prez силы в природе.ppt
- Количество слайдов: 32
Силы в природе
содержание • • Введение Виды сил Сила тяготения Сила тяжести Вес Сила упругости Сила трения
Целью урока является расширение программного материала по теме: “Силы в природе ” и совершенствование практических навыков и умений по решению задач. Задачи : закрепить изученный материал, сформировать у обучающихся представления о силах вообще и о каждой силе в отдельности, грамотно применять формулы и правильно строить чертежи при решении задач.
введение Силой называется векторная величина, которая является причиной всякого движения как следствия взаимодействий тел. Взаимодействия бывают контактные, вызывающие деформации, и бесконтактные. В Международной системе единиц (СИ) единица силы называется ньютон (Н). 1 Н равен силе, придающей эталонному телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы. Прибор для измерения силы – динамометр. Действие силы на тело зависит от: Величины прилагаемой силы; Точки приложения силы; Направления действия силы.
По своей природе силы бывают гравитационные, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия на полевом уровне. К гравитационным силам относятся сила тяжести, вес тела, сила тяготения. К электромагнитным силам относятся сила упругости и сила трения. К взаимодействиям на полевом уровне можно отнести такие силы как : сила Кулона, сила Ампера, сила Лоренца.
Сила тяготения Два тела взаимодействуют с силами равными по величине и противоположно направленными, прямо пропорциональными произведению масс и обратно пропорциональными квадрату расстояния между их центрами.
G = 6, 67. 10 -11 Н. м 2/кг 2 - гравитационная постоянная. m 1 и m 2 – массы взаимодействующих тел (кг) r – расстояние между центрами взаимодействующих тел.
Задача: Определите силу, с которой притягиваются друг к другу два корабля массой по 107 кг каждый, находящиеся на расстоянии 500 м друг от друга.
Сила тяжести Сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, называется силой тяжести. Обозначается - Fтяж, приложена к центру тяжести, направлена по радиусу к центру Земли, определяется по формуле Fтяж = mg.
Известно, что земля не шар. Она приплюснута у полюсов. Одинакова ли будет сила тяжести одного и того же тела на полюсе и экваторе? Как определить центр тяжести тела правильной и неправильной геометрической формы?
Вес тела Сила с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, в следствие земного притяжения, называется весом. Обозначается - Р, приложена к опоре или подвесу под центром тяжести, направлена вниз.
P = mg – вес тела в состоянии покоя P = m(g + a) – вес тела при движении с ускорением вверх P = m(g – a) – вес тела при движении с ускорением вниз
Задача: лифт массой 80 кг движется: Равномерно; Поднимается с ускорением 4, 9 м/с2 вверх; Спускается вниз с таким же ускорением. Определить вес лифта во всех трех случаях. Вопросы: Чем вес отличается от силы тяжести? Как найти точку приложения веса? Что такое перегрузка и невесомость?
Сила трения Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, направленная в сторону противоположную движению называется силой трения. Точка приложения силы трения под центром тяжести , в сторону противоположную движению вдоль соприкасающихся поверхностей.
Сила трения определяется по формуле: F = µN Где: µ - коэффициент трения безразмерная величина, зависит от характера обработки поверхности и от сочетания материалов соприкасающихся тел (силы притяжения отдельных атомов различных веществ существенно зависят от их электрических свойств); N – сила реакции опоры.
Вопросы: При каком условии возникает трение? От чего зависит сила трения скольжения? Когда трение бывает «полезное» , а когда «вредное» ?
Сила упругости При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Ее называют силой упругости.
Fупр =k Δх закон Гука: сила упругости прямо пропорциональна изменению длины тела. Где: k - коэффициент жесткости тела, измеряется в ньютонах на метр (Н/м). Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. Fупр = Р
Задача: Пружину детского пистолета сжали на 3 см. Определите возникшую в ней силу упругости, если жесткость пружины равна 700 Н/м. Вопросы: От чего зависит жесткость тел? Объяснить причину возникновения силы упругости? От чего зависит величина силы упругости?
В технике часто применяются спиралеобразные пружины. При растяжении или сжатии пружин возникают упругие силы, которые также подчиняются закону Гука, возникают деформации кручения и изгиба. Когда сила тяжести становится равной силе упругости, тело находится в покое на подвесе.
Равнодействующая сила Равнодействующей называется сила, заменяющая действия нескольких сил. Эта сила применяется при решении задач с использованием нескольких сил. Равнодействующая сила, в данном случае, находится по правилу параллелограмма и определяется по формуле
Сила Архимеда - это выталкивающая сила, возникающая в жидкости или газе и действующая противоположно силе тяжести. Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости FA = mg = ρVg Где: ρ – плотность жидкости или газа; V – объем погруженной части тела; g – ускорение свободного падения.
Задание
Вопросы: Каковы условия плавания тел? Зависит ли сила Архимеда от плотности тела, погруженного в жидкость? Как направлена сила Архимеда?
Центробежная сила возникает при движении по окружности и направлена по радиусу к центру. Где: v –линейная скорость; r – радиус окружности.
Сила Кулона Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Заряды взаимодействуют с силой Кулона. Где: q 1 и q 2 – взаимодействующие заряды, измеряющиеся в Кл (Кулонах); r – расстояние между зарядами; k – коэффициент пропорциональности. k=9. 109 (Н. м 2)/Кл 2
Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: F 1 = - F 2. Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках.
Задача: Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0, 5 м, равна 3, 6 Н. Найти значения этих зарядов? Вопросы: Почему при электризации трением заряжаются оба трущихся тела? Остается ли неизменной масса тела при его электризации? В чем заключается физический смысл коэффициента пропорциональности в законе Кулона?
Сила Ампера На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. Где: I – сила тока в проводнике; В – магнитная индукция; l - длина проводника; α – угол между направлением проводника и направлением вектора магнитной индукции.
Сила Лоренца Сила, с которой электромагнитное поле действует на любое, находящееся в нем заряженное тело, называется силой Лоренца. F = qv. Bsinα Где: q – величина заряда; v – скорость движения заряженной частицы; В – магнитная индукция; α – угол между векторами скорости и магнитной индукции. Направление силы Лоренца можно определить по правилу левой руки.
Задача: в однородном магнитном поле, индукция которого равна 2 Тл, движется электрон со скоростью 105 м/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Вычислить силу, действующую на электрон. Вопросы: Что называется силой Лоренца? Каковы условия существования силы Лоренца? Как определить направление действия силы Лоренца?


