиться или двигаться с постоянной скоростью.
Вот этот-то факт совсем не является само собой разумеющимся. Понадобился гений Галилея и Ньютона, чтобы его осознать. Ньютону вслед за Галилеем удалось окончательно разве-ять одно из глубочайших убеждений человечества о законах движения тел.
Начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля, на протяжении почти двадцати веков все были убеждены, что для поддержания постоянной скорости тела необходимо, чтобы что-то (или кто-то) воздействовало на него, т. е. тело нуждается для поддержания своего движения в действиях, производимых на тело извне, в некоторой активной причине; думали, что без такой поддержки тело обязательно остановится.
Аристотель считал покой относительно Земли естественным состоянием тела, не требующим особой причины. Ведь Земля в то время считалась центром мироздания. Без активной причины тело возвращается в свое естественное состояние покоя.
Это, казалось бы, находит подтверждение в нашем повседневном опыте. Например, автомобиль с выключенным двигателем останавливается и на совершенно горизонтальной дороге. То же самое можно сказать о велосипеде, лодке на воде, бильярдных шарах и любых других движущихся телах. Вот почему
Галилео Галилей (1564-1642) - великий итальянский физик и астроном, впервые применивший экспериментальный метод исследования в науке. Галилей открыл принцип относительности, ввел понятие инерции, исследовал законы падения тел и движения тел по на-клонной плоскости, предложил приме-нять маятник для измерения времени. Впервые в истории человечества с по-мощью изготовленной им зрительной трубы Галилей открыл горы на Луне, спутники Юпитера, звездное строение Млечного Пути, пятна на Солнце, фазы Венеры. Галилей развил запрещенное в те времена церковью учение Коперника о движении Земли, за что в 1633 г. был осужден римским католическим судом. Приговор был отменен Ватиканом 350 лет спустя. даже в наше время можно встретить людей, которые смотрят на движение так же, как смотрел Аристотель. Кажется нелепым движение повозки с постоянной скоростью, но без лошади!
В действительности же свободное тело, т. е. тело, которое не взаимодействует с другими телами, могло бы сохранять свою скорость постоянной сколь угодно долго или находиться в покое. Только действие со стороны другого тела способно изменить его скорость. Действовать на тело, чтобы поддерживать его скорость постоянной, нужно лишь потому, что в обычных условиях всегда существует сопротивление движению со стороны земли, воздуха или воды. Если бы не было этого сопротивления, то скорость автомобиля на горизонтальном шоссе и при выключенном двигателе оставалась постоянной.
Более глубокий взгляд на сущность механики
Мы выяснили, что скорость тела изменяется вследствие воз-действия на него окружающих тел. Это означает, что ускорение тела в данный момент времени однозначно определяется расположением окружающих тел и в общем случае их скоростями относительно данного тела. Очень важно понять, что ускорение при фиксированном положении окружающих тел не может быть любым: его значение диктуется законами природы и не зависит от того, что происходило с телом в предшествующие моменты времени.
К скорости тела этот вывод не относится. Вектор скорости не определяется однозначно воздействием окружающих тел и в данный момент в данной точке пространства может быть любым в зависимости от того, что происходило с телом в предшествующие моменты времени.
Координаты тела также не определяются воздействием других тел единственным образом. В данный момент времени при фиксированном положении окружающих тел координаты тела могут быть любыми в зависимости от того, как двигалось тело перед этим (т. е. координаты зависят от начальных условий).
Например, при падении камня на землю его ускорение в каждой точке пространства определяется однозначно притяжением к Земле (и скоростью относительно воздуха, если сопротивление существенно). Скорость же тела в данной точке может быть любой и зависит от того, как было брошено тело: кто бросал (сильный или слабый), когда бросал, куда метил и т. д. (рис. 2.2).?
Координаты камня в данный момент времени также могут быть любыми.
Короче говоря, наш мир устроен так, что ускорения тел строго определяются законами природы (законами механики Ньютона). Скорость же и координаты тела в данный момент времени зависят от того, что происходило с телом перед этим (от начальных условий), т. е. законами природы не определяются.
К этому вопросу мы еще вернемся в §2.9.
Инерциальная система отсчета
До сих пор систему отсчета связывали с Землей, т. е. рассматривали движение относительно Земли. В системе отсче-та, связанной с Землей, ускорение тела определяется действи-ем на него других тел. Подобные системы отсчета называются инерциальными.
Однако в других системах отсчета может оказаться, что тело имеет ускорение даже в том случае, когда на него другие тела не действуют.
В качестве примера рассмотрим систему отсчета, связанную с движущимся автобусом. При резком торможении автобуса стоящие в проходе пассажиры падают вперед, получая ускорение относительно стенок автобуса (рис. 2.3). Однако это ускорение не вызвано каким-либо воздействием со стороны Земли или автобуса непосредственно на пассажиров. Относительно Земли пассажиры сохраняют свою постоянную скорость, но так как автобус замедляет свое движение, то люди наклоняются к его передней стенке.

Таким образом, когда на пассажира не действуют другие тела, он не получает ускорения в системе отсчета, связанной с
Oi Xi
Рис. 2.4
Землей, но относительно системы отсчета, связанной со стенками автобуса, движущегося замедленно, пассажир имеет ускорение, направленное вперед.
Такой же результат получится, если связать систему отсчета с движущейся каруселью. Относительно карусели все тела, лежащие на земле, будут описывать окружности, т. е. будут двигаться с ускорением, хотя никаких внешних действий, вызывающих это ускорение, обнаружить нельзя.
Еще пример. Как объяснит мальчик, скатывающийся на санках с горы, что дерево на вершине горы да и сама гора удаляются от него все быстрее и быстрее, т. е. с ускорением? Никаких видимых причин для этого нет, но факт ускорения налицо (рис. 2.4).
Если относительно какой-нибудь системы отсчета тело движется с ускорением, не вызванным действием на него других тел, то такую систему называют неинерциальной. Так, неинерциальными являются системы отсчета, связанные с автобусом, движущимся по отношению к земле с ускорением, или с вращающейся каруселью.
В неинерциалъных системах отсчета основное утверждение механики не выполняется.
Основное утверждение механики надо постараться понять и запомнить. Попробуйте проследить за его справедливостью, наблюдая в течение дня движение тел вокруг вас. Почему меняются скорости этих тел?
? Имеется ли принципиальное отличие системы отсчета, связанной с Землей, от системы отсчета, связанной с самолетом, делающим вираж?

Разделы