Bevegelsen til alle makroskopiske objekter rundt oss beskrives ved hjelp av de såkalte Newtons tre lover. I denne artikkelen vil vi ikke si noe om de to første av dem, men vil i detalj vurdere Newtons tredje lov og eksempler på dens manifestasjon i livet.

Uttalelse av loven

Hver av oss har lagt merke til at når vi hopper på en hvilken som helst overflate, ser det ut til at det "treffer" bena våre, eller hvis vi tar tak i styret på en sykkel, begynner det å legge press på håndflatene våre. Dette er alle eksempler på Newtons tredje lov. I fysikkkurs på ungdomsskoler er det formulert som følger: enhver kropp som utøver en kraft på en annen kropp opplever en lignende påvirkning fra sistnevnte, rettet i motsatt retning.

Matematisk kan denne loven skrives som følger:

På venstre side av ligningen er kraften som det første legemet virker med på det andre skrevet på høyre side, det er en kraft med tilsvarende størrelse, som det andre legemet virker med på det første, men i motsatt retning (; det er derfor minustegnet vises).

Modulenes likhet og motsatt retning av de vurderte kreftene har ført til at denne loven ofte kalles interaksjon, eller prinsippet om påvirkning-reaksjon.

Handlingen mot ulike organer er nøkkelpunktet i loven som vurderes

Når du ser på formelen presentert ovenfor, kan du tenke at siden kreftene er like store og motsatte i retning, hvorfor vurdere dem i det hele tatt, fordi de kansellerer hverandre. Denne dommen er feil. Et bevis på dette er det enorme antallet eksempler på Newtons tredje lov fra livet. For eksempel trekker en hest en vogn. I følge loven som er under vurdering, virker hesten på vognen, men med samme kraft virker sistnevnte på dyret i motsatt retning. Likevel står ikke hele systemet (hest og vogn) stille, men beveger seg.

Eksemplet ovenfor viser at handling-reaksjon-prinsippet under vurdering ikke er så enkelt som det ser ut ved første øyekast. Kreftene F 12 ¯ og -F 21 ¯ oppheves ikke, siden de påføres forskjellige legemer. Hesten står ikke stille, selv om vognen forhindrer dette, bare fordi en annen kraft virker på hovene, som har en tendens til å gi dyret akselerasjon - dette er effekten av jordoverflaten (støttereaksjon).

Når man løser problemer ved å bruke det 3. Newtonske prinsippet, bør man derfor alltid vurdere kreftene som virker på individuelle spesifikke legemer, og ikke på hele systemet på en gang.

Forbindelse med loven om bevaring av momentum

Newtons tredje lov er i hovedsak årsaken til bevaringen av momentumet til et system. Faktisk, la oss vurdere et interessant eksempel på Newtons tredje lov - bevegelsen til en rakett i verdensrommet. Alle vet at det utføres på grunn av jetthrough. Men hvor kommer dette suget fra? Raketten har om bord tanker med drivstoff, som parafin og oksygen. Under forbrenningen forlater drivstoffet raketten og flyr ut i verdensrommet i stor fart. Denne prosessen er preget av virkningen av brente gasser på rakettkroppen, som påvirker gassene med en lignende kraft. Resultatet manifesteres i akselerasjonen av gasser i én retning, og rakettene i den andre.

Men dette problemet kan også vurderes fra synspunktet om bevaring av momentum. Hvis vi tar hensyn til tegnene på hastighetene til gassen og raketten, vil den totale impulsen være lik null (det var slik før forbrenningen av drivstoffet). Momentumet bevares bare fordi kreftene som virker i henhold til handling-reaksjonsprinsippet er interne, eksisterer mellom delene av systemet (raketten og gassene).

Hvordan forholder det aktuelle prinsippet seg til akselerasjonen av hele systemet?

Med andre ord, hvordan vil kreftene F 12 ¯ og -F 21 ¯ endres hvis systemet de oppstår i beveger seg med en akselerert hastighet? La oss ta eksempelet med hest og kjerre. Anta at hele systemet begynner å øke hastigheten, men kreftene F 12 ¯ og -F 21 ¯ vil forbli uendret. Akselerasjon oppstår på grunn av en økning i kraften som bakkeoverflaten virker med på dyrets hover, og ikke på grunn av en reduksjon i reaksjonskraften til vognen -F 21 ¯.

Dermed er ikke interaksjoner i systemet avhengig av dets ytre tilstand.

Noen eksempler fra livet

"Gi eksempler på Newtons tredje lov" - denne oppgaven kan ofte høres fra skolelærere. Eksempler med en rakett og en hest er allerede gitt ovenfor. Nedenfor er noen flere listet opp nedenfor:

• frastøting av en svømmer fra bassengveggen: svømmeren mottar akselerasjon fordi veggen virker på ham;
• fugleflukt: ved å skyve luften ned og tilbake med hver vingeklaff, mottar fuglen et dytt fra luften opp og frem;
• retur av en fotball fra en vegg: manifestasjon av den motvirkende reaksjonskraften til veggen;
• Jordens tyngdekraft: med hvilken kraft planeten vår trekker oss ned, med nøyaktig den samme kraften vi virker på den oppover (for planeten er dette en liten kraft, den "merker ikke" den, men vi gjør det).

Alle disse eksemplene fører til en viktig konklusjon: enhver kraftinteraksjon i naturen oppstår alltid i form av et par motstridende krefter. Det er umulig å påvirke et objekt uten å oppleve dets reaksjon.

Handlingen og reaksjonen til objekter er allestedsnærværende i hverdagen. La oss gi 14 eksempler på Newtons tredje lov, som samvirkende kropper adlyder.

Interaksjon av objekter

Bygninger, broer, møbler i rom, frukt på grener, trær, ledninger på stolper, skip til sjøs, skyer på himmelen, fly og ballonger bak skyene - med et ord, alt som ligger, står, henger, flyter, flyr - faller ikke under jorden, drukner ikke, faller ikke, glir ikke ned bare fordi den er inne interaksjon med noen andre Emne. Disse gjenstandene, enten det er jorden, et stativ, en suspensjon, vann eller luft, er en støtte, og tyngdekraften, som trekker alle gjenstander mot jordens sentrum, møter et svar fra støtten. Denne responshandlingen hindrer tyngdekraften i å få objekter til å bevege seg, motvirker den – den balanserer den, som en kopp på en skala, hindrer den andre koppen i å falle, balanserer den, som er grunnlaget. Et skip for anker er i nøyaktig samme posisjon og forblir på plass selv når vinden og strømmen har en tendens til å føre det bort. Kreftene som oppstår i dette tilfellet kalles reaksjonskrefter. De balanserer kreftene som virker på kroppen og hjelper den med å holde seg i ro. Her er 14 eksempler på forekomsten av slike krefter som bekreftelse av Newtons tredje lov, dette skjer når:

Brokonstruksjon

På brokonstruksjon det er nødvendig å først beregne i hvilken grad brostøttene er i stand til å motstå belastningen som vil bli satt under press på dem: tåler de det, har støttene tilstrekkelig motstandsreserve, eller, som byggherrer sier, en margin av sikkerhet.
Beregninger utføres ved hjelp av Newtons tredje lov. Og byggherrer konstruerer brostøtter på en slik måte at de kan motstå enhver belastning som måtte oppstå på broen. De mener at støttene trykker på brua nedenfra. Handling er alltid lik reaksjon - de er likeverdige, like i rettigheter, og derfor utfører sivilingeniører beregninger på den måten som er mest praktisk for dem.

Bygge fundament

Ingeniører som designer gjør akkurat det samme. bygge fundamenter. De vet at vanlig jord kan motstå vekten av en bygning med en kraft på rundt to til tre kilo for hver kvadratcentimeter av fundamentet. Under denne tilstanden komprimerer handling, det vil si vekten av hele bygningen, og reaksjon, motstanden til jorda, fundamentet ovenfra og under. Grunnlaget påvirkes av to identiske krefter, men rettet i motsatte retninger, som det fremgår av Newtons tredje lov. Slike krefter er balansert og kan ikke flytte fundamentet fra sin plass, men de komprimerer det, og hvis sikkerhetsmarginen til dette fundamentet ikke er nok, vil det kollapse og bygningen kollapse.

Fallskjermhopper og slede

hoppet ut av flyet og faller ned i et langt hopp. Handlingen i dette tilfellet er åpenbar - fallskjermhopperen faller. Men hvor er responsen som Newton snakker om? Det er helt umerkelig. Og du kan finne veldig mange slike eksempler. Barn som har klatret opp på en snøsklie, sklir ned aking, hopper en skiløper fra et springbrett. Et snøskred som faller fra et fjell, regndråper som faller fra en sky - i alle fall av fall er responsen usynlig og umerkelig. Men dette betyr ikke at det ikke eksisterer.
Fallskjermhopperen faller pga han er tiltrukket av jorden. Men tiltrekningen er gjensidig: Jorden tiltrekker fallskjermhopperen, og fallskjermhopperen tiltrekker seg jorden. Fallskjermhopperen faller til jorden, og jorden "faller" ned på fallskjermhopperen. Men fallskjermhopperens masse er ubetydelig sammenlignet med jordens masse, og derfor er bevegelsen hans rask, og jordens masse er enorm, og dens gjensidige og motgående bevegelse er helt unnvikende. Alt dette gjelder utelukkende sleder som ruller ned en bakke. Bevegelsen av en slede er også et fall, men bare langs en skrå sti.

Interaksjon av en jernstang med en magnet

Denne ideen er forklart Newtons eksperiment med en jernblokk og en magnet flytende i båter. Da ble Newton overbevist om at det ikke er magneten som tiltrekker jern og ikke jernet som tiltrekkes av magneten, men at begge legemer samhandler – de tiltrekkes av hverandre. I Newtons eksperimenter magneten og jernet hadde samme vekt. Men forestill deg at du for dette eksperimentet tok en veldig stor og tung magnet og en liten jernblokk. I dette tilfellet ville magneten bare bevege seg litt mot jernet, og jernblokken ville flyte mot magneten mye raskere. Det samme ville skje hvis jernstykket var stort og magneten liten: bevegelsen til en lett gjenstand ville være merkbar og synlig, men responsbevegelsen til en tung gjenstand ville være umerkelig.

Tiltrekning av planeter

Det samme skjer med planetene. Nå, hvis et stort himmellegeme passerte nær jorden, ville konsekvensene av deres gjensidige tyngdekraft bli merkbare. Dette er faktisk observert. Noen ganger store planeter solsystemet - Jupiter og Saturn - er plassert i rommet slik at tyngdekraften deres tvinger jorden til å bevege seg litt bort fra solen, så øker varigheten av året vårt, det vil si tiden, med flere minutter. Så beveger de store planetene seg lenger i sine baner, og året vårt forkortes igjen. Så for eksempel var 1946 kortere enn 1945 med omtrent ti minutter, og 1945 var kortere enn 1944 med elleve minutter. En slik endring i lengden på jordens år, avhengig av posisjonen til andre planeter i solsystemet, avslører hvordan den tredje bevegelsesloven fungerer langt utenfor jorden - i det grenseløse verdensrommet.
Jordens satellitt, Månen, holdes i sin bane av , men den tiltrekker seg også Jorden, noe som forårsaker hav på overflaten og endrer litt jordens bevegelse rundt solen.

Båthopp

Mann går hoppe ut av båten til kysten, må vi ikke glemme eksistensen av Newtons tredje bevegelseslov. Dens handling vil helt sikkert forårsake en lik og motsatt respons: i øyeblikket av hoppet vil båten bevege seg tilbake, og den uforsiktige personen vil finne seg selv ikke på kysten, men i vannet. Det nytter ikke å skjelle ut Newtons tredje lov – det var nødvendig å be de som satt i båten om å hvile åra på bunnen.

Flyvende helikopter

Teknologihistorien registrerer et tilfelle da oppfinnerne av en viktig og nyttig mekanisme - et helikopter, som ikke hadde tenkt gjennom designet nok, mistet den tredje bevegelsesloven av syne.
Et helikopter, i motsetning til et vanlig fly, kan ta av ikke fra en løpende start, men vertikalt oppover. Løftekraften til denne maskinen leveres av en stor propell som roterer på en vertikal akse. Når første helikopter testet på flyplassen, dukket den tredje bevegelsesloven opp. Siden hovedpropellen roterte fra høyre til venstre, på grunn av den tredje bevegelsesloven, begynte kroppen til helikopteret å rotere i motsatt retning - fra venstre til høyre. Helikopteret viste seg å være en slags flygende karusell, som ikke en eneste passasjer gikk med på å sitte på. Denne mangelen på helikopteret ble eliminert ved å installere to støttende propeller på det, som roterte i forskjellige retninger. Da stoppet den ubehagelige karusellbevegelsen til maskinen umiddelbart, fordi skruene roterte i forskjellige retninger, og deres skadelige effekt ble gjensidig ødelagt, men løftekraften rettet oppover ble bevart. I en-rotor helikoptre er det installert en ekstra styrepropell som motvirker rotasjon av kroppen.

Hvordan beveger svømmere seg i vann?

Alle flyter i vannet og på vann: fisk, ender, bever, ål, frosker, svømmebiller, (mer detaljer:) og andre vanndyr, samt dampskip, båter og båter - gå fremover kun fordi de er i samspill med vann, som indikert av Newton. De bruker propeller, årer, finner, haler og poter for å skyve vannet tilbake, og som svar svømmer de fremover.

Hvordan alt som flyr beveger seg

Alt som flyr: fly, helikoptre, fugler, sommerfugler, mygg, flaggermus, samt snøscootere og seilfly - flytte bare fordi de samhandler med luft. De skyver luften tilbake, og på grunn av den gjensidige handlingen beveger de seg selv fremover. Men hva innbyggerne i landet, som bruker bein og hjul for å bevege seg, skyver tilbake er fortsatt uklart.

Hvordan biler og tog beveger seg

De skyver bort det som støtter dem: damplokomotiver skyve bort skinnene biler og hester - asfalt av motorveier og fortau. Skinner og motorveioverflater er tett forbundet med bakken, derfor skyver alt som beveger seg på bakken jorden bort, og kloden må snu i motsatt retning av bevegelsen til et lokomotiv eller en bil.
Men det utgjør mange milliarder av milliarder tonn. Bevegelsen av så ubetydelige gjenstander sammenlignet med jorden som damplokomotiver og biler påvirker ikke rotasjonshastigheten til planeten vår. I tillegg beveger alle tog og biler seg i forskjellige retninger, og når ett tog går til høyre, går et annet til venstre samtidig. Hver bil etter jobb går tilbake til garasjen - der den dro om morgenen. Når møtende trafikk beveger seg, blir dens innvirkning på jorden gjensidig ødelagt.

Bevegelse av en vogn på skinner

La oss forestille oss det det står en lang og lett vogn på skinnene. Aksene roterer i kulelager. Lagrene er godt smurt, og derfor er vognen i stand til å rulle fra den ene enden av skinnene til den andre nesten uten friksjon. På denne vognen, i den ene enden, står det en mann. La oss be denne personen løpe langs vognen til den andre enden. Og så snart personen løper, vil vognen også begynne å bevege seg: den vil rulle i motsatt retning av personens bevegelse. Personen stopper og vognen stopper. Personen vil løpe tilbake og vognen vil rulle i den andre retningen. En person som beveger seg i én retning får vognen til å bevege seg i motsatt retning. En handling forårsaker en responshandling, og de er like med hverandre: hvis vognen har samme masse som en person, vil den i forhold til bakken rulle til siden like mye som personen beveger seg.

Ekorn i et hjul

I uminnelige tider har folk kommet med et leketøy som viser loven om samhandling – Newtons tredje lov – på en enkel og overbevisende måte. Det hender at jegere tar med seg små ekorn hjem for moro skyld. Babyekornene vokser, blir vant til mennesker og livet i fangenskap, og blir tamme. Men det er fortsatt vanskelig for dem å bo i trange hus. I skogen er et ekorn i bevegelse hele dagen: fra gren til gren, fra tre til tre, men i huset er det ingen steder å snu seg rundt. Og så, for kanskje tusen år siden, kom folk opp med en "fysisk øvelse" for ekorn - et hjul laget som en tromme slik at ekornet kunne løpe inni dette hjulet. Ekornet slippes inn i hjulet, og hun begynner å løpe, og hjulet begynner å snu i motsatt retning og snurrer til ekornet løper i det. Selvfølgelig må ekornhjulet stoppes fra tid til annen og dyret slippes for å la det hvile og spise. Ekorn er dumme – de kan løpe i et hjul til de er utslitte. Ekornhjulet er et fantastisk og tydelig bevis på riktigheten av den tredje bevegelsesloven. Samspillet mellom to kropper fører til at begge kropper - ekornet og hjulet - beveger seg. I dette tilfellet forårsaker handling og respons (reaksjon) synlig bevegelse. Både handlingen og responsen er lik hverandre: når ekornet løper sakte, snurrer hjulet sakte, og når ekornet akselererer løpet, begynner hjulet å snurre raskere. Både handling og respons er motsatt: ekornet løper i den ene retningen, og hjulet snurrer i den andre.

Går langs søylen

Signalmenn og elektrikere som ofte må klatre i telegraftårn søyler, bære med seg en veldig enkel enhet kalt "stegjern". "Kamponger" er to jernbuer med skarpe tenner og en plattform for foten; de er formet som sigd eller det store geviret til en hjortebille.
Signalmannen setter stegjernene på føttene og, hinkende, fordi det er veldig upraktisk å bevege seg på bakken i stegjern, nærmer han seg posten. Her vikler han en "katt" rundt en stang, piggene skjærer i tre eller betong. Signalmannen, som holder stangen med hendene, overfører hele vekten av kroppen til "katten" og kaster samtidig den andre "katten" slik at den klamrer seg høyere enn den første. Deretter overfører han vekten av kroppen til den andre "katten", og flytter den første enda høyere. Så han "går" langs en jevn vertikal søyle, som på en stige. De skarpe tennene til "stegjernene" gir signalmannen pålitelig interaksjon med stangen - de gir benet en god støtte. Det ville ikke være noen interaksjon med stangen - og signalmannen ville ikke være i stand til å klatre opp på den, dette er nøyaktig hva Newton reflekterte i loven sin.

Samspill med bakken

Kort sagt, alt som løper, kryper, hopper, går, flyr, svømmer, klatrer, kan bare bevege seg fordi det er i interaksjon med bakken, vann, luft, skinner, trestammer, stolper, tau eller vinranker i den tropiske skogen. I alle tilfeller, uten unntak, møter handlingen til ett objekt alltid en lik og motsatt rettet respons (reaksjon) fra andre omkringliggende objekter. Ordet "reaksjon" som Newton brukte trenger ikke tas bokstavelig - responshandlingen som gis til et objekt i bevegelse, forstyrrer ikke i det hele tatt det, virker ikke motsatt eller motsatt, men tvert imot, det hjelper og fremmer dets bevegelse. Bare dukker opp reaksjonskraft rettet motsatt av handlingskraften. Det skal bemerkes at handlingen og responshandlingen i alle tilfeller brukes på forskjellige objekter: handlingen påføres bakken, vann, luft, "Til fots" langs en stang, skinner, tau, stolper, til asfalten av en motorvei, og så videre, og responsen - til ben, poter, hjul, hover, larver, vinger, finner, dampskipspropeller, til flypropeller og signalmenns "katter"... Konklusjonen er noe overraskende. Det viser seg at vi beveger oss ikke så mye på grunn av handlingen vår, men på grunn av responshandlingen. Når vi går, er innsatsen til bena våre rettet mot å presse jorden, men vi går og beveger oss fremover bare fordi jorden presser oss. Denne konklusjonen kan virke merkelig, men den er sann. I

I det velkjente tautrekkingsspillet handler begge parter på hverandre (gjennom tauet) med like krefter, slik det følger av loven om handling og reaksjon. Dette betyr at vinneren (dragkampen) ikke blir den parten som trekker hardere, men den som presser hardere mot Jorden.

Ris. 72. En hest vil bevege seg og bære en lastet slede, fordi fra siden av veien virker større friksjonskrefter på hovene enn på sledens glatte løpere

Hvordan kan vi forklare at en hest trekker en slede hvis sleden, som følger av handlings- og reaksjonsloven, trekker hesten tilbake med samme absolutte kraft som hesten trekker sleden fremover (kraft)? Hvorfor er ikke disse kreftene balansert? Faktum er at for det første, selv om disse kreftene er like og direkte motsatte, påføres de ulike kropper, og for det andre virker krefter fra veien også på både sleden og hesten (fig. 72). Kraften fra hesten påføres sleden, som i tillegg til denne kraften kun opplever en liten friksjonskraft av løperne på snøen; så sleden begynner å bevege seg fremover. Til hesten, i tillegg til kraften fra siden av sleden, rettet bakover, påføres krefter fra siden av veien, inn i hvilken den hviler med føttene, rettet fremover og større enn kraften fra siden av sleden. . Derfor begynner hesten også å bevege seg fremover. Hvis du legger en hest på is, vil kraften fra den glatte isen være utilstrekkelig, og hesten vil ikke flytte sleden. Det samme vil skje med en svært tungt lastet vogn, når hesten, selv når den presser beina, ikke vil være i stand til å skape tilstrekkelig kraft til å flytte vognen fra sin plass. Etter at hesten har flyttet sleden og jevn bevegelse av sleden er etablert, vil kraften balanseres av kreftene (Newtons første lov).

Et lignende spørsmål oppstår når man analyserer bevegelsen til et tog under påvirkning av et elektrisk lokomotiv. Og her, som i det forrige tilfellet, er bevegelse bare mulig på grunn av det faktum at i tillegg til interaksjonskreftene mellom trekklegemet (hest, elektrisk lokomotiv) og "tilhengeren" (slede, tog), er trekklegemet påvirket av krefter rettet fra vei eller skinner fremover. På et perfekt glatt underlag som det er umulig å "skyve av" fra, kunne verken en slede med hest, et tog eller en bil bevege seg.

Ris. 73. Når et reagensrør med vann varmes opp, flyr proppen ut i én retning, og "pistolen" ruller i motsatt retning

Newtons tredje lov lar oss regne rekylfenomen ved avskjed. La oss installere en modell av en kanon på vognen, som opererer ved hjelp av damp (fig. 73) eller ved hjelp av en fjær. La vognen stå i ro først. Når det blir avfyrt, flyr "prosjektilet" (korken) ut i den ene retningen, og "pistolen" ruller tilbake i den andre. Våpenets rekyl er et resultat av rekyl. Rekyl er ikke noe annet enn reaksjonen fra prosjektilet, og virker, i henhold til Newtons tredje lov, på kanonen som kaster prosjektilet. I henhold til denne loven er kraften som virker fra kanonen på prosjektilet alltid lik kraften som virker fra prosjektilet på kanonen og er rettet motsatt av den. Dermed er akselerasjonene mottatt av pistolen og prosjektilet i motsatte retninger, og i størrelsesorden er omvendt proporsjonal med massene til disse kroppene. Som et resultat vil prosjektilet og pistolen oppnå motsatt rettede hastigheter som er i samme forhold. La oss betegne hastigheten mottatt av prosjektilet med , og hastigheten mottatt av pistolen med , og massene til disse kroppene vil bli betegnet med henholdsvis og . Deretter

Her er hastighetsmodulene.

Et skudd fra et hvilket som helst våpen er ledsaget av rekyl. De eldgamle kanonene rullet tilbake etter å ha skutt. I moderne våpen er løpet ikke festet til vognen stivt, men ved hjelp av enheter som lar løpet bevege seg tilbake; så skyver fjærene den tilbake på plass. I automatiske skytevåpen brukes rekylfenomenet for å lade våpenet på nytt. Ved avfyring går bare bolten av. Han kaster ut den brukte patronhylsen, og deretter setter fjærene den tilbake på plass og setter en ny patron inn i sylinderen. Dette prinsippet brukes ikke bare i maskingevær og automatiske pistoler, men også i hurtigskytende kanoner.

2. Typer av mekanisk bevegelse - rettlinjet jevn, rettlinjet jevnt akselerert, jevn sirkulær bevegelse

3. Newtons lover. Eksempler på manifestasjonen av Newtons lover i naturen og bruken av disse lovene i teknologi

4. Samspill mellom kropper: tyngdekraft, elastisitet, friksjon. Eksempler på manifestasjonen av disse kreftene i natur og teknologi

5. Kroppsimpuls. Loven om bevaring av momentum. Eksempler på manifestasjonen av loven om bevaring av momentum i naturen og bruken av denne loven i teknologi

6. Mekanisk arbeid og kraft. Enkle mekanismer. Effektivitet av enkle mekanismer

8. Mekaniske bølger. Bølgelengde, bølgehastighet og forhold mellom dem. Lydbølger. Ekko

9. Potensiell og kinetisk energi. Eksempler på overgang av energi fra en type til en annen. Loven om energisparing

11. Overføring av trykk med gasser, væsker og faste stoffer. Pascals lov og dens anvendelse i hydrauliske maskiner

12. Atmosfærisk trykk. Instrumenter for å måle atmosfærisk trykk. Jordens luftkappe og dens rolle i menneskelivet

13. Effekten av væsker og gasser på en kropp nedsenket i dem. Arkimedes' styrke, årsakene til dens forekomst. Seilforhold

14. Kroppens indre energi og måter å endre den på. Typer varmeoverføring, deres regnskap og bruk i hverdagen

15. Smelting av krystallinske legemer og en forklaring av denne prosessen basert på ideer om materiens struktur. Spesifikk fusjonsvarme

16. Fordampning og kondensering. Forklaring av disse prosessene basert på ideer om materiens struktur. Koking. Spesifikk fordampningsvarme

19. Fenomenet elektromagnetisk induksjon. Eksempler på manifestasjoner av elektromagnetisk induksjon og dens bruk i tekniske enheter

20. Ohms lov for en del av en krets. Seriell og parallellkobling av ledere

21. Lover for refleksjon og brytning av lys. Brytningsindeks. Praktisk bruk av disse lovene

22. Linser. Linsefokus. Konstruere bilder i en konvergerende linse. Bruk av linser i optiske instrumenter

3. Newtons lover. Eksempler på manifestasjonen av Newtons lover i naturen og bruken av disse lovene i teknologi

Newtons første lov.Det er slike referansesystemer i forhold til hvilke et translasjonsbevegelig legeme holder sin hastighet konstant hvis andre kropper ikke virker på det (eller handlingene til andre kropper blir kompensert). Denne loven kalles ofte treghetsloven, siden bevegelse med konstant hastighet mens kompensasjon for ytre påvirkninger på kroppen kalles treghet.Newtons andre lov.Kraften som virker på et legeme er lik produktet av kroppens masse og akselerasjonen som påføres av denne kraften .
- akselerasjon er direkte proporsjonal med den virkende (eller resulterende) kraften og omvendt proporsjonal med kroppens masse. Newtons tredje lov. Fra eksperimenter på samspillet mellom kropper følger det
, fra Newtons andre lov
Og
, Derfor
. Samspillskreftene mellom kropper: rettet langs samme rette linje, lik størrelse, motsatt i retning, påført forskjellige kropper (kan derfor ikke balansere hverandre), virker alltid i par og har samme natur. Newtons lover oppfylles samtidig de gjør det mulig å forklare bevegelsesmønstrene til planetene og deres naturlige og kunstige satellitter. Ellers gjør de det mulig å forutsi banene til planeter og beregne banene til romskip og deres koordinater til enhver tid. Under terrestriske forhold gjør de det mulig å forklare vannstrømmen, bevegelsen til mange og varierte kjøretøy (bevegelsen av biler, skip, fly, raketter). For alle disse bevegelsene, kroppene og kreftene er Newtons lover gyldige.

4. Samspill mellom kropper: tyngdekraft, elastisitet, friksjon. Eksempler på manifestasjonen av disse kreftene i natur og teknologi

Eksperimenter med ulike kropper viser at når to kropper samhandler, mottar begge kropper akselerasjoner rettet i motsatte retninger. I dette tilfellet er forholdet mellom absolutte verdier av akselerasjonene til samvirkende kropper lik det inverse forholdet mellom massene deres
. Vanligvis beregnes akselerasjonen til en kropp (den hvis bevegelse studeres). Påvirkningen fra en annen kropp som forårsaker akselerasjon kalles kort med makt. Mekanikk omhandler makt tyngde, makt elastisitet og styrke friksjon. Tyngdekraften- dette er kraften som Jorden tiltrekker seg alle kropper i nærheten av overflaten (
). Tyngdekraften påføres selve kroppen og er rettet vertikalt nedover (fig. 1a). Elastisk kraft oppstår når kroppen er deformert (fig. 1 b), den er rettet vinkelrett på kontaktflaten til de samvirkende legemer. Den elastiske kraften er proporsjonal med forlengelsen:
.Tegnet "-" viser at den elastiske kraften er rettet i motsatt retning av forlengelsen, k - Stivheten (fjæren) avhenger av dens geometriske dimensjoner og materiale. Kraften som oppstår ved kontaktpunktet til kropper og hindrer deres relative bevegelse kalles friksjonskraft. Hvis en kropp glir på en overflate, blir dens bevegelse hindret av kraften til glidende friksjon
, hvor N er støttereaksjonskraften (fig. 2), m er glidefriksjonskoeffisienten. Glidfriksjonskraften er alltid rettet mot kroppens bevegelse. Tyngdekraft og elastisk kraft er krefter som avhenger av koordinatene til vekselvirkende legemer i forhold til hverandre. Friksjonskraften avhenger av kroppens hastighet, men er ikke avhengig av koordinatene. Både i naturen og i teknologien manifesterer disse kreftene seg samtidig eller i par. For eksempel øker friksjonskraften med økende tyngdekraft. I hverdagen økes ofte fordelaktig friksjon, og skadelig friksjon svekkes (smøremiddel brukes, glidefriksjon erstattes av rullefriksjon).

I det velkjente tautrekkingsspillet handler begge parter på hverandre (gjennom tauet) med like krefter, slik det følger av loven om handling og reaksjon. Dette betyr at vinneren (dragkampen) ikke blir den parten som trekker hardere, men den som presser hardere mot Jorden.

Hvordan kan vi forklare at en hest trekker en slede hvis sleden, som følger av handlings- og reaksjonsloven, trekker hesten tilbake med samme absolutte kraft F2 som hesten trekker sleden fremover (kraft F1)? Hvorfor er ikke disse kreftene balansert?

Faktum er at for det første, selv om disse kreftene er like og direkte motsatte, påføres de ulike kropper, og for det andre virker krefter fra veien også på både sleden og hesten (fig. 9).

Kraften F1 på hestens side påføres sleden, som i tillegg til denne kraften kun opplever en liten friksjonskraft f1 av løperne på snøen; så sleden begynner å bevege seg fremover. På hesten, i tillegg til kraften F2 rettet bakover fra siden av sleden, påføres krefter f2 rettet fremover og større enn kraften fra siden av sleden fra den siden av veien den hviler med føttene. Derfor begynner hesten også å bevege seg fremover. Hvis du legger en hest på is, vil kraften fra den glatte isen være utilstrekkelig; og hesten vil ikke flytte sleden. Det samme vil skje med en svært tungt lastet vogn, når hesten, selv når den presser beina, ikke vil være i stand til å skape tilstrekkelig kraft til å flytte vognen fra sin plass. Etter at hesten har flyttet sleden og jevn bevegelse av sleden er etablert, vil kraften f1 balanseres av kreftene f2 (Newtons første lov).

Et lignende spørsmål oppstår når man analyserer bevegelsen til et tog under påvirkning av et elektrisk lokomotiv. Og her, som i det forrige tilfellet, er bevegelse bare mulig på grunn av det faktum at i tillegg til interaksjonskreftene mellom trekklegemet (hest, elektrisk lokomotiv) og "tilhengeren" (slede, tog), er trekklegemet påvirket av krefter rettet fra vei eller skinner fremover. På et perfekt glatt underlag som det er umulig å "skyve av" fra, kunne verken en slede med hest, et tog eller en bil bevege seg.

Newtons tredje lov hjelper til med å forklare fenomenet rekyl ved avfyring. La oss installere en modell av en kanon på vognen, som opererer ved hjelp av damp (fig. 10) eller ved hjelp av en fjær. La vognen stå i ro først. Når det blir avfyrt, flyr "prosjektilet" (korken) ut i den ene retningen, og "pistolen" ruller tilbake i den andre.

newton tredje sats rekyl

Rekylen til pistolen er et resultat av rekyl. Rekyl er ikke noe annet enn reaksjonen fra prosjektilet, og virker, i henhold til Newtons tredje lov, på kanonen som kaster prosjektilet. I henhold til denne loven er kraften som virker fra kanonen på prosjektilet alltid lik kraften som virker fra prosjektilet på kanonen og er rettet motsatt av den.