Принцип відносності Галілея. Маса. Закони Ньютона та їх застосування для розв'язування задач

 Рожнятівський ліцей"Заочна освіта"

Тема: Принцип відносності Галілея. Маса. Закони Ньютона та їх застосування для розв'язування задач

Мета:

Освітня. Ознайомитись із законами Ньютона та межами їх застосування; вчитися розв’язувати розрахункові задачі.

Розвиваюча. Розвивати логічне та алгоритмічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру наукового мовлення та культуру оформлення розрахункових задач.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

План

1.     Вивчення нового матеріалу

1)      Принцип відносності Галілея.

2)      Другий закон Ньютона

3)      Третій закон Ньютона

4)      Застосування законів Ньютона

2.      Закріплення вивченого матеріалу.

3.      Домашнє завдання.

Хід уроку

1.    Вивчення нового матеріалу

 (Зробіть конспект уроку)

1)     Властивості інерційних систем вперше з’ясував Галілей. Принцип відносності Галілея можна сформулювати так: усі механічні явища в різних інерційних системах відліку відбуваються однаково, внаслідок чого ніякими механічними дослідами неможливо встановити, нерухома ця система чи рухається рівномірно і прямолінійно.

2)     Другий закон Ньютона

Другий закон механіки Ньютона встановлює зв’язок між кінематичними й динамічними величинами.

Найчастіше він формулюється так: прискорення, якого набуваєтіло піддією сили, прямо пропорційне силі, обернено пропорційне масі тіла і має той самий напрям, що й сила:

a=F/m

a– прискорення, F–рівнодійна сил, що діють на тіло, m–маса тіла.

Або так: сила, що діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення, якого надає ця сила:

F=ma

Якщо на тіло діє не одна сила, а багато, то тоді R = ma , де R – рівнодійна сил/ Розмірності сили:

[ F ] = [ ma ] = (кг*м)/ с² = Н (ньютон)

Ньютон сформулював другий закон механіки дещо інакше, увівши поняття кількості руху. У сучасній фізиці його називають імпульсом тіла.

Кількість руху, або імпульс –дорівнює добутку маси тіла на його швидкість:  mv

Оскільки прискорення

, то m(v-v0)/∆t=F,  звідси  mv-mv0/∆t=F або  ∆(mv)/∆t=F

У формулюванні Ньютона другий закон механіки стверджує: зміна кількості руху тіла пропорційна діючій силі і відбувається у напрямі прямої, вздовж якої ця сила діє.

∆(mv)/∆t=F

Другий закон механіки узагальнив важливий факт: дія сил не спричиняє самого руху, а лише змінює його; сила викликає зміну швидкості, тобто прискорення, а не саму швидкість.

3)   Третій закон Ньютона

За третім законом механіки Ньютона сила є наслідком взаємодії двох і більше тіл. Коли одне тіло діє на друге, то обов'язково і  друге тіло діє на перше, тобто якщо є «дія», то є й «протидія».

 

У разі взаємодії двох тіл відношення модулів їх прискорень дорівнює оберненому відношенню їх мас:

a1/a2=m2/m1 або  m1/a1=m2/a2

Прискорення взаємодіючих тіл мають протилежні напрямки, тому у векторній формі можна записати:

m1/a1=-m2/a2

Добуток маси тіла на його прискорення дорівнює прикладеній до тіла силі. F1=m1a1 –сила, яка діє на перше тіло з боку другого тіла, F2=m2a2 –сила, яка діє на друге тіло з боку першого. Отже,F1=-F2

Третій закон Ньютона: тіла взаємодіють одне з одним із силами, однаковими за модулем і протилежними за напрямком:

Третій закон Ньютона стверджує, що сили завжди «виникають» парами. Ці сили іноді називають силами дії та протидії. При цьому байдуже, яку з двох сил назвати силою дії, а яку — силою протидії.

Сили, з якими взаємодіють два тіла:

а) мають ту саму фізичну природу, оскільки зумовлені тією самою взаємодією;

б) однакові за модулем і спрямовані вздовж однієї прямої протилежно одна одній;

в) прикладені до різних тіл і тому не можуть компенсувати одна одну. Унаслідок цього не можна вважати, що сума сил, прикладених до кожного з взаємодіючих тіл, дорівнює нулю. Рівнодійну для сил можна шукати лише в тому разі, коли сили прикладені до одного тіла.

4) Застосування законів Ньютона. Відкриття законів руху дало можливість за порівняно невеликий час досягти значних успіхів у поясненні багатьох явищ навколишнього світу - від опису руху кинутого каменя чи яблука і до обчислення відхилень від законів Кеплера у русі планет під впливом інших планет.

Лише у випадку найпростіших типів сил рівняння Ньютона вдається розв’язати точно.

За допомогою законів механіки можна обчислити положення і швидкість тіла в будь-який момент часу за відомими силами і початковими умовами (пряма задача) або знайти сили за заданим рухом (обернена задача).

3.                Закріплення вивченого матеріалу.

Задача 1. Нерухомий алюмінієвий візок зіткнувся зі стальним візком такого самого розміру, що рухався зі швидкістю 4 м/с. З якою швидкістю почав рухатися алюмінієвий візок? Стальний візок після зіткнення мав швидкість 2 м/с.

Задача 2. На тіло, що має масу 2 кг, діють сили 10 Н та 20 Н, кут між якими становить 120⁰. Якого прискорення набуває тіло?

Задача 3. На тіло масою 2 кг, що лежить на горизонтальній дорозі, діє сила, під дією якої тіло за 30 с пройде відстань 500 м. Знайти величину сили.

4.                Домашнє завдання.

§7  Опрацювати. Вправа 7 (1)

 

1 from booksss100