1. Співвідношення між силою і прискоренням

Вивчимо за допомогою досліду, як рухається тіло, якщо на ньо го діє лише одна постійна сила, а дії інших сил скомпенсовані. Для дослідів можна скористатися візком, що котиться по столу прак тично без тертя.

Вимірюючи шляхи, які проходить візок за різні проміжки часу, можна помітити, що шлях пропорційний квадрату часу руху, тобто візок рухається рівноприскорено.

^ Під дією постійної сили тіло рухається з постійним приско ренням.

Якщо збільшувати силу, що розганяє візок, то можна переко натися в тому, що прискорення візка також збільшується.

^ Модуль прискорення прямо пропорційний модулю сили, що діє на тіло. Напрямок прискорення тіла збігається з напрямком

сили, яка діє на це тіло: „ -

а 5 Р.

2. Маса тіла

Досліди показують, що візок із важками під дією тієї самої сили набуває меншого прискорення, ніж порожній. Ця відмінність зумовлена властивістю тіла, що називається інертністю. ^ Інертність — це властивість, яка полягає в тому, що для змі

ни швидкості тіла на задану величину необхідно, щоб дія на

нього певного іншого тіла тривала якийсь час. Чим довший цей

час, тим більш інертним є тіло.

Чим більша інертність тіла, тим більшу силу потрібно приклас ти до цього тіла, щоб надати йому певного прискорення. ^ Мірою інертності тіла є маса.

Одиницею маси в СІ є кілограм (кг).

Необхідно звернути увагу учнів на те, що інертність — це влас тивість тіла.

Досліди показують, що в разі взаємодії двох тіл тіло з більшою масою отримує менше прискорення. Тому маси т₁ й т₂ двох тіл можна порівнювати, порівнюючи прискорення цих тіл:

т а₂ т₂ а

Якщо маси двох тіл у процесі їх взаємодії можна порівнювати, то масу будь якого тіла можна й виміряти, порівнявши його масу з еталоном масою 1 кг. Утім, на практиці масу тіла вимірюють на багато простіше — за допомогою зважування.

3. Другий закон Ньютона

Співвідношення між рівнодійною всіх сил, що діють на тіло, масою тіла та його прискоренням було сформульовано Ньютоном як другий із трь х основних законів динаміки:

^ рівнодійна Р усіх сил, прикладених до тіла, дорівнює добутку маси тіла на його прискорення:

Р = та.

Щоб відзначити, що причиною прискорення є сила, другий за кон Ньютона записують іноді в такоу вигляді:

- Р

а = — .

т

Одиницю вимірювання сили в системі СІ визначають на основі другого закону Ньютона. Одиниця вимірювання сили називається ньютон (Н) і визначається так:

^ сила в 1 ньютон надає тілу масою 1 кг прискорення 1 м/с².

Отже, 11 = 1 ^Єа ₂* .

п

Приклади прояву другого закону Ньютона трапляються на кожному кроці. Електровоз розганяє потяг із тим меншим приско ренням, чим більша загальна маса потяга. Відштовхуючи з однако вою силою від берега порожній і важко навантажений човен, мож на змусити перший із них рухатися з більшим прискоренням, ніж другий. Як приклад застосування другого закону Ньютона мож на розглянути вимірювання маси тіла за допомогою зважування. Прикладом прояву другого закону Ньютона в природі може бути сила, що діє на нашу планету з боку Сонця тощо.

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. Чи створює постійна сила постійне прискорення?

2. Як залежить модуль прискорення від модуля сили?

3. Як пов'язані напрямок прискорення і напрямок сили?

4. У яких системах відліку є справедливим другий закон Нью тона?

5. Як виміряти масу тіла за допомогою зважування?

6. Яка сила надає прискорення штучному супутнику Землі?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ 1. Учимося розв'язувати задачі

1. Яким може бути модуль рівнодійних сил 25 Н і 10 Н?

2. Якою є маса тіла, якому сила в 10 Н надає прискорення 2 м/с²?

3. Швидкість автомобіля змінюється за законом V = 20 -1,5/. Об числіть сумарну силу, що діє на нього, якщо маса автомобіля дорівнює 1 т.

4. Спортсмен масою 80 кг стрибає в басейн з висоти 5 м. За 0,4 с вода зменшує його швидкість до нуля. З якою середньою силою діє вода на спортсмена?

5. Трамвай масою 6 т рухався зі швидкістю 36 км/год. Гальмуючи, у результаті тертя він зупинився за 5 с. Обчисліть силу тертя.