Сила – векторная физическая величина являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел, в результате, которого тело приобретает ускорение или изменяет форму и размер.

В системе СИ единицей силы является ньютон.

 

Это сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1

 

Но толе может взаимодействовать не с одним телом, а с несколькими, и каждое из этих тел действует независимо от другого. Другими словами, если на материальную точку действует несколько сил F ₁ + F ₂ + F ₃ +…+ F_n, то их равнодействующая сила является суммой всех этих сил:

 

 

В этом состоит принцип суперпозиции сил, который гласит: равнодействующая сила равна векторной сумме всех одновременно действующих на тело сил.

И Ньютон не был первым ученым, понявшим, что причина движения кроется во взаимодействии тел. Еще немецкий астроном Иоганн Кеплер ввел понятие силы как причины движения тел, однако он ошибочно измерял ее скоростью движения тела. Галилей, в отличие от Кеплера, измерял силу вызванным ею ускорением, но полностью отождествил ее с весом. Но все же Ньютон сформулировал важнейший закон движения, то есть II закон Ньютона, который гласит: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение.

Из второго закона Ньютона следует, что для определения ускорения тела надо знать действующую на тело силу и массу тела:

 

 

Второй закон Ньютона имеет ряд особенностей:

1. Он справедлив для любых сил;

2. Сила является причиной, вызывающей ускорение;

3. Вектор ускорения сонаправлен с вектором силы.

4. Второй закон Ньютона выполняется только в ИСО.

 

Задача №1:

Определить массу шара, если при столкновении с шаром массой 1 кг он получает ускорение 0,4 м/с². Ускорение движущегося шара 0,2 м/с²

M₂ -? Решение Вычисления

 

m₁= 1 кг При воздействии тел: м₂ = кг

а₁ = 0,2 м/с²

а₂ = 0,4 м/с²

Ответ: м₂ = 0,5 кг

 

 

Задача № 2.

Максимальная сила тяги локомотива 400 кН. Какой массы состав он может привести в движение с ускорением 0, 2 м/с²

м -? СИ Решение Вычисление

 

F = 400 кН 4 * 10⁵Н по II закону Ньютона м = = 20 * 10⁵ = 2000 т

 

а = 0, 2 м/с²

м =

 

Ответ: м = 2000 т

 

Урок 3.

Третий закон Ньютона.

Цель: раскрыть содержание третьего закона Ньютона.

Тип урока:

 

План:

1. Организационный момент

2. Домашнее задание

3. Физический диктант

4. Объяснение материала

5. Итог урока

 

Ход урока.

 

Домашнее задание:

 

I вариантII вариант

 

- инерция - инертность

- I закон Ньютона - II закон Ньютона

- принципы суперпозиции тел - принципы относительности Галилея

- ИСО - сила

 

 

Действие тел друг на друга всегда имеют характер взаимодействия. Каждое из тел действует на другое и сообщает ему ускорение.

При любом взаимодействии двух тел массами м₁ и м₂ отношения модулей приобретаемых телами ускорений остается постоянным и равным обратному отношению масс тел:

Отсюда для произведений масс тел на модули их ускорений следует равенство:

м₁а₁ = м₂а ₂

₂

При взаимодействии тел вектора их ускорений всегда имеют противоположные направления. С учетом этого наше предыдущее выражение примет вид:

По второму закону Ньютона сила , действующая на первое тело, равна:

 

А сила , действующая на второе тело, равна:

 

Отсюда получаем равенство:

 

 

Это равенство выражает третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Силы, возникающие при взаимодействии двух тел, всегда имеют одну природу. Если, например, земля притягивает Луну силой тяготения, то равная по модулю и противоположно направленная сила, действующая со стороны Луны на Землю, также является силой тяготения.

 

Особенности III закона Ньютона:

1. Силы всегда возникают только парами;

2. Силы всегда возникают при взаимодействии;

3. Силы, возникающие при взаимодействии, всегда одной природы;

4. Силы никогда не уравновешиваются, так как приложены к разным телам;

5. Закон справедлив для сил любой природы.

 

Урок 4.

Решение задач.

 

Цель: научить учащихся применять законы Ньютона в решении задач.

Тип урока:

 

План:

1. Организационный момент

2. Домашнее здание

3. Решение задач

4. Итог урока

 

Ход урока.

 

№ 125 (новый)

 

V₂ -? СИ Решение Вычисление

V₂ =

м₁ = 400 г 0,4 кг

м₂ = 600 г 0,6 кг

 

Ответ: V₂ =

 

№ 144 (новый)

а -? СИ Решение Вычисление

 

м = 60 т 60*10³кг II закон Ньютона а = м/с²

F = 90 кН 90*10³Н F = ma

 

Ответ: а = 1,5 м/с²

№ 145

а₂/а -? СИ Решение Вычисление

 

м₁= 2 т 2*10³кг II закон Ньютона

м₂= 8 т 8*10³кг для легковых авт.

F₂=2F₁ F₁=m₁a₁

для грузовика

F₂=m₂a₂

Разделим F₁:F₂

 

Ответ: ускорение грузовика больше в 0,5 раз.

 

№ 137.

 

R -? СИ Решение Вычисление

F₁=550кН 550*10³Н Чтобы найти равнодейст

F₂=555кН 555*10³Н вующую всех сил, необхо

F₃=162 кН 162*10³Н димо определить R по вер

F₄=150кН 150*10³Н тикали, как R-ю сил, напра

вленных по одной прямой

 

По вертикали (ось Y)

R₁=F₂ – F₁

По горизонтали (ось Х)

R₂=F₃ – F₄ R₁=555*10³ -

R всех сил найдем по 550*10³= 5*10³Н

правилу параллелограмма R₂=162*10³-

150*10³=12*10³Н

Модуль силы R вычислим

по теории Пифагора

 

 

Ответ: R = 13 кН

Урок 5.

Сила упругости Земли. Закон Гука.

 

Цель: раскрыть природу силы упругости, дать формулировку закона Гука; выяснить, когда возникает сила упругости.

Тип урока:

 

План:

1. Организационный момент

2. Домашнее задание

3. Объяснение нового материала

 

Ход урока.

 

Вблизи поверхности Земли на любое тело действует сила тяжести, однако большинство тел вокруг нас не падают с ускорением, а находятся в покое. Неподвижны книга, лежащая на столе, и стол, стоящий на полу, классная доска и электрическая лампа, подвешенная к потолку.

Книга на столе неподвижна, - значит, кроме силы тяжести, на нее действуют другие силы и равнодействующая всех сил равна нулю. Какие же это силы и как они возникают?

Если на человека, стоящего на полу, действовала бы только сила тяжести, то он провалился бы сквозь пол. Но этого не произойдет. Это можно объяснить тем, что кроме силы тяжести, направленной вниз, на нас действует еще какая-то сила, направленная вверх. То есть, стоя на полу, мы действуем на него своей силой тяжести, а пол действует на нас силой противоположной по направлению и такой же - по величине. Эта сила возникает из–за того, что под действием силы тяжести пол деформируется, хотя мы этого не замечаем. Деформация более заметна, когда мы садимся в мягкое кресло.

Та вот, сила, возникающая при деформации и направленная в сторону противоположную силе тяжести, - сила упругости.