1. Билет № 1

Взаимодействие тел. Первый закон Ньютона

Динамика – раздел физики, изучающий причины механического движения тел (почему?). В основе динамики лежат законы Ньютона.

Демонстрация: на нити висит неподвижно тело. Действие на шарик двух тел – шнура и Земли – скомпенсированы. Вывод: тело находится в состоянии покоя, если действие на него других тел скомпенсировано. Но движение относительно: зависит от выбора системы отсчета.

Простые наблюдения и опыты, например с тележками, приводят к следующим качественным заключениям:

а) тело, на которое другие тела не действуют, сохраняет свою скорость неизменной;

б) ускорение тела возникает под действием других тел, но зависит и от самого тела;

в) действия тел друг на друга всегда носят характер взаимодействия.

Эти выводы подтверждаются при наблюдении явлений в природе, технике, космическом пространстве только в инерциальных системах отсчета.

1 Закон Ньютона:

Существуют такие системы отсчета (инерциальные), относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действия других тел компенсируются.

Инерция – явление сохранения скорости тела постоянной при отсутствии внешних воздействий или их взаимной компенсации.

Значение 1 закона Ньютона: позволяет выбрать ИСО, в которой характер взаимодействия и движения тел однозначно определяются 2 и 3 законами Ньютона.

ИСО – физическая модель; СО, в которой скорость тела не изменяется, если на него не действуют другие тела или действия других тел компенсируются.

Если же на тело действуют другие тела и их действие не компенсируется, то скорость тела изменяется и характеризуется это изменение ускорением а=(-₀)/t.

При взаимодействии тел оба изменяют свою скорость, причем, оба тела получают ускорения, направленные в противоположные стороны и отношение модулей этих ускорений всегда одно и то же.

Примеры проявления инерции из жизни и практики (вредной и полезной): вытряхивание ковров, движение по инерции транспорта при изменении скорости, работа ДВС и электрического двигателя за счет вращения по инерции.

2. Билет№2

Сила. Масса. Второй закон Ньютона

Масса – мера инертности тела: чем больше масса тела, тем труднее изменить его скорость и наоборот.

Инертность – свойство тела сохранять скорость постоянной при отсутствии внешних воздействий или их взаимной компенсации.

Опыт показывает, что отношение модулей ускорений двух взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс.

В простейших случаях взаимодействия количественной характеристикой является сила. Сила — причина ускорения тел по отношению к инерциальной системе отсчета или их деформации.

Сила — этовекторная физическая величина, являющаяся мерой ускорения, приобретаемого телами при взаимодействии.

Сила характеризуется: а) модулем; б) точкой приложения; в) направлением.

Единица измерения силы — ньютон. 1 ньютон — это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/св направлении действия этой силы, если другие тела на него не действуют. Сила измеряется динамометром.

На основании опытных данных были сформулированы законы Ньютона.

2 закон Ньютона: ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, обратно пропорционально его массе и направлено так же, как и равнодействующая сила:

а = F/m (векторная формула).

Равнодействующей нескольких сил называют силу, действие которой эквивалентно действию тех сил, которые она заменяет. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу.

F=F₁+F₂+...+F_n (векторная формула). Векторная сумма определяется по правилам сложения векторов (треугольника или параллелограмма).

Для решения задач закон часто записывают в виде: F = mа (векторная формула).

Закон можно применять для ИСО для тел, движущихся со скоростями намного меньшими скорости света.

Примеры: разгон, торможение транспорта

Способы определения массы тел: 1) на взаимодействии тела с эталоном массы

= . Применяется в астрономии - для небесных тел, в физике - для атомов и молекул.

2) взвешивание (на тела равной массы действуют равные силы тяжести).

Эталон массы: специально изготовленный из сплава платины и иридия цилиндр, хранится в Международной палате мер и весов в г. Севр близ Парижа. С достаточной точностью можно считать, что 1 л чистой воды при 15⁰С имеет массу 1 кг.