GirişMekanikte temel formüller, yüksek fizik. Dinamik, yasalar ve formüller
Dinamik- cisimlerin hareketinin nedenlerini inceleyen bir fizik dalı.
Newton'un ilk yasası diğer cisimler tarafından harekete geçirilmediğinde cisimlerin sabit bir hızı koruduğu eylemsiz referans çerçevelerinin bulunduğunu belirtir.
Bir kuvvetin etkisi altında bir cismin kazandığı ivmenin, kuvvetin büyüklüğüyle doğru orantılı, cismin kütlesiyle ters orantılı olduğunu belirtir.
Etkileşen cisimlerin birbirlerine, vektörleri eşit büyüklükte ve zıt yönde olan kuvvetlerle etki ettiğini belirtir.
Kanun evrensel yerçekimi diyor ki: iki kişi arasındaki çekim kuvveti maddi noktalar kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Orantılılık katsayısı yerçekimi sabitidir.
Hook kanunudeformasyon elastikse, elastik kuvvet modülünün gövdenin uzama modülüyle orantılılığını belirler. Orantılılık katsayısı vücudun sertlik katsayısıdır.
Amonton-Coulomb yasası kayma sürtünme kuvvetinin veya maksimum statik sürtünme kuvvetinin normal destek reaksiyonunun kuvvetiyle orantılılığını belirler. Orantılılık katsayısı sürtünme katsayısıdır.
Bir güç dürtüsühız vektörünün ve hareketinin zaman aralığının çarpımı denir. Kuvvet darbe modülü birimi – 1 kg m/sn .
Vücut dürtüsü(hareket miktarı) bir cismin kütlesi ile hız vektörünün çarpımıdır. Vücut dürtü modülü birimi – 1 kg m/sn .
Momentumun korunumu kanunu şunu belirtir: Sistem kapalıysa, cisimlerin etkileşimlerinden önceki dürtülerinin toplamı, aynı cisimlerin etkileşimden sonraki dürtülerinin toplamına eşittir.
Vücudun kinetik enerjisindeki değişim tüm kuvvetlerin bileşke çalışmasına eşittir. Kinetik enerji Uzayda dönmeden hareket eden bir cismin hızı, kütlesi ile hızının karesinin çarpımının yarısına eşittir. Ölçü birimi - 1J .
Vücudun potansiyel enerjisindeki değişim söz konusu potansiyel kuvvetin zıt işaretli çalışmasına eşittir. Yerçekimi etkisi altındaki potansiyel enerji, yerçekimi modülünün çarpımına ve vücuttan seçilen sıfır enerji seviyesine olan mesafeye eşittir. Elastik bir kuvvetin etkisi altındaki potansiyel enerji, sertlik katsayısının çarpımının yarısına ve gövdenin deforme olmamış durumuna göre uzamasının karesine eşittir. Her türlü potansiyel enerjiyi ölçen birim 1J .
Dinamik. Tablolar.
Kinematik yalnızca cisimlerin hareketini tanımlıyorsa, dinamik de bu hareketin nedenlerini vücuda etki eden kuvvetlerin etkisi altında inceler.
Dinamik– cisimlerin etkileşimlerini, hareketin nedenlerini ve meydana gelen hareketin türünü inceleyen mekaniğin bir dalı. Etkileşim- Organların birbirleri üzerinde karşılıklı etkide bulunduğu bir süreç. Fizikte tüm etkileşimler zorunlu olarak eşleştirilmiştir. Bu, bedenlerin çiftler halinde birbirleriyle etkileşime girdiği anlamına gelir. Yani her etki mutlaka bir tepki doğurur.
Güç bedenler arasındaki etkileşimin yoğunluğunun niceliksel bir ölçüsüdür. Kuvvet, vücudun bir bütün olarak veya parçalarının hızında bir değişikliğe (deformasyon) neden olur. Kuvvet vektörel bir büyüklüktür. Kuvvetin yönlendirildiği düz çizgiye kuvvetin etki çizgisi denir. Kuvvet üç parametreyle karakterize edilir: uygulama noktası, büyüklük (sayısal değer) ve yön. İÇİNDE Uluslararası sistem birim (SI) kuvvet Newton (N) cinsinden ölçülür. Kalibre edilmiş yaylar kuvvetleri ölçmek için kullanılır. Bu şekilde kalibre edilmiş yaylara dinamometre denir. Güç, bir dinamometrenin esnemesiyle ölçülür.
Bir cismin üzerine etkiyen kuvvetlerin toplamı ile aynı etkiyi yapan kuvvete denir. bileşke kuvvet. Vücuda etki eden tüm kuvvetlerin vektör toplamına eşittir:
Birkaç kuvvetin vektör toplamını bulmak için, tüm kuvvetleri ve bunların vektör toplamını doğru bir şekilde çizdiğiniz bir çizim yapmanız ve bu çizimi kullanarak geometri bilgisini (esas olarak Pisagor teoremi ve kosinüs teoremi) kullanarak bulmanız gerekir. elde edilen vektörün uzunluğu.
Kuvvet türleri:
1. Yer çekimi. Vücudun kütle merkezine uygulanır ve dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilir (veya aynısı: ufuk çizgisine dik) ve şuna eşittir:
Nerede: G- yerçekimi ivmesi, M- vücut kütlesi. Kafanız karışmasın: Yer çekimi kuvveti vücudun bulunduğu yüzeye değil ufka diktir. Bu nedenle, eğer cisim eğimli bir yüzey üzerinde duruyorsa, yerçekimi kuvveti yine de aşağıya doğru yönlendirilecektir.
2. Sürtünme kuvveti. Vücudun destekle temas yüzeyine uygulanır ve diğer kuvvetlerin vücudu çektiği veya çekmeye çalıştığı yönün tersi yönde teğetsel olarak yönlendirilir.
3. Viskoz sürtünme kuvveti (orta direnç kuvveti). Bir cismin bir sıvı veya gaz içinde hareket etmesi ve hareket hızına karşı yönlendirilmesi durumunda meydana gelir.
4. Yer reaksiyon kuvveti. Desteğin yanından vücuda etki eder ve desteğe dik olarak yönlendirilir. Bir cisim belli bir açı üzerinde durduğunda, desteğin reaksiyon kuvveti cisim yüzeyine dik olarak yönlendirilir.
5. İplik gerginlik kuvveti. İplik boyunca vücuttan uzağa yönlendirilir.
6. Elastik kuvvet. Vücudun deforme olması ve deformasyona karşı yönlendirilmesi durumunda meydana gelir.
Dikkat edin ve bariz gerçeğe dikkat edin: Eğer vücut hareketsizse, kuvvetlerin sonucu sıfıra eşittir.
Kuvvet Projeksiyonları
Çoğu dinamik problemde bir cismin üzerine birden fazla kuvvet etki eder. Bu durumda tüm kuvvetlerin sonucunu bulmak için aşağıdaki algoritmayı kullanabilirsiniz:
- Tüm kuvvetlerin OX eksenine izdüşümlerini bulalım ve işaretlerini dikkate alarak özetleyelim. Böylece bileşke kuvvetin OX ekseni üzerindeki izdüşümünü elde ederiz.
- Tüm kuvvetlerin OY eksenine izdüşümlerini bulalım ve işaretlerini dikkate alarak özetleyelim. Bu şekilde bileşke kuvvetin OY eksenine projeksiyonunu elde ederiz.
- Tüm kuvvetlerin sonucu aşağıdaki formüle (Pisagor teoremi) göre bulunacaktır:
Aynı zamanda lütfen unutmayın Özel dikkat O:
- Kuvvet eksenlerden birine dik ise, bu eksene izdüşüm sıfıra eşit olacaktır.
- Eksenlerden birine bir kuvvet yansıtıldığında açının sinüsü "yukarı çıkar"sa, aynı kuvvet başka bir eksene yansıtıldığında her zaman bir kosinüs (aynı açıya sahip) olacaktır. Projeksiyon yaparken sinüs veya kosinüsün hangi eksende olacağını hatırlamak kolaydır. Açı çıkıntıya bitişikse, kuvvet bu eksene yansıtıldığında bir kosinüs olacaktır.
- Kuvvet eksenle aynı yönde yönlendirilirse, bu eksene izdüşümü pozitif olacaktır ve kuvvet eksene ters yönde yönlendirilirse bu eksene izdüşümü negatif olacaktır.
Newton yasaları
Çeşitli etkileşimlerin cisimlerin hareketi üzerindeki etkisini tanımlayan dinamik yasaları, en basit biçimlerinden birindeydi ve ilk kez Isaac Newton tarafından “Matematiğin İlkeleri” kitabında açık ve net bir şekilde formüle edildi. doğa felsefesi"(1687), bu nedenle bu yasalara Newton Yasaları da denir. Newton'un hareket yasalarını formüle etmesi yalnızca şu durumlarda geçerlidir: eylemsiz referans sistemleri (IRS). ISO, ataletle (düzgün ve doğrusal olarak) hareket eden bir cisimle ilişkili bir referans sistemidir.
Newton yasalarının uygulanabilirliği konusunda başka kısıtlamalar da vardır. Örneğin, hızları ışık hızından çok daha düşük olan ve boyutları atom ve molekül boyutlarını önemli ölçüde aşan cisimlere uygulandığında doğru sonuçlar verirler (klasik mekaniğin keyfi bir hızda hareket eden cisimlere genelleştirilmesi). hız göreceli mekanik ve boyutları atomik olanlarla karşılaştırılabilir olan cisimlerde - kuantum mekaniği).
Newton'un birinci yasası (veya eylemsizlik yasası)
Formülasyon: ISO'da, eğer vücuda hiçbir kuvvet etki etmiyorsa veya kuvvetlerin etkisi telafi ediliyorsa (yani kuvvetlerin sonucu sıfırsa), o zaman vücut dinlenme veya tekdüze bir durumu korur doğrusal hareket.
Cisimlerin, diğer cisimlerin etkisi olmadığında hızlarını koruma özelliğine atalet denir. Bu nedenle Newton'un birinci yasasına eylemsizlik yasası denir. Dolayısıyla bir bedenin bir bütün olarak veya parçalarının hareket hızındaki değişikliğin nedeni her zaman diğer cisimlerle etkileşimidir. Diğer cisimlerin etkisi altında bir bedenin hareketindeki değişiklikleri niceliksel olarak tanımlamak için, yeni bir niceliğin - vücut kütlesinin - tanıtılması gerekir.
Ağırlık bir cismin ataletini (sabit bir hızı koruma yeteneği) karakterize eden bir özelliğidir. Uluslararası Birim Sisteminde (SI), vücut kütlesi kilogram (kg) cinsinden ölçülür. Vücut kütlesi skaler bir miktardır. Kütle aynı zamanda bir madde miktarının ölçüsü:
Newton'un ikinci yasası - dinamiğin temel yasası
İkinci yasayı formüle etmeye başladığımızda dinamikte iki yeni yasanın tanıtıldığını hatırlamalıyız. fiziksel özellikler– vücut ağırlığı ve gücü. Bu niceliklerden ilki olan kütle, bir cismin eylemsiz özelliklerinin niceliksel bir özelliğidir. Vücudun dış etkilere nasıl tepki verdiğini gösterir. İkinci kuvvet ise bir cismin diğerine etkisinin niceliksel bir ölçüsüdür.
Formülasyon: Bir cismin ISO'da elde ettiği ivme, cisme etki eden tüm kuvvetlerin sonucuyla doğru orantılıdır ve bu cismin kütlesiyle ters orantılıdır:
Ancak dinamikteki problemleri çözerken Newton'un ikinci yasasını şu şekilde yazmanız tavsiye edilir:
Bir cisme aynı anda birden fazla kuvvet etki ediyorsa, Newton'un ikinci yasasını ifade eden formüldeki kuvvet, tüm kuvvetlerin sonucu olarak anlaşılmalıdır. Eğer bileşke kuvvet sıfır ise, o zaman cisim dinlenme halinde veya düzgün doğrusal hareket halinde kalacaktır, çünkü ivme sıfır olacaktır (Newton'un birinci yasası).
Newton'un üçüncü yasası
Formülasyon: ISO'da, cisimler birbirlerine eşit büyüklükte ve zıt yönde kuvvetlerle etki eder, aynı düz çizgi üzerinde uzanır ve aynı fiziksel yapıya sahiptir:
Bu kuvvetler farklı cisimlere uygulanır ve bu nedenle birbirlerini dengeleyemezler. Lütfen yalnızca cisimlerden birine aynı anda etki eden kuvvetleri ekleyebileceğinizi unutmayın. İki cisim etkileştiğinde, eşit büyüklükte ve zıt yönde kuvvetler ortaya çıkar, ancak bunlar eklenemez çünkü farklı bedenlere bağlanırlar.
Dinamik problemleri çözmek için algoritma
Dinamik problemler Newton yasaları kullanılarak çözülür. Aşağıdaki prosedür önerilir:
1. Sorunun durumunu analiz ettikten sonra, hangi kuvvetlerin hangi cisimlere etki ettiğini belirleyin;
2. Tüm kuvvetleri vektörler biçiminde, yani etki ettikleri cisimlere uygulanan yönlendirilmiş bölümler şeklinde gösterin;
3. Bir referans sistemi seçin; bu durumda bir koordinat eksenini söz konusu cismin ivmesiyle aynı yöne, diğerini ise ivmeye dik olarak yönlendirmek yararlı olur;
4. Newton'un II yasasını vektör biçiminde yazın:
5. Denklemin skaler formuna gidin, yani tüm terimlerini, vektör işaretleri olmadan, her bir eksene projeksiyonlarda aynı sırayla yazın, ancak seçilen eksenlere yönlendirilen kuvvetlerin negatif projeksiyonlara sahip olacağını hesaba katarak, ve dolayısıyla Newton yasasında sol tarafta bunlar eklenmeyecek, çıkarılacak. Sonuç şöyle ifadeler olacaktır:
6. Gerekirse önceki paragrafta elde edilen denklemleri kinematik veya diğer basit denklemlerle tamamlayan bir denklem sistemi oluşturun;
8. Harekete birden fazla cisim dahil oluyorsa kuvvetler analiz edilir ve her biri için ayrı ayrı denklemler yazılır. Bir dinamik problem birden fazla durumu tanımlıyorsa, her durum için benzer bir analiz gerçekleştirilir.
Sorunları çözerken aşağıdakileri de göz önünde bulundurun: Vücudun hızının yönü ve sonuçta ortaya çıkan kuvvetler mutlaka çakışmaz.
Elastik kuvvet
Deformasyon Vücudun şekli veya boyutunda meydana gelen herhangi bir değişikliği ifade eder. Elastik deformasyonlar, deforme edici kuvvetin sona ermesinden sonra vücudun şeklini tamamen geri kazandığı deformasyonlardır. Örneğin, yaydan yük kaldırıldıktan sonra yayın deforme olmamış uzunluğu değişmedi. Bir cisim elastik deformasyona uğradığında, cismin önceki boyutunu ve şeklini geri getirme eğiliminde olan bir kuvvet ortaya çıkar. Buna elastik kuvvet denir. En basit deformasyon türü tek taraflı çekme veya basma deformasyonudur.
Küçük deformasyonlar için elastik kuvvet, gövdenin deformasyonu ile orantılıdır ve deformasyon sırasında gövde parçacıklarının hareket yönünün tersi yönde yönlendirilir:
Nerede: k– vücut sertliği, X– gövdenin esneme miktarı (veya sıkışması, deformasyonu), deforme olmuş gövdenin son ve başlangıç uzunluğu arasındaki farka eşittir. Ve ne başlangıç ne de son uzunluğuna ayrı ayrı eşit değildir. Sertlik, uygulanan kuvvetin büyüklüğüne veya cismin deformasyonuna bağlı değildir; yalnızca cismin yapıldığı malzeme, şekli ve boyutları tarafından belirlenir. SI sisteminde sertlik N/m cinsinden ölçülür.
Esneklik kuvveti ile deformasyonun orantılılığı hakkındaki ifadeye denir. Hook kanunu. Spiral yaylar teknolojide sıklıkla kullanılmaktadır. Yaylar gerildiğinde veya sıkıştırıldığında, Hooke kanununa da uyan elastik kuvvetler ortaya çıkar. k katsayısına yay sertliği denir. Hooke yasasının uygulanabilirlik sınırları dahilinde, yayların uzunlukları büyük ölçüde değişebilir. Bu nedenle genellikle kuvvetleri ölçmek için kullanılırlar. Gerilimi kuvvet birimi cinsinden kalibre edilen bir yaya dinamometre denir.
Böylece, her özel gövde (ve malzeme değil) kendi sertliğine sahiptir ve zamanla değişmez. verilen vücut. Dolayısıyla, bir dinamik probleminde aynı yayı birkaç kez gererseniz, onun sertliğinin her durumda aynı olduğunu anlamalısınız. Öte yandan, problemde farklı boyutlarda birkaç yay varsa, ancak örneğin hepsi çelikse, yine de hepsi farklı sertliklere sahip olacaktır. Sertlik bir malzeme özelliği olmadığından hiçbir tabloda bulunamaz. Her bir cismin sertliği ya dinamik probleminde size verilecektir ya da değeri bu problemi çözerken bazı ek araştırmaların konusu olmalıdır.
Elastik kuvvet sıkıştırıldığında sıkışmayı önler, gerildiğinde ise esnemeyi önler. Ayrıca belirli bir şekilde birbirine bağlanan birkaç yayın sertliğini nasıl ifade edebileceğimizi de düşünelim. Yayları paralel bağlarken Genel sertlik katsayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
Yayları seri bağlarken Genel sertlik katsayısı şu ifadeden bulunabilir:
Vücut ağırlığı
Cisimlerin Dünya'ya çekilmesini sağlayan yerçekimi kuvveti, cismin ağırlığından ayırt edilmelidir. Ağırlık kavramı yaygın olarak kullanılmaktadır. Gündelik Yaşam Yanlış anlamda ağırlık kütle anlamına gelir ama bu böyle değildir.
Vücut ağırlığı, vücudun bir destek veya süspansiyon üzerinde etki ettiği kuvvettir. Ağırlık, tüm kuvvetler gibi kilogram cinsinden değil Newton cinsinden ölçülen bir kuvvettir. P. Bu durumda vücudun desteğe veya süspansiyona göre hareketsiz olduğu varsayılır. Newton'un üçüncü yasasına göre ağırlık genellikle ya desteğin tepki kuvvetine (eğer vücut bir destek üzerinde duruyorsa), ya bir ipliğin gerilme kuvvetine ya da bir yayın elastik kuvvetine (eğer vücut bir destek üzerinde asılıysa) eşittir. bir iplik veya yay). Hemen rezervasyon yapalım - ağırlık her zaman değildir kuvvete eşit yer çekimi.
Ağırlıksızlık vücut ağırlığının sıfır olması durumunda ortaya çıkan bir durumdur. Bu durumda vücut desteğe etki etmez, ancak destek vücuda etki eder.
Bir desteğin veya süspansiyonun hızlandırılmış hareketinin neden olduğu vücut ağırlığındaki artışa denir. aşırı yükleme. Aşırı yük aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
Nerede: P– aşırı yük yaşayan vücudun ağırlığı, P 0 – aynı vücudun dinlenme halindeki ağırlığı. Aşırı yük boyutsuz bir miktardır. Bu, formülden açıkça görülmektedir. Bu nedenle kitaplarında bunu ölçen bilim kurgu yazarlarına inanmayın. G.
Ağırlığın hiçbir zaman resimlerde gösterilmediğini unutmayın. Basitçe formüller kullanılarak hesaplanır. Resimler, Newton'un üçüncü yasasına göre sayısal olarak ağırlığa eşit olan ancak diğer yöne yönlendirilen ipliğin gerilme kuvvetini veya desteğin tepki kuvvetini tasvir ediyor.
O halde üç temel hususa tekrar dikkat çekelim. önemli noktalar sıklıkla karıştırılanlar:
- Ağırlık ve yer reaksiyon kuvveti büyüklük olarak eşit ve yön olarak zıt olsa da toplamları sıfır değildir. Bu kuvvetler hiçbir şekilde eklenemez çünkü farklı bedenlere uygulanırlar.
- Vücut kitlesi ile vücut ağırlığını karıştırmamak gerekir. Kütle, vücudun kilogram cinsinden ölçülen bir özelliğidir; ağırlık, bir destek veya süspansiyona uygulanan ve Newton cinsinden ölçülen kuvvettir.
- Bir vücudun ağırlığını bulmanız gerekiyorsa R, sonra ilk önce yer tepki kuvvetini bulun N, veya iplik gerginliği T Newton'un üçüncü yasasına göre ağırlık bu kuvvetlerden birine eşit ve zıt yöndedir.
Sürtünme kuvveti
Sürtünme- bedenler arasındaki etkileşim türlerinden biri. İki cismin göreceli hareketi veya böyle bir harekete neden olma girişimi sırasında temas ettiği bölgede meydana gelir. Sürtünme, diğer tüm etkileşim türleri gibi, Newton'un üçüncü yasasına uyar: Eğer cisimlerden birine bir sürtünme kuvveti etki ediyorsa, o zaman aynı büyüklükte ancak ters yönde yönlendirilmiş bir kuvvet ikinci cisme de etki eder.
Cisimler göreceli olarak hareketsiz durumdayken meydana gelen kuru sürtünmeye statik sürtünme denir. Statik sürtünme kuvveti Her zaman dış neden olan kuvvete eşit büyüklükte ve ona zıt yönde yönlendirilmiş. Statik sürtünme kuvveti, aşağıdaki formülle belirlenen belirli bir maksimum değeri aşamaz:
Nerede: μ Statik sürtünme katsayısı adı verilen boyutsuz bir niceliktir ve N– yer reaksiyon kuvveti.
Dış kuvvet, sürtünme kuvvetinin maksimum değerinden büyükse bağıl kayma meydana gelir. Bu durumda sürtünme kuvvetine denir. kayma sürtünme kuvveti. Her zaman hareket yönünün tersi yönde yönlendirilir. Kayma sürtünme kuvveti maksimum statik sürtünme kuvvetine eşit kabul edilebilir.
Orantılılık faktörü μ bu nedenle kayma sürtünme katsayısı da denir. Sürtünme katsayısı μ – boyutsuz miktar. Sürtünme katsayısı pozitiftir ve birden az. Temas eden gövdelerin malzemelerine ve yüzeylerinin işlenme kalitesine bağlıdır. Dolayısıyla sürtünme katsayısı, etkileşim halindeki her özel cisim çifti için belirli bir sayıdır. Bunu hiçbir tabloda bulamazsınız. Sizin için ya problemin içinde verilmesi gerekiyor ya da bazı formüllerden çözerken kendiniz bulmalısınız.
Bir problemi çözmenin bir parçası olarak birden büyük veya negatif bir sürtünme katsayısı elde ederseniz, bu problemi dinamikte yanlış çözüyorsunuz demektir.
Eğer problem cümlesi, etkisi altında hareketin başladığı minimum kuvveti bulmayı isterse, o zaman etkisi altında hareketin henüz başlamadığı maksimum kuvveti ararlar. Bu, cisimlerin ivmesini sıfıra eşitlemeyi mümkün kılar, bu da sorunun çözümünü önemli ölçüde basitleştirmek anlamına gelir. Bu durumda sürtünme kuvvetinin eşit olduğu kabul edilir. maksimum değer. Bu şekilde istenilen kuvvetin çok küçük bir oranda artmasının anında harekete neden olacağı an dikkate alınır.
Çeşitli cisimlerle dinamik problem çözmenin özellikleri
Bağlı bedenler
İpliklerle birbirine bağlanan birkaç gövdenin dikkate alındığı dinamik problemlerin çözümü için bir algoritma:
- Çizim yapmak.
- Newton'un ikinci yasasını her cisim için ayrı ayrı yazın.
- İplik uzamazsa (ve çoğu problemde durum böyle olacaktır), o zaman tüm cisimlerin ivmeleri büyüklük olarak aynı olacaktır.
- İplik ağırlıksızsa, bloğun kütlesi yoksa ve bloğun ekseninde sürtünme yoksa, bu durumda çekme kuvveti ipliğin herhangi bir noktasında aynıdır.
Vücudun vücut boyunca hareketi
Bu tür problemlerde, temas eden cisimlerin yüzeyindeki sürtünme kuvvetinin hem üst gövdeye hem de gövdeye etki ettiğini dikkate almak önemlidir. alt vücut yani sürtünme kuvvetleri çiftler halinde ortaya çıkar. Üstelik farklı yönlere yönlendirilirler ve üst gövdenin ağırlığına göre belirlenen eşit büyüklüğe sahiptirler. Alt gövde de hareket ediyorsa destekten gelen sürtünme kuvvetinden de etkilendiği dikkate alınmalıdır.
Dönme hareketi
Bir cisim bir daire içinde hareket ettiğinde, hareketin gerçekleştiği düzleme bakılmaksızın, cisim merkezcil ivmeyle hareket edecek ve bu ivme, vücudun hareket ettiği dairenin merkezine doğru yönlendirilecektir. Ancak daire kavramı tam anlamıyla alınmamalıdır. Bir cisim yalnızca dairesel bir yay boyunca hareket edebilir (örneğin bir köprü boyunca hareket edebilir). Bu türdeki tüm problemlerde eksenlerden biri zorunlu olarak merkezcil ivme yönünde seçilir; bir dairenin (veya bir daire yayının) merkezine. İkinci eksenin birinciye dik olarak yönlendirilmesi tavsiye edilir. Aksi takdirde, bu sorunları çözme algoritması dinamikteki diğer sorunların çözümüyle örtüşür:
1. Eksenleri seçtikten sonra, probleme katılan cisimlerin her biri veya problemde açıklanan durumların her biri için Newton yasasını her bir eksene izdüşümler halinde yazın.
2. Gerekirse denklem sistemini fizikteki diğer konulardaki gerekli denklemlerle destekleyin. Merkezcil ivme formülünü hatırlamak özellikle önemlidir:
3. Ortaya çıkan denklem sistemini matematiksel yöntemleri kullanarak çözün.
Ayrıca bir çubuk veya iplik üzerinde dikey bir düzlemde dönmeyi içeren bir takım görevler de vardır. İlk bakışta bu tür görevler aynı olacak gibi görünebilir. Bu yanlış. Gerçek şu ki çubuk hem çekme hem de basma deformasyonlarına maruz kalabilir. İplik sıkıştırılamaz, hemen bükülür ve vücut basitçe üzerine çöker.
Bir iş parçacığı üzerinde hareket.İplik yalnızca esnediğinden, bir cisim iplik üzerinde dikey bir düzlemde hareket ettiğinde iplikte yalnızca çekme deformasyonu meydana gelecek ve bunun sonucunda iplikte ortaya çıkan elastik kuvvet her zaman dairenin merkezine doğru yönlendirilecektir.
Vücudun çubuk üzerindeki hareketi.Çubuk, ipliğin aksine sıkıştırılabilir. Bu nedenle, yörüngenin en üst noktasında, ipliğin katlanmaması için hızın belirli bir değerden az olmaması gereken ipliğin aksine, çubuğa bağlı gövdenin hızı sıfıra eşit olabilir. Çubukta ortaya çıkan elastik kuvvetler hem dairenin merkezine doğru hem de ters yönde yönlendirilebilir.
Arabayı çeviriyorum. Bir cisim katı bir yatay yüzey boyunca bir daire içinde hareket ediyorsa (örneğin, bir araba bir dönüşten geçiyorsa), o zaman cismi yörüngede tutan kuvvet sürtünme kuvveti olacaktır. Bu durumda sürtünme kuvveti dönüşe karşı değil, dönüşe doğru yönlendirilir (en yaygın hata), arabanın dönmesine yardımcı olur. Örneğin, bir araba sağa döndüğünde sürtünme kuvveti dönüş yönünde (sağa doğru) yönlendirilir.
Evrensel çekim yasası. Uydular
Tüm cisimler birbirlerini kütleleriyle doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı kuvvetlerle çekerler. Böylece evrensel çekim kanunu formül formunda şöyle görünür:
Evrensel çekim yasasının bu kaydı, maddi noktalar, toplar, küreler için geçerlidir. R merkezler arasında ölçülür. Orantılılık faktörü G doğadaki tüm cisimler için aynıdır. O aradı yerçekimi sabiti. SI sisteminde şuna eşittir:
Evrensel yerçekimi kuvvetinin tezahürlerinden biri yerçekimi kuvvetidir. Bu, cisimlerin Dünya'ya veya başka bir gezegene doğru çekim kuvvetinin ortak adıdır. Eğer M– gezegenin kütlesi, R n yarıçapıdır, o zaman gezegenin yüzeyinde serbest düşüşün hızlanması:
Dünya yüzeyinden belli bir mesafede uzaklaşırsanız H o zaman bu yükseklikte serbest düşüşün hızlanması eşit olacaktır (basit dönüşümlerin yardımıyla, gezegenin yüzeyindeki serbest düşüşün hızlanması ile gezegenin üzerinde belirli bir yükseklikte serbest düşüşün hızlanması arasındaki ilişkiyi de elde edebilirsiniz). gezegenin yüzeyi):
Şimdi gezegenlerin yapay uyduları sorununu ele alalım. Yapay uydular atmosferin dışında hareket eder (eğer gezegende varsa) ve yalnızca gezegenden gelen yerçekimi kuvvetlerinden etkilenirler. Bağlı olarak Başlangıç hızı kozmik bir bedenin yörüngesi farklı olabilir. Burada yalnızca gezegenin üzerinde neredeyse sıfır yükseklikte dairesel bir yörüngede hareket eden yapay bir uydu durumunu ele alacağız. Bu tür uyduların yörünge yarıçapı (gezegenin merkezi ile uydunun bulunduğu nokta arasındaki mesafe) yaklaşık olarak gezegenin yarıçapına eşit alınabilir. R is. Bu durumda uydunun yerçekimi kuvvetleri tarafından kendisine verilen merkezcil ivmesi yaklaşık olarak yerçekimi ivmesine eşittir. G. Yüzeye yakın yörüngedeki (gezegenin yüzeyinden sıfır yükseklikte) bir uydunun hızına denir. ilk kaçış hızı. İlk kaçış hızı aşağıdaki formülle bulunur:
Uydunun hareketi, mermilerin veya mermilerin hareketine benzer şekilde serbest düşüş olarak düşünülebilir. balistik füzeler. Tek fark, uydunun hızının o kadar yüksek olması ki yörüngesinin eğrilik yarıçapının gezegenin yarıçapına eşit olmasıdır. Gezegenden önemli bir mesafede dairesel yörüngeler boyunca hareket eden uydular için yer çekimi kuvveti, yarıçapın karesiyle ters orantılı olarak zayıflar. R Yörüngeler. Bu durumda uydunun hızı aşağıdaki formül kullanılarak bulunur:
Kepler yasası tek bir çekici merkez etrafında dönen iki cismin devrim dönemleri için:
Eğer Dünya gezegeninden bahsediyorsak, bunu yarıçapla hesaplamak kolaydır. R eğitim materyalleri bu web sitesinde. Bunu yapmak için hiçbir şeye ihtiyacınız yok: her gün üç ila dört saatinizi fizik ve matematikte CT'ye hazırlanmaya, teori çalışmaya ve problem çözmeye ayırın. Gerçek şu ki CT, sadece fizik veya matematik bilmenin yeterli olmadığı, aynı zamanda hızlı ve hatasız çözebilmeniz gereken bir sınavdır. çok sayıda için görevler farklı konular ve değişen karmaşıklığa sahiptir. İkincisi ancak binlerce problemi çözerek öğrenilebilir.
Bu üç noktanın başarılı, özenli ve sorumlu bir şekilde uygulanması, CT'de yapabildiğiniz maksimum düzeyde mükemmel bir sonuç göstermenize olanak sağlayacaktır.
Bir hata mı buldunuz?
Eğitim materyallerinde bir hata bulduğunuzu düşünüyorsanız lütfen e-posta ile yazınız. Ayrıca bir hatayı şu adrese bildirebilirsiniz: sosyal ağ(). Mektupta konuyu (fizik veya matematik), konunun veya testin adını veya numarasını, problemin numarasını veya metinde (sayfada) sizce hatanın olduğu yeri belirtin. Ayrıca şüphelenilen hatanın ne olduğunu da açıklayın. Mektubunuz gözden kaçmayacak, hata ya düzeltilecek ya da neden hata olmadığı size açıklanacak.
Oturum yaklaşıyor ve teoriden pratiğe geçmemizin zamanı geldi. Hafta sonu oturduk ve birçok öğrencinin temel fizik formüllerinden oluşan bir koleksiyonun parmaklarının ucunda olmasının faydalı olacağını düşündük. Açıklamalı kuru formüller: kısa, özlü, gereksiz bir şey yok. Sorunları çözerken çok faydalı bir şey, biliyorsun. Ve bir sınav sırasında, bir gün önce ezberlediğiniz şeyin tam olarak aklınızdan “dışarı fırlayabileceği” bir zamanda, böyle bir seçim mükemmel bir amaca hizmet edecektir.
Çoğu problem genellikle fiziğin en popüler üç bölümünde sorulur. Bu Mekanik, termodinamik Ve Moleküler fizik, elektrik. Hadi onları alalım!
Fizik dinamiğinde, kinematikte, statikte temel formüller
En basitinden başlayalım. Eski güzel favori düz ve tekdüze hareket.
Kinematik formülleri:
Elbette daire içindeki hareketi unutmayalım, sonra dinamiğe ve Newton yasalarına geçeceğiz.
Dinamikten sonra sıra cisimlerin ve sıvıların denge koşullarını dikkate almanın zamanıdır. statik ve hidrostatik
Şimdi “İş ve Enerji” konusundaki temel formülleri sunuyoruz. Onlar olmasa nerede olurduk?
Moleküler fizik ve termodinamiğin temel formülleri
Mekanik bölümünü salınım ve dalga formülleriyle bitirip moleküler fizik ve termodinamiğe geçelim.
Verimlilik faktörü, Gay-Lussac yasası, Clapeyron-Mendeleev denklemi - tüm bu çok önemli formüller aşağıda toplanmıştır.
Bu arada! Şimdi tüm okuyucularımıza indirim var 10% Açık .
Fizikteki temel formüller: elektrik
Termodinamikten daha az popüler olsa da elektriğe geçmenin zamanı geldi. Elektrostatikle başlayalım.
Ve davulun ritmine göre Ohm kanunu, elektromanyetik indüksiyon ve elektromanyetik salınım formülleriyle bitiriyoruz.
Bu kadar. Elbette dağlar kadar formül sıralanabilir ama bunların hiçbir faydası yok. Formüller çok fazla olduğunda kolayca kafanız karışabilir, hatta beyninizi eritebilirsiniz. Temel fizik formüllerinden oluşan kısa notlarımızın favori problemlerinizi daha hızlı ve daha etkili bir şekilde çözmenize yardımcı olacağını umuyoruz. Bir şeyi açıklığa kavuşturmak istiyorsanız veya doğru formülü bulamadıysanız: uzmanlara sorun öğrenci servisi. Yazarlarımız yüzlerce formülü kafalarında tutuyor ve sorunları fındık gibi kırıyor. Bizimle iletişime geçin, yakında tüm görevler size kalmış olacak.