Acasă Flori De ce corpuri diferite cad în moduri diferite? Corpuri în cădere liberă

De ce corpuri diferite cad în moduri diferite? Corpuri în cădere liberă

Și încă o condiție importantă este în vid. Și nu prin viteză, ci prin accelerație în acest caz. Da, într-un anumit grad de aproximare, așa este. Să ne dăm seama.

Deci, dacă două corpuri cad de la aceeași înălțime în vid, atunci vor cădea simultan. Chiar și Galileo Galilei a demonstrat la un moment dat experimental că corpurile cad pe Pământ (cu literă majusculă - vorbim despre planetă) cu aceeași accelerație, indiferent de forma și masa lor. Legenda spune că a luat un tub transparent, a pus acolo o pelete și o pană, dar a pompat aerul. Și s-a dovedit că fiind într-un astfel de tub, ambele corpuri au căzut în același timp. Cert este că fiecare corp din câmpul gravitațional al Pământului experimentează aceeași accelerație (g ~ 9,8 m / s² în medie) de cădere liberă, indiferent de masa sa (de fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat, dar într-o primă aproximare - da . De fapt, în fizică nu este neobișnuit - citim până la capăt).

Dacă căderea are loc în aer, atunci pe lângă accelerarea căderii libere, mai apare una; este îndreptată împotriva mișcării corpului (dacă corpul cade pur și simplu, atunci împotriva direcției căderii libere) și este cauzată de forța de rezistență a aerului. Forța în sine depinde de o grămadă de factori (viteza și forma unui corp, de exemplu), dar accelerația pe care această forță o va da unui corp depinde de masa acestui corp (a doua lege a lui Newton - F = ma, unde a este accelerația). Adică, dacă în mod convențional, corpurile „cade” cu aceeași accelerație, dar „încetinesc” într-un grad diferit sub acțiunea forței de rezistență a mediului. Cu alte cuvinte, bila de spumă va „încetini” mai activ împotriva aerului, atâta timp cât masa sa este mai mică decât cea a unei mingi de plumb zburătoare din apropiere. În vid, nu există rezistență, iar ambele bile vor cădea aproximativ (până la adâncimea vidului și la precizia experimentului) în același timp.

Ei bine, în concluzie, rezervarea promisă. În tubul menționat mai sus, la fel ca în Galileo, chiar și în condiții ideale, peletul va cădea cu un număr neglijabil de nanosecunde mai devreme, din nou datorită faptului că masa sa este neglijabilă (comparativ cu masa Pământului) diferă de masa unei pene. Cert este că în Legea gravitației universale, care descrie forța de atracție în perechi a corpurilor masive, apar AMBELE mase. Adică, pentru fiecare pereche de astfel de corpuri, forța rezultată (și, prin urmare, accelerația) va depinde de masa corpului „cădere”. Cu toate acestea, contribuția peletului la această forță va fi neglijabilă, ceea ce înseamnă că diferența dintre valorile de accelerație pentru peletă și pene va fi extrem de mică. Dacă, de exemplu, vorbim despre „căderea” a două bile la jumătate, respectiv un sfert din masa Pământului, atunci prima va „cădea” vizibil mai devreme decât a doua. Adevărul despre „cădere” este greu de spus aici - o astfel de masă va deplasa vizibil Pământul însuși.

Apropo, atunci când o granulă sau, să zicem, o piatră cade pe Pământ, atunci, conform aceleiași Legi a Gravitației Universale, nu numai piatra depășește distanța până la Pământ, dar Pământul în acest moment se apropie de piatră. la o distanță mică (disparabilă) neglijabilă. Fără comentarii. Gândește-te la asta înainte de culcare.

Toate corpurile din spațiul fără aer cad cu aceeași accelerație. Dar de ce se întâmplă asta? De ce este accelerația unui corp în cădere liberă independentă de masa sa? Pentru a răspunde la aceste întrebări, va trebui să ne gândim cu atenție la semnificația cuvântului „masă”.

Să ne oprim în primul rând asupra cursului raționamentului lui Galileo, cu care a încercat să demonstreze că toate corpurile trebuie să cadă cu aceeași accelerație. Nu ajungem, argumentând imagini similare, de exemplu, la concluzia că într-un câmp electric toate sarcinile se mișcă și ele cu aceeași accelerație?

Să fie două sarcini electrice - mare și mică; să presupunem că într-un anumit câmp electric, o sarcină mare se mișcă mai repede. Să conectăm aceste taxe. Cum ar trebui să se miște încărcătura compusă acum: mai rapid sau mai lent decât o încărcare mare? Un lucru este cert că forța care acționează asupra sarcinii compuse din partea câmpului electric va fi mai mare decât forțele experimentate de fiecare sarcină separat. Cu toate acestea, aceste informații sunt încă insuficiente pentru a determina accelerația corpului; trebuie să știți și masa totală a sarcinii compuse. Din lipsă de date, trebuie să întrerupem discuția despre mișcarea unei sarcini compuse.

Dar de ce Galileo nu a întâmpinat dificultăți similare când a discutat despre căderea corpurilor grele și ușoare? Care este diferența dintre mișcarea masei într-un câmp gravitațional și mișcarea unei sarcini într-un câmp electric? Se pare că aici nu există nicio diferență fundamentală. Pentru a determina mișcarea unei sarcini într-un câmp electric, trebuie să cunoaștem mărimea sarcinii și a masei: prima dintre ele determină forța care acționează asupra sarcinii din partea câmpului electric, a doua determină accelerația la un anumit forta. Pentru a determina mișcarea unui corp într-un câmp gravitațional, trebuie luate în considerare și două mărimi: sarcina gravitațională și masa acesteia. Sarcina gravitațională determină mărimea forței cu care câmpul gravitațional acționează asupra corpului, în timp ce masa determină accelerația corpului în cazul unei forțe date. Galileo a considerat suficient să aibă o singură valoare, deoarece a considerat că sarcina gravitațională este egală cu masa.

De obicei, fizicienii nu folosesc termenul de „sarcină gravitațională”, ci în schimb spun „masă grea”. Pentru a evita confuzia, masa care determină accelerația unui corp la o forță dată se numește „masă inertă”. Deci, de exemplu, masa la care se face referire în teoria relativității speciale este masa inerțială.

Să caracterizăm oarecum mai precis masele grele și inerte.

Ce înțelegem, de exemplu, prin afirmația că o pâine cântărește 1 kg? Aceasta este pâinea pe care Pământul o atrage în sine cu forță v 1 kg (desigur, pâinea atrage Pământul cu aceeași forță). De ce atrage Pământul o pâine cu o forță de 1 kg și o alta, mare, să zicem, cu o forță de 2 kg? Pentru că a doua pâine are mai multă pâine decât prima. Sau, după cum se spune, a doua pâine are mai multă masă (mai precis, de două ori mai mult) decât prima.

Fiecare corp are o anumită greutate, iar greutatea depinde de masa grea. Masa grea este o caracteristică a unui corp care determină greutatea acestuia, sau, cu alte cuvinte, masa grea determină mărimea forței cu care corpul în cauză este atras de alte corpuri. Astfel, cantitățile Tși M, care apar în formula (10) sunt mase grele. Trebuie avut în vedere că masa grea este o cantitate definită care caracterizează cantitatea de materie conținută în corp. Greutatea corporală, pe de altă parte, depinde de condițiile externe.

În viața de zi cu zi, prin greutate, înțelegem forța cu care corpul este atras de Pământ, măsurăm greutatea corpului în raport cu Pământul. La fel de bine am putea vorbi despre greutatea unui corp în raport cu Luna, Soarele sau orice alt corp. Când o persoană reușește să viziteze alte planete, va avea ocazia să verifice în mod direct că greutatea corporală depinde de masa față de care este măsurată. Imaginează-ți că astronauții, mergând pe Marte, au luat cu ei o pâine care cântărește 1 kg. Cântărind-o pe suprafața lui Marte, ei constată că greutatea pâinii era egală cu 380 G... Greutatea mare a pâinii nu s-a schimbat în timpul zborului, dar greutatea pâinii a scăzut de aproape trei ori. Motivul este clar: masa grea a lui Marte este mai mică decât masa grea a Pământului, astfel încât atracția pâinii pe Marte este mai mică decât pe Pământ. Dar această pâine va fi hrănită exact în același mod, indiferent unde se află - pe Pământ sau pe Marte. Acest exemplu arată că un corp trebuie să fie caracterizat nu prin greutatea sa, ci prin masa sa grea. Sistemul nostru de unități este ales în așa fel încât greutatea corpului (în raport cu Pământul) să fie numeric egală cu masa grea, numai datorită acestui lucru nu trebuie să facem distincția între masa grea și greutatea corporală în viața de zi cu zi. .

Luați în considerare următorul exemplu. Lasă un tren scurt de marfă să ajungă la gară. Frânele sunt aplicate și trenul se oprește imediat. Apoi vine echipa grea. Aici nu poți opri trenul imediat - trebuie să mai încetinești puțin. De ce este nevoie de timp diferit pentru a opri trenurile? De obicei, răspunsul este că al doilea tren a fost mai greu decât primul - acesta este motivul. Acest răspuns este inexact. Ce îi pasă mecanicului de locomotivă de greutatea trenului? Este important pentru el doar ce rezistență are trenul pentru a reduce viteza. De ce ar trebui să presupunem că trenul pe care Pământul îl trage spre sine rezistă mai puternic la schimbarea vitezei? Adevărat, observațiile de zi cu zi arată că așa este, dar se poate dovedi că aceasta este pură coincidență. Nu există nicio legătură logică între greutatea trenului și rezistența pe care acesta o oferă la schimbarea vitezei.

Deci, nu putem explica prin greutatea corpului (și, în consecință, prin masa grea) faptul că sub acțiunea acelorași forțe un corp își schimbă ascultător viteza, în timp ce celălalt necesită timp considerabil pentru aceasta. Trebuie să căutăm motivul în altceva. Proprietatea unui corp de a rezista la schimbarea vitezei se numește inerție. Mai devreme am observat deja că în latină „inerția” înseamnă lene, letargie. Dacă corpul este „leneș”, adică își schimbă viteza mai încet, atunci se spune că are o inerție mare. Am văzut că un tren cu o masă mai mică are o inerție mai mică decât un tren cu o masă mai mare. Aici am folosit din nou cuvântul „masă”, dar într-un sens diferit. Mai sus, masa caracterizează atracția corpului de către alte corpuri, dar aici caracterizează inerția corpului. De aceea, pentru a elimina confuzia în folosirea aceluiași cuvânt „masă” în două sensuri diferite, se spune „masă grea” și „masă inertă”. În timp ce masa grea caracterizează efectul gravitațional asupra unui corp din alte corpuri, masa inerțială caracterizează inerția corpului. Dacă greutatea mare a corpului se dublează, atunci forța de atracție a celorlalte corpuri se va dubla. Dacă masa inertă se dublează, atunci accelerația dobândită de corp sub acțiunea acestei forțe se va înjumătăți. Dacă, cu o masă inertă de două ori mai mare, este necesar ca accelerația corpului să rămână aceeași, atunci va trebui să-i aplice de două ori mai multă forță.

Ce s-ar întâmpla dacă toate corpurile ar avea o masă inertă egală cu o masă grea? Să presupunem că avem, de exemplu, o bucată de fier și o piatră, iar masa inertă a unei bucăți de fier este de trei ori mai mare decât masa inertă a unei pietre. Aceasta înseamnă că pentru a conferi aceleași accelerații acestor corpuri, o bucată de fier trebuie acționată cu de trei ori mai multă forță decât o piatră. Să presupunem acum că masa inerțială este întotdeauna egală cu cea grea. Aceasta înseamnă că masa grea a unei bucăți de fier va fi de trei ori mai mare decât masa grea a unei pietre; o bucată de fier va fi atrasă de Pământ de trei ori mai puternică decât o piatră. Dar pentru transmiterea accelerațiilor egale, este necesară exact de trei ori mai multă forță. Prin urmare, o bucată de fier și o piatră vor cădea pe Pământ cu accelerații egale.

Din cele de mai sus, rezultă că dacă masele inerte și grele sunt egale, toate corpurile vor cădea pe Pământ cu aceeași accelerație. Experiența arată într-adevăr că accelerația tuturor corpurilor în cădere liberă este aceeași. Prin urmare, putem concluziona că toate corpurile au o masă inerțială egală cu masa lor grea.

Masa inerțială și masa grea sunt concepte diferite care nu sunt legate logic una de alta. Fiecare dintre ele caracterizează o anumită proprietate a corpului. Și dacă experiența arată că masele inerte și grele sunt egale, atunci aceasta înseamnă că de fapt am caracterizat aceeași proprietate a corpului cu ajutorul a două concepte diferite. Corpul are o singură masă. Faptul că i-am atribuit anterior mase de două feluri s-a datorat doar cunoașterii noastre insuficiente despre natură. În acest moment, putem spune pe bună dreptate că o masă corporală grea este echivalentă cu o masă inertă. În consecință, raportul dintre masa grea și inertă este într-o oarecare măsură analog cu raportul dintre masă (mai precis, masa inertă) și energie.

Newton a fost primul care a arătat că legile căderii libere descoperite de Galileo au loc datorită egalității maselor inerte și grele. Deoarece această egalitate a fost stabilită empiric, aici cu siguranță trebuie să luați în considerare erorile care apar inevitabil în toate măsurătorile. Conform estimării lui Newton, pentru un corp cu o masă mare v 1 kg masa inertă poate diferi de kilogram cu cel mult 1 g.

Astronomul german Bessel a folosit un pendul pentru a studia raportul dintre masa inertă și cea grea. Se poate demonstra că dacă masa inerțială a corpurilor nu este egală cu masa grea, perioada de oscilații mici ale pendulului va depinde de greutatea acestuia. Între timp, măsurători precise efectuate cu diverse corpuri, inclusiv cu ființe vii, au arătat că nu există o astfel de dependență. Masa grea este egală cu masa inertă. Având în vedere acuratețea experienței sale, Bessel ar putea argumenta că o masă corporală inertă de 1 kg poate diferi de masa grea cu cel mult 0,017 g. În 1894 fizicianul ungur R. Eötvös a reușit să compare masele inerte și grele cu o precizie foarte mare. Din măsurători a rezultat că masa corporală inertă v 1 kg poate diferi de masa grea cu cel mult 0,005 mG . Măsurătorile moderne au făcut posibilă reducerea posibilei erori de aproximativ o sută de ori. O astfel de precizie a măsurătorilor face posibilă afirmarea că masele inerte și grele sunt într-adevăr egale.

Experimente deosebit de interesante au fost efectuate în 1918 de către fizicianul olandez Zeeman, care a studiat raportul dintre masa grea și inertă pentru izotopul radioactiv al uraniului. Nucleele de uraniu sunt instabile și se transformă în timp în nuclee de plumb și heliu. În acest caz, energia este eliberată în procesul de dezintegrare radioactivă. O estimare aproximativă arată că în cadrul transformării 1 G uraniu pur în plumb și heliu ar trebui eliberat 0,0001 G energie (am văzut mai sus că energia poate fi măsurată în grame). Prin urmare, putem spune că 1 G uraniul conține 0,9999 G masa inertă și 0,0001 G energie. Măsurătorile lui Zeeman au arătat că masa grea a unei astfel de bucăți de uraniu este de 1 g. Aceasta înseamnă că 0,0001 g de energie este atrasă de Pământ cu o forță de 0,0001 g. Un astfel de rezultat era de așteptat. Am observat deja mai sus că nu are sens să distingem între energie și masa inerțială, deoarece ambele caracterizează aceeași proprietate a corpului. Prin urmare, este suficient să spunem simplu că masa inertă a unei bucăți de uraniu este egală cu 1 g. La fel este și masa sa grea. În corpurile radioactive, masele inerte și grele sunt, de asemenea, egale între ele. Egalitatea maselor inerte și grele este o proprietate comună tuturor corpurilor naturii.

De exemplu, acceleratorii de particule, care transmit energie particulelor, crescând astfel greutatea acestora. Dacă, de exemplu, electronii emiși de la accelerator. au o energie de 12.000 de ori mai mare decât energia electronilor în repaus, apoi sunt de 12.000 de ori mai grei decât cei din urmă. (Din acest motiv, uneori acceleratorii de electroni puternici sunt numiți „agenți de ponderare” pentru electroni).

Căderea liberă este mișcarea obiectelor vertical în jos sau vertical în sus. Aceasta este o mișcare uniform accelerată, dar un fel special. Pentru această mișcare, toate formulele și legile mișcării uniform accelerate sunt valabile.

Dacă corpul zboară vertical în jos, atunci este accelerat, în acest caz vectorul viteză (direcționat vertical în jos) coincide cu vectorul accelerație. Dacă corpul zboară vertical în sus, atunci încetinește, în acest caz vectorul viteză (direcționat în sus) nu coincide cu direcția de accelerație. Vectorul de accelerație în cădere liberă este întotdeauna îndreptat vertical în jos.

Accelerația în cădere liberă a corpurilor este constantă.
Aceasta înseamnă că orice corp zboară în sus sau în jos, viteza lui se va schimba în același mod. DAR cu o singură avertizare, dacă forța de rezistență a aerului poate fi neglijată.

Accelerația în cădere liberă este de obicei indicată cu o altă literă decât accelerația. Dar accelerația și accelerația în cădere liberă sunt una și aceeași mărime fizică și au același sens fizic. Ei participă în același mod la formulele pentru mișcarea uniform accelerată.

Semnul „+” din formulele pe care le scriem când corpul zboară în jos (accelerează), semnul „-” - când corpul zboară în sus (încetinește)

Toată lumea știe din manualele școlare de fizică că în vid o pietricică și o pană zboară la fel. Dar puțini oameni înțeleg de ce, în vid, corpuri de mase diferite aterizează în același timp. Orice s-ar putea spune, indiferent dacă sunt în vid sau în aer, masa lor este diferită. Răspunsul este simplu. Forța care face corpurile să cadă (gravitația) cauzată de câmpul gravitațional al Pământului este diferită pentru aceste corpuri. Pentru o piatră este mai mare (deoarece o piatră are mai multă masă), pentru o pană este mai mică. Dar aici nu există nicio dependență: cu cât forța este mai mare, cu atât accelerația este mai mare! Să comparăm, acționăm cu aceeași forță asupra unui dulap greu și a unei noptiere ușoare. Sub influența acestei forțe, noptiera se va mișca mai repede. Și pentru ca șifonierul și noptiera să se miște în același mod, dulapul trebuie influențat mai puternic decât noptiera. Pământul face la fel. Atrage corpurile mai grele cu o forță mai mare decât cele ușoare. Și aceste forțe sunt atât de distribuite între mase încât, ca urmare, toate cad în vid în același timp, indiferent de masă.


Să luăm în considerare separat problema rezistenței aerului care apare. Să luăm două foi de hârtie identice. Mototolim unul dintre ele si in acelasi timp dam drumul mainilor. Frunza mototolită va cădea la pământ mai devreme. Aici, diferiții timpi de cădere nu sunt legați de masa corporală și gravitație, ci de rezistența aerului.


Luați în considerare căderea unui corp de la o anumită înălțime h fara viteza initiala. Dacă axa de coordonate OU este îndreptată în sus, aliniind originea coordonatelor cu suprafața Pământului, vom primi principalele caracteristici ale acestei mișcări.


Un corp aruncat vertical în sus se mișcă uniform cu accelerația gravitației. În acest caz, vectorii viteză și accelerație sunt direcționați în direcții opuse, iar modulul vitezei scade cu timpul.



IMPORTANT! Deoarece ridicarea corpului la înălțimea maximă și căderea ulterioară la nivelul solului sunt mișcări absolut simetrice (cu aceeași accelerație, doar una încetinită și cealaltă accelerată), viteza cu care va ateriza corpul va fi egală cu viteza cu care a aruncat. În acest caz, timpul de ridicare a corpului la înălțimea maximă va fi egal cu timpul de cădere a corpului de la această înălțime până la nivelul solului. Astfel, întregul timp de zbor va fi de două ori mai mare decât timpul de creștere sau coborâre. Viteza corpului la același nivel la ridicare și la cădere va fi, de asemenea, aceeași.

Principalul lucru de reținut

1) Direcția accelerației în timpul căderii libere a corpului;
2) Valoarea numerică a acceleraţiei datorate gravitaţiei;
3) Formule

Deduceți o formulă pentru a determina timpul în care un corp cade de la o anumită înălțime h fara viteza initiala.


Deduceți o formulă pentru determinarea timpului de ridicare a corpului la înălțimea maximă, aruncat cu o viteză inițială v0


Deduceți o formulă pentru determinarea înălțimii maxime de ridicare a unui corp aruncat vertical în sus cu o viteză inițială v0


















Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate opțiunile de prezentare. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Căderea liberă este o întrebare interesantă, dar, în același timp, destul de dificilă, deoarece toți ascultătorii sunt surprinși și neîncrezători de faptul că toate corpurile, indiferent de masa lor, cad cu aceeași accelerație și chiar cu viteze egale, dacă nu există. rezistenta mediului. Pentru a depăși această prejudecată, profesorul trebuie să aloce mult timp și efort. Deși sunt momente când un profesor întreabă în secret un coleg de la elevi: „De ce sunt aceleași viteza și accelerația?” Adică, se dovedește că uneori profesorul prezintă mecanic un fel de adevăr, deși la nivel de zi cu zi el însuși rămâne printre cei care se îndoiesc. Aceasta înseamnă că calculele matematice și conceptul unei relații direct proporționale între gravitație și masă nu sunt suficiente. Avem nevoie de imagini mai convingătoare decât de raționament conform formulei g = Ftyazh / m că atunci când masa se dublează, forța gravitațională se dublează și ea și cei doi sunt reduse (adică, ca urmare, formula ia aceeași formă). Apoi se fac concluzii analoge pentru trei, patru etc. Dar elevii nu văd o explicație reală în spatele formulelor. Formula rămâne, parcă, de la sine, iar experiența de viață face dificil să fiți de acord cu povestea profesorului. Și oricât de mult vorbește profesorul, nu convinge, nu vor exista cunoștințe solide, întemeiate logic, care să lase o amprentă adâncă în memorie. Prin urmare, după cum arată experiența, într-o astfel de situație, este nevoie de o abordare diferită, și anume impactul la nivel emoțional - pentru a surprinde și a explica. În acest caz, se poate face fără experimentul greoi cu tubul lui Newton. Destul de experimente simple care demonstrează influența aerului asupra mișcării unui corp în orice mediu și raționamente teoretice amuzante, care, pe de o parte, îi pot interesa pe mulți prin claritatea lor și, pe de altă parte, vă vor permite să faceți rapid și eficient asimila materialul studiat.

Prezentarea pe această temă conține diapozitive corespunzătoare paragrafului „Cădere liberă a corpurilor” studiat în clasa a 9-a, și reflectă și problemele de mai sus. Să luăm în considerare conținutul prezentării mai detaliat, deoarece este realizată cu ajutorul animației și, prin urmare, este necesar să clarificăm sensul și scopul diapozitivelor individuale. Descrierea diapozitivelor va fi în conformitate cu numerotarea acestora în prezentare.

  1. Titlu
  2. Definiția termenului „cădere liberă”
  3. Portretul lui Galileo
  4. experimentele lui Galileo. Două bile de mase diferite cad din Turnul înclinat din Pisa și ajung la suprafața pământului în același timp. Vectorii gravitației sunt, respectiv, de lungimi diferite.
  5. Forța gravitațională este proporțională cu masa: Ftyazh = mg. Pe lângă această afirmație, pe diapozitiv există două cercuri. Unul dintre ele este roșu, celălalt este albastru, care se potrivește cu culoarea literelor pentru gravitație și masă de pe acest diapozitiv. Pentru a demonstra semnificația dependenței proporționale directe și inverse, aceste cercuri, la un clic de mouse, încep simultan să crească sau să scadă în același număr de ori.
  6. Gravitația este proporțională cu masa. Dar de data aceasta se arată matematic. Animația vă permite să înlocuiți aceiași factori atât în ​​numărător, cât și în numitorul formulei pentru accelerația gravitației. Aceste numere sunt reduse (ceea ce este arătat și în animație) și formula rămâne aceeași. Adică aici demonstrăm studenților teoretic că în cădere liberă accelerația tuturor corpurilor, indiferent de masa lor, este aceeași.
  7. Valoarea accelerației datorate gravitației pe suprafața globului nu este aceeași: ea scade de la pol la ecuator. Dar atunci când calculăm, luăm o valoare aproximativă de 9,8 m / s2.
  8. 9. Poezii de cădere liberă(după ce le citesc, elevii ar trebui să fie întrebați despre conținutul poeziei)

Nu numărăm aerul și zburăm la pământ,
Viteza crește, mi-e deja clar.
Totul este la fel în fiecare secundă:
Pământul ne va ajuta pe toți să adăugăm „zece”.
Măresc viteza cu metri pe secundă.
De îndată ce ajung la pământ, poate mă voi liniști.
Mă bucur că am timp, cunoscând accelerația,
Experimentează căderea liberă.
Dar probabil că e mai bine data viitoare
Voi urca munții, poate Caucazul:
„G” va fi mai puțin acolo. Doar aici e necazul
Renunți și din nou numerele, ca întotdeauna,
Vor alerga în galop - nu te opri.
Cel puțin, de fapt, aerul va încetini.
Nu. Mai bine mergi pe Lună sau pe Marte.
Este mai sigur să experimentezi acolo de mai multe ori.
Mai puțină atracție - am învățat totul singur
Deci, va fi mai interesant să sari acolo.

  1. 11. Mișcarea unei foi ușoare și a unei mingi grele în aer și în spațiu fără aer (animație).
  1. Slide-ul prezintă o configurație pentru demonstrarea experienței corpurilor în mișcare într-un spațiu fără aer. Tubul lui Newton este conectat cu un furtun la pompa Komovsky. După ce se creează un vid suficient în tub, corpurile din acesta (pelete, plută și pene) cad aproape simultan.
  2. Animație: „Căderea corpurilor în tubul lui Newton”. Corpuri: fracție, monedă, plută, pană.
  3. Luarea în considerare a forțelor rezultate aplicate corpului atunci când se deplasează în aer. Animație: forța rezistenței aerului (vector albastru) este scăzută din forța gravitației (vector roșu) și pe ecran apare forța rezultantă (vector verde). Pentru al doilea corp (placă) cu o suprafață mai mare, rezistența aerului este mai mare, iar forța de gravitație rezultată și rezistența aerului este mai mică decât pentru o minge.

  4. Luăm două foi de hârtie aceeași masă... Unul dintre ei era mototolit. Cearșafurile cad din diferit viteze și accelerații. Așa demonstrăm că două corpuri de masă egală, având forme diferite, cad în aer cu viteze diferite.
  5. Fotografii cu experimente fără tubul lui Newton care arată rolul aerului în rezistența la mișcarea corpurilor.
    Luăm un manual și o bucată de hârtie, a căror lungime și lățime este mai mică decât cea a cărții. Masele acestor două corpuri sunt în mod natural diferite, dar vor cădea din la fel viteze și accelerații, dacă înlăturăm influența rezistenței aerului pentru foaie, adică punem foaia pe carte. Dacă corpurile sunt ridicate deasupra solului și eliberate separat unele de altele, atunci frunza cade mult mai încet.
  6. La întrebarea că mulți nu înțeleg de ce accelerația corpurilor în cădere liberă este aceeași și nu depinde de masa acestor corpuri.
    Pe lângă faptul că Galileo, având în vedere această problemă, a propus înlocuirea unui corp masiv cu două dintre părțile sale legate printr-un lanț și analizând situația, mai poate fi oferit un exemplu. Când vedem că două corpuri cu mase m și 2m, având o viteză inițială zero și aceeași accelerație, necesită aplicarea unor forțe de 2 ori diferite, nimic nu ne surprinde. Aceasta se întâmplă în timpul mișcării normale pe o suprafață orizontală. Dar aceeași sarcină și același raționament în legătură cu corpurile în cădere par deja de neînțeles.
  7. Pentru o analogie, trebuie să rotim desenul orizontal cu 900 și să-l comparăm cu corpurile care cad. Atunci va fi clar că nu există diferențe fundamentale. Dacă un corp de masă m este tras de un cal, atunci pentru un corp de 2m 2 cai sunt necesari pentru ca al doilea corp să țină pasul cu primul și să se miște cu aceeași accelerație. Dar vor exista explicații similare pentru mișcarea verticală. Numai noi vom vorbi despre influența Pământului. Forța gravitațională care acționează asupra unui corp cu masa de 2 m este de 2 ori mai mare decât pentru primul corp cu masa de m. Iar faptul că una dintre forțe este de 2 ori mai mare nu înseamnă că corpul ar trebui să se miște mai repede. Aceasta înseamnă că dacă forța ar fi mai mică, atunci corpul mai masiv nu ar ține pasul cu corpul mai mic. Este același lucru cu privire la cursele de cai din slide-ul precedent. Astfel, studiind tema căderii libere a corpurilor, nu pare să credem că fără influența Pământului, aceste corpuri ar trebui să „atârne” în spațiu în loc. Nimeni nu și-ar schimba viteza egală cu zero. Pur și simplu suntem prea obișnuiți cu gravitația și nu-i mai observăm rolul. Prin urmare, ni se pare atât de ciudată afirmația despre egalitatea accelerației gravitației pentru corpuri cu mase foarte diferite.

Nou pe site

>

Cel mai popular