Учебник для 7 класса

§ 12.1. Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

Из-за чего скорость тела изменяется? Толкните ногой лежащий мяч - он покатится (рис. 12.1). Скорость мяча изменилась вследствие действия на него другого тела.

Катящийся мяч можно остановить ногой. И в этом случае скорость мяча изменяется вследствие действия на него другого тела.

Рис. 12.1. Скорость мяча изменяется, если на него действует другое тело

Посмотрим теперь на катящийся по траве мяч: его скорость постепенно уменьшается. Может быть, и в этом случае какое-то тело (или тела) действует на мяч, уменьшая его скорость? Присмотревшись, можно заметить, что мяч подминает травинки - а они при этом притормаживают мяч.

Если покатить мяч по асфальту, он будет катиться намного дольше, чем по траве, но тоже в конце концов остановится. На этот раз скорость мяча уменьшается из-за того, что на него действует асфальт, притормаживая движение мяча.

Закон инерции. Опыты, подобные описанным, проводил в 17-м веке Галилео Галилей. Он пускал шары по наклонной плоскости и наблюдал, как после этого они катятся по горизонтальной поверхности. Ученый заметил, что время движения шара до остановки зависит от вида поверхности. Так, по посыпанной песком поверхности шар катится совсем недолго, но покрытой тканью - дольше, а по гладкому стеклу шар катится очень долго (рис. 12.2, а).

Рис. 12.2. Чем более твердой и гладкой является поверхность, тем дольше катится по ней шар (а); если трение мало, тело долгое время «сохраняет движение» (б)

Галилей догадался, что движение шара замедляется из-за трения о поверхность, по которой он катится, и чем меньше трение, тем дольше катится шар. Из этого опыта ученый сделал гениальный вывод: если бы на шар не действовали никакие тела, он двигался бы с одной и той же скоростью вечно. Так был открыт первый закон механики, который называют законом инерции. Его формулируют так: если на тело не действуют другие тела, то оно либо находится в покое, либо движется прямолинейно и равномерно.

Сохранение скорости тела, если на него не действуют другие тела, называют явлением инерции. Явление инерции - следствие закона инерции.

Например, когда вы едете на велосипеде по горизонтальной дороге не крутя педали, вы используете явление инерции. Явление инерции используют во многих видах спорта (рис. 12.2, б).

Но иногда явление инерции опасно: например, из-за него нельзя мгновенно остановить автомобиль. Вспоминайте об этом каждый раз, собираясь переходить улицу!

Почему при резком торможении автобуса пассажиров «бросает» вперед?

Приведите примеры явления инерции, взятые из ваших личных наблюдений.

Как движется тело, если на него не действуют другие силы? Как движется тело, если на него не действуют другие силы? Тело движется равномерно прямолинейно. Меняется ли пари этом его скорость? Тело движется равномерно прямолинейно. Меняется ли пари этом его скорость? Как читается первый закон Ньютона? Как читается первый закон Ньютона? Инерциальна ли система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной системы? Инерциальна ли система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной системы? Что является причиной ускоренного движения тел Что является причиной ускоренного движения тел

Как читается второй закон Ньютона? Как читается второй закон Ньютона? Как читается третий закон Ньютона Как читается третий закон Ньютона Какие системы отсчета называют инерциальными? Какие системы отсчета называют инерциальными? Какие системы отсчета называют неинерциальными? Какие системы отсчета называют неинерциальными? Выразите единицу силы через единицу массы и ускорения. Выразите единицу силы через единицу массы и ускорения.

История о том, как «Лебедь, рак и щука везти с поклажей воз взялись» известна всем. История о том, как «Лебедь, рак и щука везти с поклажей воз взялись» известна всем. …Лебедь рвется в облака, …Лебедь рвется в облака, рак пятится назад, рак пятится назад, А щука тянет в воду. А щука тянет в воду. Обоснуйте несостоятельность этого утверждения с точки зрения классической механики. Обоснуйте несостоятельность этого утверждения с точки зрения классической механики.

Заполнить пропуски: Заполнить пропуски: По действием силы тело движется… По действием силы тело движется… Если при неизменной массе тела увеличить силу в 2 раза, то ускорение … в … раз. Если при неизменной массе тела увеличить силу в 2 раза, то ускорение … в … раз. Если массу тела уменьшить в 4 раза, а силу, действующую на тело, увеличить в 2 раза, то ускорение … в … раз. Если массу тела уменьшить в 4 раза, а силу, действующую на тело, увеличить в 2 раза, то ускорение … в … раз. Если силу увеличить в 3 раза, а массу …, то ускорение останется неизменным. Если силу увеличить в 3 раза, а массу …, то ускорение останется неизменным.

Даны графики зависимости проекции скорости и ускорения от времени для прямолинейного движения. Укажите, на каких участках действия окружающих тел скомпенсированы. Как направлена равнодействующая сила по отношению к направлению движения? Даны графики зависимости проекции скорости и ускорения от времени для прямолинейного движения. Укажите, на каких участках действия окружающих тел скомпенсированы. Как направлена равнодействующая сила по отношению к направлению движения? v a

Мы ощущаем это так, будто нас «вдавливает» в пол, или так, будто мы «зависаем» в воздухе. Лучше всего это можно ощутить при езде на американских горках или в лифтах высотных зданий, которые резко начинают подъём и спуск.

Пример:

Примеры увеличения веса:

Когда лифт резко начинает движение вверх, находящиеся в лифте люди испытывают ощущение, будто их «вдавливает» в пол.

Когда лифт резко уменьшает скорость движения вниз, тогда находящиеся в лифте люди из-за инерции сильнее «вжимаются» ногами в пол лифта.

Когда на американских горках проезжают через нижнюю точку горок, находящиеся в тележке люди испытывают ощущение, будто их «вдавливает» в сиденье.

Пример:

Примеры уменьшения веса:

При быстрой езде на велосипеде по небольшим пригоркам велосипедист на вершине пригорка испытывает ощущение лёгкости.

Когда лифт резко начинает движение вниз, находящиеся в лифте люди ощущают, что уменьшается их давление на пол, возникает ощущение свободного падения.

Когда на американских горках проезжают через высшую точку горок, находящиеся в тележке люди испытывают ощущение, будто их «подбрасывает» в воздух.

Когда на качелях раскачиваются до наивысшей точки, ощущается, что на короткий момент тело «зависает» в воздухе.

Изменение веса связано с инерцией - стремлением тела сохранять своё начальное состояние. Поэтому изменение веса всегда противоположно ускорению движения. Когда ускорение движения направлено вверх, вес тела увеличивается. А если ускорение движения направлено вниз, вес тела уменьшается.

На рисунке синими стрелками изображено направление ускорения движения.

1) Если лифт неподвижен или равномерно движется, то ускорение равно нулю. В этом случае вес человека нормальный, он равен силе тяжести и определяется так: P = m ⋅ g .

2) Если лифт движется ускоренно вверх или уменьшает свою скорость при движении вниз, то ускорение направлено вверх. В этом случае вес человека увеличивается и определяется так: P = m ⋅ g + a .

3) Если лифт движется ускоренно вниз или уменьшает свою скорость при движении вверх, то ускорение направлено вниз. В этом случае вес человека уменьшается и определяется так: P = m ⋅ g − a .

4) Если человек находится в объекте, который свободно падает, то ускорение движения направлено вниз и одинаково с ускорением свободного падения: \(a = g\) .

В этом случае вес человека равен нулю: P = 0 .

Пример:

Дано: масса человека - \(80 кг\). Человек входит в лифт, чтобы подняться наверх. Ускорение движения лифта составляет \(7\) м с 2 .

Каждый этап движения вместе с показаниями измерений приведён на рисунках ниже.

1) Лифт стоит на месте, и вес человека составляет: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 Н.

2) Лифт начинает двигаться наверх с ускорением \(7\) м с 2 , и вес человека увеличивается: P = m ⋅ g + a = 80 ⋅ 9,8 + 7 = 1334 Н.

3) Лифт набрал скорость и едет равномерно, при этом вес человека составляет: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 Н.

4) Лифт при движении вверх тормозит с отрицательным ускорением (замедлением) \(7\) м с 2 , и вес человека уменьшается: P = m ⋅ g − a = 80 ⋅ 9,8 − 7 = 224 Н.

5) Лифт полностью остановился, вес человека составляет: P = m ⋅ g = 80 ⋅ 9,8 = 784 Н.

В дополнение к картинкам и к примерам задания можно посмотреть видео с экспериментом, проведённым школьниками, в котором показано, как изменяется вес тела человека в лифте. Во время эксперимента школьники используют весы, в которых вес вместо килограммов сразу указывается в \(ньютонах, Н\). http://www.youtube.com/watch?v=D-GzuZjawNI .

Пример:

Состояние невесомости встречается в ситуациях, когда человек располагается в объекте, который находится в свободном падении. Есть специальные самолёты, которые предназначены для создания состояния невесомости. Они поднимаются на определённую высоту, и после этого самолёт переводится в свободное падение в течение примерно \(30 секунд\). Во время свободного падения самолёта находящиеся в нём люди ощущают состояние невесомости. Такую ситуацию можно посмотреть на этом видео.

Учебник для 7 класса

§ 12.1. Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

Из-за чего скорость тела изменяется? Толкните ногой лежащий мяч - он покатится (рис. 12.1). Скорость мяча изменилась вследствие действия на него другого тела.

Катящийся мяч можно остановить ногой. И в этом случае скорость мяча изменяется вследствие действия на него другого тела.

Рис. 12.1. Скорость мяча изменяется, если на него действует другое тело

Посмотрим теперь на катящийся по траве мяч: его скорость постепенно уменьшается. Может быть, и в этом случае какое-то тело (или тела) действует на мяч, уменьшая его скорость? Присмотревшись, можно заметить, что мяч подминает травинки - а они при этом притормаживают мяч.

Если покатить мяч по асфальту, он будет катиться намного дольше, чем по траве, но тоже в конце концов остановится. На этот раз скорость мяча уменьшается из-за того, что на него действует асфальт, притормаживая движение мяча.

Закон инерции. Опыты, подобные описанным, проводил в 17-м веке Галилео Галилей. Он пускал шары по наклонной плоскости и наблюдал, как после этого они катятся по горизонтальной поверхности. Ученый заметил, что время движения шара до остановки зависит от вида поверхности. Так, по посыпанной песком поверхности шар катится совсем недолго, но покрытой тканью - дольше, а по гладкому стеклу шар катится очень долго (рис. 12.2, а).

Рис. 12.2. Чем более твердой и гладкой является поверхность, тем дольше катится по ней шар (а); если трение мало, тело долгое время «сохраняет движение» (б)

Галилей догадался, что движение шара замедляется из-за трения о поверхность, по которой он катится, и чем меньше трение, тем дольше катится шар. Из этого опыта ученый сделал гениальный вывод: если бы на шар не действовали никакие тела, он двигался бы с одной и той же скоростью вечно. Так был открыт первый закон механики, который называют законом инерции. Его формулируют так: если на тело не действуют другие тела, то оно либо находится в покое, либо движется прямолинейно и равномерно.

Сохранение скорости тела, если на него не действуют другие тела, называют явлением инерции. Явление инерции - следствие закона инерции.

Например, когда вы едете на велосипеде по горизонтальной дороге не крутя педали, вы используете явление инерции. Явление инерции используют во многих видах спорта (рис. 12.2, б).

Но иногда явление инерции опасно: например, из-за него нельзя мгновенно остановить автомобиль. Вспоминайте об этом каждый раз, собираясь переходить улицу!

Почему при резком торможении автобуса пассажиров «бросает» вперед?

Приведите примеры явления инерции, взятые из ваших личных наблюдений.

1.Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

Тело движется равномерно и прямолинейно, либо покоится.

2. Чем отличаются взгляды Галилея от взглядов Аристотеля в вопросе об условиях равномерного движения тел?

До начала XVII века господствовала тео­рия Аристотеля, согласно которой, если на него не оказывается внешнее воздействие, то оно мо­жет покоится, а для того, чтобы оно двигалось с постоянной скоростью на него непрерывно должно действовать другое тело.

3. Как проводился опыт, изображённый на рисунке 19, и какие выводы из него следуют?

Ход опыта. На тележке, движущейся рав­номерно и прямолинейно, относительно земли, на­ходятся два шарика. Один шарик покоится на дне тележки, а второй подвешен на нити. Шарики на­ходятся в состоянии покоя относительно тележки, так как силы действующие на них уравновешены. При торможении оба шарика приходят в движение. Они изменяют свою скорость относительно тележ­ки, хотя на них не действуют никакие силы. Вывод. Следовательно, в системе отсчета, связанной с тор­мозящей тележкой закон инерции не выполняется.

4. Дайте современную формулировку первого закона Ньютона.

Первый закон Ньютона в современной фор­мулировке: существуют такие системы отсчета, от­носительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела (силы) или действие этих тел (сил) скомпенсиро­вано (равно нулю).

5. Какие системы отсчёта называются инерциальными, а какие - неинерциальными? Приведите примеры.

Системы отсчета в которых выполняется за­кон инерции называются инерциальными, а в кото­рых не выполняется - неинерциальными.