Кретање тела под дејством гравитације: дефиниција формулом

кретање тела под дејством гравитације је централна тема у динамичном физике. Тај део је заснован на динамику три закона Невтон, зна чак и обичан тинејџера. Хајде да покушамо да у потпуности разумели тему, а чланак описује детаљно сваки пример ће нам помоћи да проучавање кретања тела под дејством силе гравитације као користан.

Мало историје

Од памтивека, људи радознало посматрали различите догађаје који се одвијају у нашим животима. Човечанство је дуго времена нису могли да разумеју принципе и распоред многим системима, међутим, далеко да истражују свет око довео наше претке до научне револуције. У овим данима када је технологија у развоју са невероватном брзином, људи скоро да не размишља о томе како да раде ове или друге механизме.

У међувремену, наши преци су увек били заинтересовани у загонеткама природним процесима и структури света, у потрази за одговорима на најтежих питања, а није престао да уче, али нису нашли одговоре. На пример, чувени научник Галилео Галилеј у 16. веку поставити питање: "Зашто је тело увек падају, каква је сила их привлачи на земљу" 1589 је направио низ експеримената, чији су резултати показали да је веома вредна. Студирао је детаљно законе слободног пада разних тела, бацање предмета из чувеног торња у Пизи. Закони, који је на челу, су побољшани и формуле описане у више детаља још један чувени британски научник - Сир Исааком Ниутоном. Да је власник три закона, који се заснива на готово све модерне физике.

Чињеница да су закони кретања тела, описана пре више од 500 година, су релевантни за данас, је да је наша планета подлеже истим законима. Модерни човек мора да буде макар површно испитају основне принципе уређења света.

Основни концепти динамике и подршке

Да би се у потпуности разумели принципе овог покрета, прво би требало да се упознате са неким од појмова. Према томе, највише потребне теоријском смислу:

• Интеракција - је утицај тела једни против других, у којима долази до промена или почетком њиховог кретања у односу један према другом. Постоје четири врсте интеракције: електромагнетна, слаба, јака и гравитационе.
• Брзина - физичка количина која указује на брзину којом тело креће. Брзина је вектор, тј, има не само вредност већ и правац.
• Убрзање - количина која нам показује брзину промене брзине тела у одређеном временском периоду. Такође је вектор количина.
• Путања на путу - кривини, а понекад - праволинијски који оцртава тело у покрету. Са јединственом стазе праволинијског кретања може поклопити са померања вредности.
• Пут - дужина стаза, то јест, колико тело је одржан на одређено време.
• Инерцијални референтни систем - околина у којој сте Први Њутнов закон, то јест, тело одржава своју замах, уз услов да у потпуности одсутна неких спољних сила.

Наведени концепти довољно је да компетентно цртају или доставити у главу симулације телесне покрета под утицајем гравитације.

Шта мислиш снагу?

Идемо на основном концепту нашој теми. Тако, снага - то је вредност, чије значење је утицај или утицај једног тела на друго квантитативно. Гравитација - је сила која делује на апсолутно сваком телу налази на или близу површине наше планете. Питање је: гдје се ту исту снагу? Одговор лежи у закону универзалне гравитације.

Шта је гравитација?

На сваком телу је под утицајем гравитационе силе Земље, што јој даје одређену убрзање. Гравитација је увек вертикално правац до центра планете. Другим речима, гравитациона сила вуче објекте према Земљи, зато се ствари увек пасти. Испоставило се да је сила гравитације - ово је посебан случај гравитационе силе. Њутн довео један од главних формула за проналажење силе привлачења између два тела. Стога изгледа: Ф = Г * (М ₁ к м ₂₎ / Р ^2.

Шта је убрзање због гравитације?

Тело, који је пуштен из одређене висине, увек лети доле под дејством силе гравитације. Кретање тела под утицајем гравитације вертикално нагоре и надоле може се описати једначинама где ће основна константа бити вредност убрзања "г". Ова вредност одређује искључиво силе гравитације, а његова вредност приближно једнака 9,8 м / с ^2. Испоставило се да је тело баци са висине од нулте почетне брзине, ће се померити до вредности убрзања "г".

Кретање тела под дејством гравитације: формула за решавање

Основна формула гравитације налаз гласи: Ф _{гравитација} = м к г, где је м - је маса тела на коме се сила делује и "г" - слободан пад убрзања (поједноставити задатке сматра да буде једнака 10 м / с ²⁾ .

Постоји неколико формуле које се користе за проналажење одређеног непознанице са слободним кретањем тела. На пример, да би се израчунао пут пресеца тело, потребно је заменити познатих вредности у овој формули: С = В ₀ к т + а к Т ^2/2 (путања једнак збиру производа почетне брзине помножен времена и убрзање на Тиме Скуаред, подељен са 2).

Једначине за описивање вертикалну кретање тела

Кретање тела под утицајем гравитације вертикално у једначину, која гласи: к = к ₀ + в ₀ к т + а к Т ^2/2 Користећи овај израз, могуће је пронаћи координате тела у познатом тренутку. Потребно је само да се замени познатом вредности проблематичних: почевши локацију, почетна брзина (ако се тело не само ослобађа, и гурнуо са извесном силом) и убрзање, у овом случају је једнак убрзања г.

На исти начин се може наћи и брзина тела који се креће под дејством гравитације. Израз за проналажење непознате величине у сваком тренутку: в = в ₀ + г к т (почетна вредност брзине може бити једнак нули, онда ће брзина ће бити једнака производу гравитационе убрзања од вредности времена за које тело чини покрет).

Кретање тела под дејством гравитације: изазови и решења

У решавању многих проблема у вези са гравитацијом, предлажемо следеће план:

1. Одредити за себе а пружа инерцијалног референтни оквир се обично прави да изаберете Земљу јер испуњава многе захтевима стандарда ИСО.
2. Драв мали цртеж или слику која приказује главне силе које делују на тело. Кретање тела под утицајем гравитације претпоставља скицу или дијаграм који показује правац у којем тело креће, ако делује убрзање једнака г.
3. Затим одаберите смер пројектним снаге и убрзања добијене.
4. Снимање непознати и утврди њихов правац.
5. Коначно, користећи горњу формулу у решавању проблема, да се израчунати све непознанице заменом података у једначину за проналажење убрзање и пређене дистанце.

Кључ у руке решење лак задатак

Када је у питању такав феномен као покрет тела под дејством гравитације, да се утврди како практичан начин да се реши задатак може бити тешко. Међутим, постоји неколико трикова помоћу којих можете лако решити чак и најтежи задатак. Дакле, ми на примере живота о томе како да се реши овај или онај проблем објаснити. Почнимо са лако да разумеју проблем.

Тело пуштен са висине од 20 метара без почетне брзине. Одредити за колико времена не стигне до површине Земље.

Решење: Знамо пут пресеца тело, познато је да је почетна брзина је једнак 0. Такође, можемо утврдити да је тело само сила гравитације акта, испоставило се да је овај покрет тела под дејством гравитације, и тако треба да користите ову формулу: С = В ₀ к т + а к т ^2/2. Пошто у нашем случају а = г, онда после неколико трансформација добијамо следећу једначину: С = г к т ² / 2. Сада Остаје само изричито време кроз ову формулу, налазимо да т ² = 2С / г. Заменом познатог вриједност (у овом случају претпоставимо да г = 10 м / с ²⁾ т ² = 2 к 20/10 = 4. Сходно томе, т = 2 с.

Дакле, наш одговор: тело пада на земљу за 2 секунде.

Трик за брзо реши проблем, је следеће: може се видети да је кретање тела је описан у следећем проблему се јавља у једном правцу (вертикално надоле). То је веома сличан равномерно убрзаном кретању, јер тело нема снаге осим силе гравитације (силе отпора ваздуха је занемарена). Због тога можемо користити формулу за проналажење лак пут на равномерно убрзаном кретању, доношење слике Цртеж аранжман делује на тело снаге.

Пример од тежих задатака

Сада да видимо како најбоље да реши проблем на кретање тела од гравитације, ако се тело не помера вертикално, али има више сложен покрет.

На пример, следећи задатак. Неки покретни објекат масу м са непознатом убрзањем низ стрме равни, коефицијент трења једнак к. Одредити вредност убрзања, која је доступна у току кретања тела, када се зна да је угао нагиба α.

Решење: Потребно је искористити плана, који је претходно описан. Прво извлачење цртање косом равни са телесним изгледом и све силе које делују на њега. Испоставило се да има три компоненте: силу гравитације, трења и пода реаговање. Изгледа Општа једначина као резултујуће силе: Ф _{Фрицтион} + Н + мг = ма.

Главни Врхунац проблема је стање угао нагиба ниво а. При пројектовању снаге на вола осе и ои осе, ово стање се мора узети у обзир, онда добијамо следећи израз: мг к грех а - Ф _трење = МА (оса бик) и Н - МГ х јер α = П _трења (за ои осе) .

Ф _трење лако израчунава проналажењем формулу трења силе, је једнак к к мг (коефицијент трења помножен производом масе и гравитационог убрзања). Након што су сви прорачуни остају само заменом добијених вредности у формулу, добијамо поједностављен једначину за израчунавање убрзање којем тело креће дуж стрме равни.