Силы в природе
Динамика — раздел механики, изучающий законы и причины, вызывающие движение тела, т.е. движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. В механике имеют дело с тремя типами сил: силы тяготения, силы упругости и силы трения. Сила измеряется в ньютонах [Н].
Сила тяжести
Сила тяжести — это сила, с которой планета притягивает к себе тела, находящиеся на поверхности или вблизи неё. Сила тяжести направлена к центру планеты (вниз) и равна произведению массы тела m на ускорение свободного падения g:
Данная сила действует на любой объект, обладающий массой, и мы постоянно ощущаем действие этой силы на себе. Ускорение свободного падения не зависит от массы тела, вблизи Земли g ≈ 10м/c 2 .
Вес тела и реакция опоры
Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес. В свою очередь со стороны опоры на тело действует сила реакции опоры. Сила реакции опоры равна по модулю весу тела и противоположна по направлению. Подвес действует на тело с силой натяжения подвеса, равной по модулю весу тела и противоположной по направлению.
Сила упругости
Сила упругости — это сила, которая возникает внутри тела при деформации и стремится вернуть тело в исходное состояние. Деформацией называется изменение формы или размеров тела. При упругих деформациях тело восстанавливает свою форму и размер после прекращения действия деформирующей силы. Согласно закону Гука, деформация Δх, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, и т. п.), пропорциональна приложенной к этому телу силе \(\overrightarrow>\) :
Fвнеш = kΔx. Коэффициент k называется жесткостью тела и измеряется в Н/м.
Сила упругости равна по модулю деформирующей силе и направлена в противоположную сторону:
Таким образом, сила упругости вычисляется по формуле: Fупр = kΔx.
При параллельном соединении двух пружин с коэффициентами жесткостей k1 и k2, жесткость системы равна сумме жесткостей k = k1 + k2. При последовательном соединении обратная общая жесткость системы равна сумме обратных жесткостей каждой из пружин: \(\frac = \frac
Сила трения
Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Сила трения направлена в сторону, противоположную направлению движения или направлению предполагаемого движения. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей.
Если попробовать сдвинуть с места шкаф, то он будет оставаться в покое до тех пор, пока приложенная сила не достигнет определенного значения. Между шкафом и поверхностью пола возникает сила трения покоя Fтр.покоя, равная по модулю и противоположная направлению приложенной силы F:
С ростом приложенной силы, будет расти и сила трения покоя. Шкаф останется на месте до тех пор, пока приложенная сила не превысит максимально возможное значение силы трения покоя Fтр.max, и уже после этого начнется движение.
Сила трения скольжения равна максимальной силе трения покоя и пропорциональна силе реакции опоры N между трущимися поверхностями: Fтр = Fтр.max = μN. Сила реакции опоры N равна по модулю силе нормального давления P со стороны тела на опору. Значит, силу трения можно вычислять по формуле Fтр= μP. Коэффициент трения μ определяется материалами соприкасающихся тел. Сила трения скольжения не зависит от площади соприкосновения.
Источник
Работа в природе физика
Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.
Код баннера:
Исследовательские работы и проекты
Силы в природе
В готовом исследовательском проекте по физике на тему «Силы в природе» автором предложена теория о том, что опытным путем можно доказать, что сила тяжести зависит от массы тела, сила трения зависит от силы нормального давления ирода соприкасающихся поверхностей, а сила Архимеда от плотности жидкости и объема тела.
Подробнее о работе:
В рамках индивидуального проекта по физике изучены теоретические сведения и практические опыты по силе трения, силе тяжести и силе Архимеда, дано их понятие и определено значение физических сил в жизни человека, рассмотрены факторы, влияющие на величину силы тяжести, силы трения, силы Архимеда.
Практическая значимость работы состоит в том, что результаты проделанных опытов в рамках исследовательской работы по физике «Силы в природе» дают возможность более наглядно раскрыть значение величины силы тяжести, силы трения, силы Архимеда и определить важность данных сил в жизни человека.
Оглавление
Введение
1.Теоретическое обоснование физических сил в природе.
1.1. История открытия и понятие силы тяжести.
1.2.История открытия и понятие силы трения.
1.3.История открытия и понятие силы Архимеда.
1.4.Значение сил в жизни человека.
2. Эксперименты с силами
2.1. Опыты и результаты исследования
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Силы в природе имеют огромное значение в жизни человека. Необходимо знать силы природы, чтобы совершать какие-либо открытия или создавать новые механизмы. Мы постоянно сталкиваемся с силами в природе и чаще всего не обращаем на это внимание. Для людей они выглядят привычными и понятными.
Поэтому поводу возникает проблема: от чего зависят силы в природе?
Выбор данной темы исследования «Силы в природе» обусловлен неполнотой знаний природных явлений и стремлением определить особенности нескольких сил, таких как: сила тяжести, сила трения и сила Архимеда.
Цель: исследовать факторы в природе, влияющие на значение силы тяжести, силы трения, сила Архимеда.
Объект: сила тяжести, сила трения, сила Архимеда.
Предмет: факторы, влияющие на величину силы тяжести, силы трения, силы Архимеда.
Гипотеза: опытным путем доказать или опровергнуть то, что сила тяжести зависит от массы тела, сила трения зависит от силы нормального давления ирода соприкасающихся поверхностей, а сила Архимеда от плотности жидкости и объема тела.
- Подбор литературы по проблеме
- Изучение, анализ, обобщение литературы по проблеме
- Изучение влияния факторов в природе на значение силы тяжести, силы трения, сила Архимеда
- Методы исследования
- Анализ полученных результатов
- Создание проектного продукта — презентации
В процессе работы применялись методыисследования:
- Теоретические (изучение, анализ, обобщение литературы)
- Эмпирические (наблюдения, беседы, измерения)
- Интерпретационные (количественная и качественная обработка результатов)
Описание проекта: исследовательская работа по физике .
Новизной работы является постановка простейших опытов, позволяющих изучить факторы, влияющие на значение силы тяжести, силы трения, сила Архимеда.
Практическая значимость работы состоит в том, что результаты проделанных опытов, дают возможность более наглядно раскрыть значение величины силы тяжести, силы трения, силы Архимеда и определить важность данных сил в жизни человека.
Структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы,4 рисунка, приложения.
Источник
Силы в природе
Динамика — раздел механики, изучающий законы и причины, вызывающие движение тела, т.е. движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. В механике имеют дело с тремя типами сил: силы тяготения, силы упругости и силы трения. Сила измеряется в ньютонах [Н].
Сила тяжести
Сила тяжести — это сила, с которой планета притягивает к себе тела, находящиеся на поверхности или вблизи неё. Сила тяжести направлена к центру планеты (вниз) и равна произведению массы тела m на ускорение свободного падения g:
Данная сила действует на любой объект, обладающий массой, и мы постоянно ощущаем действие этой силы на себе. Ускорение свободного падения не зависит от массы тела, вблизи Земли g ≈ 10м/c 2 .
Вес тела и реакция опоры
Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес. В свою очередь со стороны опоры на тело действует сила реакции опоры. Сила реакции опоры равна по модулю весу тела и противоположна по направлению. Подвес действует на тело с силой натяжения подвеса, равной по модулю весу тела и противоположной по направлению.
Сила упругости
Сила упругости — это сила, которая возникает внутри тела при деформации и стремится вернуть тело в исходное состояние. Деформацией называется изменение формы или размеров тела. При упругих деформациях тело восстанавливает свою форму и размер после прекращения действия деформирующей силы. Согласно закону Гука, деформация Δх, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, и т. п.), пропорциональна приложенной к этому телу силе \(\overrightarrow>\) :
Fвнеш = kΔx. Коэффициент k называется жесткостью тела и измеряется в Н/м.
Сила упругости равна по модулю деформирующей силе и направлена в противоположную сторону:
Таким образом, сила упругости вычисляется по формуле: Fупр = kΔx.
При параллельном соединении двух пружин с коэффициентами жесткостей k1 и k2, жесткость системы равна сумме жесткостей k = k1 + k2. При последовательном соединении обратная общая жесткость системы равна сумме обратных жесткостей каждой из пружин: \(\frac = \frac
Сила трения
Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Сила трения направлена в сторону, противоположную направлению движения или направлению предполагаемого движения. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей.
Если попробовать сдвинуть с места шкаф, то он будет оставаться в покое до тех пор, пока приложенная сила не достигнет определенного значения. Между шкафом и поверхностью пола возникает сила трения покоя Fтр.покоя, равная по модулю и противоположная направлению приложенной силы F:
С ростом приложенной силы, будет расти и сила трения покоя. Шкаф останется на месте до тех пор, пока приложенная сила не превысит максимально возможное значение силы трения покоя Fтр.max, и уже после этого начнется движение.
Сила трения скольжения равна максимальной силе трения покоя и пропорциональна силе реакции опоры N между трущимися поверхностями: Fтр = Fтр.max = μN. Сила реакции опоры N равна по модулю силе нормального давления P со стороны тела на опору. Значит, силу трения можно вычислять по формуле Fтр= μP. Коэффициент трения μ определяется материалами соприкасающихся тел. Сила трения скольжения не зависит от площади соприкосновения.
Источник