4.Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

Частным видом силы всемирного тяготения (между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.)является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свбодного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона g = F_Т/m , следовательно, F_T= mg . Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты h над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения.

Весом тела называют силу, с которой тело, вследствие его притяжения кЗемле, давит на опору или растягивает подвес.

*если ускорение тела направлено вверх, вес тела больше силы тяжести: Р > mg

*если ускорение тела направлено вниз, вес тела меньше силы тяжести: Р <mg

Из формулы  для веса тела, движущегосяс ускорением, следует, что привес. Значит,

если тело движется с ускорением свободного падения, вес тела равен нулю. Состояние, при котором вес тела равен нулю, называют состоянием невесомости. Чтобы тело находилось в состоянии невесомости, совсем не обязательно, чтобы оно свободно падало вниз! Важно только, чтобы оно двигалосьс ускорением свободного падения .

5.Работа и мощность, энергия в механике.

Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др.

Если тело движется прямолинейнои на него действует постоянная сила F, которая составляет некоторый уголaс направлением перемещения, то работа этой силы равна произведению проекции силыF_sна направление перемещения (F_s=Fcosa), умноженной на перемещение точки приложения силы:

  Если, однако, рассмотреть элементарное перемещение dr, то силу F можно считать постоянной, а движение точки ее приложения — прямолинейным.Элементарной работойсилы F на перемещении dr называетсяскалярнаявеличина

где a— угол между векторами F и dr;ds= |dr| — элементарный путь;F_s —проекция вектора F на вектор dr

      Чтобы охарактеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности:

За время dt сила Fсовершает работуFdr, и мощность, развиваемая этой силой, в данный момент времени

т. е. равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы; N —величинаскалярная.

Единица мощности — ватт(Вт): 1 Вт — мощность, при которой за время 1 с совершается работа 1 Дж (1 Вт = 1 Дж/с).

6.Импульс тела. Закон сохранения импульса. Кинетическая и потенциальная энергии.

Импульс тела — это векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость:

p = mv: Закон сохранения импульса формулируется так:

если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю, то импульс системы сохраняется.

(З.С.И)

        

До взаимодействия

После взаимодействия

В случае, когда тело движется под влиянием силы, оно уже не только может, но и совершает какую-то работу. В физике кинетической энергиейназывается энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Тело, двигаясь, расходует свою энергию и совершает работу. Для кинетической энергии формула рассчитывается следующей образом:

A=Fs=mas=m*v/t*vt/ 2 = (mv^2) / 2 ,  или   Eк= (mv^2) / 2 , Из формулы видно, что чем больше масса и скорость тела, тем выше его кинетическая энергия.

Каждое тело обладает либо кинетической, либо потенциальной энергией, либо и той, и другой сразу, как, например, летящий самолет.

Формула энергии в физике всегда показывает, какую работу совершает или может совершить тело. Соответственно, единицы измерения энергии такие же, как и работы джоуль (1 Дж).

В физике потенциальной энергиейназывают энергию, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. То есть, если тело поднято над землей, то оно обладает возможностью падая, произвести какую-либо работу.

И возможная величина этой работы будет равна потенциальной энергии тела на высоте h.  Для потенциальной энергии формула определяется по следующей схеме:

A=Fs=Fт*h=mgh,     или      Eп=mgh, Причем за нулевое положение тела может быть принято любое удобное нам положение в зависимости от условий проводимых опыта и измерений, не только поверхность Земли. Это может быть поверхность пола, стола и так далее.

7. Законы сохранения и превращения энергии.Закон сохранения полной механической энергии гласит:полная механическая энергия тела, на которое не действуют силы трения и сопротивления, в процессе его движения остается неизменной.

акон сохранения энергии можно представить в виде формулы. Если мы обозначим начальную и конечную энергию тела как E_1  и E_2, то закон сохранения энергии можно выразить так:  E_1=E_2. В начальный момент времени тело имело скорость v_1 и высоту h_1:

E_1=(mv_1^2)/2+mgh_1.

В конечный момент времени со скоростью v_2  на высоте h_2 энергия

E_2=(mv_2^2)/2+mgh_2.

В соответствии с законом сохранения энергии:

(mv_1^2)/2+mgh_1=(mv_2^2)/2+mgh_2.

Е_м=Е_к+Е_п

Е_к1+Е_п1=Е_к2+Е_п2

Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее значение сохраняется.