Формулы физика 9 класс механика: Основные формулы по физике — МЕХАНИКА

Содержание

Основные формулы по физике — МЕХАНИКА

Формулы механики. Механика делится на три раздела: кинематику, динамику и статику. В разделе кинематика рассматриваются такие кинематические характеристики движения, как перемещение, скорость, ускорение. Здесь необходимо использовать аппарат дифференциального и интегрального исчисления.

В основе классической динамики лежат три закона Ньютона. Здесь необходимо обратить внимание на векторный характер действующих на тела сил, входящих в эти законы.

Динамика охватывает такие вопросы, как закон сохранения импульса, закон сохранения полной механической энергии, работа силы.

При изучении кинематики и динамики вращательного движения следует обратить внимание на связь между угловыми и линейными характеристиками. Здесь вводятся понятия момента силы, момента инерции, момента импульса и рассматривается закон сохранения момента импульса.

Смотрите также основные формулы по термодинамике

Таблица основных формул по механике





























Физические законы, формулы, переменные

Формулы механики

Скорость мгновенная:

где r — радиус-вектор материальной точки,

t — время;


— производная радиус-вектора материальной точки по времени.

Модуль вектора скорости:

где s — расстояние вдоль траектории движения (путь)

Скорость средняя (модуль):

Ускорение мгновенное:

Модуль вектора ускорения при прямолинейном движении:

Ускорение при криволинейном движении:

1) нормальное

где R — радиус кривизны траектории,

2) тангенциальное

3) полное (вектор)

4) (модуль)

Скорость и путь при движении:

1) равномерном

2) равнопеременном 

V0— начальная скорость;

а > 0 при равноускоренном движении;

а < 0 при равнозамедленном движении.



1)

 

2)

 

Угловая скорость:

где φ — угловое перемещение.

Угловое ускорение:

Связь между линейными и угловыми величинами:

Импульс материальной точки:

где m — масса материальной точки.

Основное уравнение динамики поступательного движения (II закон Ньютона):

где F — результирующая сила,   <>

Формулы сил:

тяжестиP

где g — ускорение свободного падения

трения Fтр

где μ — коэффициент трения,

N — сила нормального давления,

упругости Fупр

где k — коэффициент упругости (жесткости),

Δх — деформация (изменение длины тела).

 

 

 

Закон сохранения импульса для замкнутой системы, состоящей из двух тел:

где — скорости тел до взаимодействия;

— скорости тел после взаимодействия.

Потенциальная энергия тела:

1) поднятого над Землей на высоту h

2) упругодеформированного



1)

 

2)

 

Кинетическая энергия поступательного движения:

Работа постоянной силы:

где α — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Полная механическая энергия:

Закон сохранения энергии:

силы консервативны

силы неконсервативны

где W1 — энергия системы тел в начальном состоянии;

W2 — энергия системы тел в конечном состоянии.

 

Момент инерции тел массой m относительно оси, проходящей через центр инерции (центр масс):

1) тонкостенного цилиндра (обруча)

где R — радиус,

2) сплошного цилиндра (диска)

3) шара

4) стержня длиной l, если ось вращения перпендикулярна стержню и проходит через его середину

Момент инерции тела относительно произвольной оси (теорема Штейнера):

где — момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс, d — расстояние между осями.

Момент силы(модуль):

где l — плечо силы.

Основное уравнение динамики вращательного движения:

где — угловое ускорение,

— результирующий момент сил.

Момент импульса:

1) материальной точки относительно неподвижной точки

где r — плечо импульса,

2) твердого тела относительно неподвижной оси вращения



1)

 

2)

 

Закон сохранения момента импульса:

где L1 — момент импульса системы в начальном состоянии,

L2 — момент импульса системы в конечном состоянии.

Кинетическая энергия вращательного движения:

Работа при вращательном движении

где Δφ — изменение угла поворота.

Основные формулы по физике для 9 класса

9 класс Формула

Обозначения

Ед .изм.

ах= х- х0 ау = у- у0

х = х0х у= у0+ ау

а= √ ах2 + ау2

а-длина вектора

ах-проекция вектора на ось ОХ

ау— проекция вектора на ось Оу

х00— начальные координаты

х,у- конечные координаты

м (метр)

Прямолинейное равномерное движение

s = υ t

х = х0 + υх t — уравнение движения

s- перемещение

t-время

υ- скорость

м(метр)

с(секунда)

м /с

υсредняя==

Прямолинейное равноускоренное движение

a =

υ = υ0 + a t

s= υ0t + s=

х= х0+ υ0t + уравнение движения

а- ускорение

υ- конечная скорость

υ0— начальная скорость

s- перемещение

t- время

м/с2

м/с

м/с

м

с

SI : SII: SIII: SIV:SV=1:3:5:7:9

S1:S2:S3:S4:S5 = 1:4:9:16:25

SI-перемещение за первую сек.

SII— перемещение за вторую сек.

SIII— перемещение за третью сек.

S1— перемещение за 1сек.

S2— перемещение за первые две секунды

S3— перемещение за первые три секунды

Динамика. Законы Ньютона

1.Если на тело не действуют тела или их действия компенсируются , то тело либо покоится либо движется прямолинейно и равномерно а=0

2. F= m a

F1 + F2+…..= ma

F ↑↑ a

3. F1= — F2

F- сила

Сумма всех действующих сил равна произведению массы на ускорение

Тела действуют друг на друга с силами равными по модулю и противоположными по направлению.

Н (Ньютон)

Свободное падение ( вниз)

υ0= 0 υ =g t h =

υ- конечная скорость

h- высота с которой упало тело

g = 10 м/с2 — ускорение свободного падения

м/с

м

Движение вертикально вверх

υ = υ0 – g t

h= υ0t —

υ –конечная скорость ( в точке максимального подъема =0)

υ0— начал. скорость

h- высота подъема

м/с

м

Закон всемирного тяготения

F= F= mg

G=6,67*10-11 Нм2/ кг2

F=

R пл— радиус планеты

М пл— масса планеты

h-высота спутника над планетой

м

кг

м

g =

υспутника=

м/с2

м/с

Движение по окружности

а=

a- центростремительное ускорение

r- радиус окружности

м/с2

м

Т= n= T=

T= n =

Т- период

n- частота вращения

N-число колебаний за время t

с

с-1 ( Гц)

a= 4 π2 n2 r a=

a=ω2 r

ω = ω=2π n ω = υ r

ω-угловая скорость

υ- линейная скорость

рад/с

Импульс. Законы сохранения. Работа сил. Мощность

p = mυ

p-импульс тела

m- масса тела

υ- скорость

кг м/с

кг

м/с

I = F t

I-импульс силы

F- сила

t- время действия силы

Н с

Н

с

I = p2— p1 = ∆p

∆p- изменение импульса тела

p 1 + p 2 = p’1+ p’2

m1υ1 + m2υ2 = m1υ’1+ m2υ’2

— закон сохранения импульса

A= Fs

А-работа

F- сила

s-путь

Дж (Джоуль)

Н

м

N=

N- мощность

Вт (Ватт)

Еп1+ Ек1= Еп2+ Ек2

— закон сохранения энергии

Е п — потенциальная энергия

Е к — кинетическая энергия

Дж

А= ∆Ек= Ек2— Ек1

А= — ∆Еп= Еп1— Еп2

АТЯЖ = mgh1— mgh2

Аупр=

ATP = (Ек2— Ек1) +(Еп2п1)=

= — FTP s

АТЯЖ— работа силы тяжести

Aупр— работа силы упругости

ATP— работа силы трения

FTP= μ mg -сила трения

Дж

η =

η- коэффициент полезного

действия

Механические колебания

x= A cos (ωt+φ0)

уравнение колебаний

А – амплитуда колебаний

х — смещение

м

Т= ν =

ν-частота колебаний

Гц

T= 2π

T= 2π

-для математического маятника

L- длина нити

-для пружинного маятника

m- масса груза

К— жесткость пружины

м

кг

Н/м

Еп мах = Еп + Ек = Ек мах

=

Волны.

λ = υ Т

λ =

λ- длина волны

Т- период

ν- частота

υ- скорость волны

м

с

Электромагнитные явления

FA= B I L sinα

FA-сила Ампера

В – магнитная индукция

I-сила тока

L- длина проводника

Н

Тл (Тесла)

А (Ампер)

м

Fл= q B υ sinα

Fл— сила Лоренца

q- заряд

υ- скорость движения заряда

Н

Кл (Кулон)

м/с

r =

r-радиус окружности по ко-ой движется частица в магнитном поле

Ф= B S cosα

Ф- магнитный поток

S-площадь контура

Вб (Вебер)

м2

Радиоактивные превращения ядер

M = Z+ N

M- массовое число

Z- число протонов(электронов),

зарядовое число

N- число нейтронов

МЯ = МА — Z me

MЯ— масса ядра

МА— масса изотопа ( табл)

me=0,00055 а е м — масса электрона

1 а. е.м= 1,67*10-27 кг

∆m=Zmp+ Nmn — MЯ

∆m- дефект масс

mp=1,0073 а.е.м — масса протона

mn= 1,0087 а.е.м. — масса нейтрона

Есвязи= ∆m c2

Есвязи — энергия связи ( Дж)

с=3*108 м/с скорость света

1эВ = 1,6*10-19 Дж

1а.е.м.=

931,5 МэВ

Альфа распад

Бета распад

Кинематика — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Основные теоретические сведения

Система СИ

К оглавлению…

Основные единицы измерения величин в системе СИ таковы:

  1. единица измерения длины — метр (1 м),
  2. времени — секунда (1 с),
  3. массы — килограмм (1 кг),
  4. количества вещества — моль (1 моль),
  5. температуры — кельвин (1 К),
  6. силы электрического тока — ампер (1 А),
  7. Справочно: силы света — кандела (1 кд, фактически не используется при решении школьных задач).

При выполнении расчетов в системе СИ углы измеряются в радианах.

Если в задаче по физике не указано, в каких единицах нужно дать ответ, его нужно дать в единицах системы СИ или в производных от них величинах, соответствующих той физической величине, о которой спрашивается в задаче. Например, если в задаче требуется найти скорость, и не сказано в чем ее нужно выразить, то ответ нужно дать в м/с.

Для удобства в задачах по физике часто приходится использовать дольные (уменьшающие) и кратные (увеличивающие) приставки. их можно применять к любой физической величине. Например, мм – миллиметр, кт – килотонна, нс – наносекунда, Мг – мегаграмм, ммоль – миллимоль, мкА – микроампер. Запомните, что в физике не существует двойных приставок. Например, мкг – это микрограмм, а не милликилограмм. Учтите, что при сложении и вычитании величин Вы можете оперировать только величинами одинаковой размерности. Например, килограммы можно складывать только с килограммами, из миллиметров можно вычитать только миллиметры, и так далее. При переводе величин пользуйтесь следующей таблицей.

Таблица дольных и кратных приставок в физике:

 

Путь и перемещение

К оглавлению…

Кинематикой называют раздел механики, в котором движение тел рассматривается без выяснения причин этого движения.

Механическим движением тела называют изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Всякое тело имеет определенные размеры. Однако, во многих задачах механики нет необходимости указывать положения отдельных частей тела. Если размеры тела малы по сравнению с расстояниями до других тел, то данное тело можно считать материальной точкой. Так при движении автомобиля на большие расстояния можно пренебречь его длиной, так как длина автомобиля мала по сравнению с расстояниями, которое он проходит.

Интуитивно понятно, что характеристики движения (скорость, траектория и т.д.) зависят от того, откуда мы на него смотрим. Поэтому для описания движения вводится понятие системы отсчета. Система отсчета (СО) – совокупность тела отсчета (оно считается абсолютно твердым), привязанной к нему системой координат, линейки (прибора, измеряющего расстояния), часов и синхронизатора времени.

Перемещаясь с течением времени из одной точки в другую, тело (материальная точка) описывает в данной СО некоторую линию, которую называют траекторией движения тела.

Перемещением тела называют направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением. Перемещение есть векторная величина. Перемещение может в процессе движения увеличиваться, уменьшаться и становиться равным нулю.

Пройденный путь равен длине траектории, пройденной телом за некоторое время. Путь – скалярная величина. Путь не может уменьшаться. Путь только возрастает либо остается постоянным (если тело не движется). При движении тела по криволинейной траектории модуль (длина) вектора перемещения всегда меньше пройденного пути.

При равномерном (с постоянной скоростью) движении путь L может быть найден по формуле:

где: v – скорость тела, t – время в течении которого оно двигалось. При решении задач по кинематике перемещение обычно находится из геометрических соображений. Часто геометрические соображения для нахождения перемещения требуют знания теоремы Пифагора.

 

Средняя скорость

К оглавлению…

Скорость – векторная величина, характеризующая быстроту перемещения тела в пространстве. Скорость бывает средней и мгновенной. Мгновенная скорость описывает движение в данный конкретный момент времени в данной конкретной точке пространства, а средняя скорость характеризует все движение в целом, в общем, не описывая подробности движения на каждом конкретном участке.

Средняя скорость пути – это отношение всего пути ко всему времени движения:

где: Lполн – весь путь, который прошло тело, tполн – все время движения.

Средняя скорость перемещения – это отношение всего перемещения ко всему времени движения:

Эта величина направлена так же, как и полное перемещение тела (то есть из начальной точки движения в конечную точку). При этом не забывайте, что полное перемещение не всегда равно алгебраической сумме перемещений на определённых этапах движения. Вектор полного перемещения равен векторной сумме перемещений на отдельных этапах движения.

  • При решении задач по кинематике не совершайте очень распространенную ошибку. Средняя скорость, как правило, не равна среднему арифметическому скоростей тела на каждом этапе движения. Среднее арифметическое получается только в некоторых частных случаях.
  • И уж тем более средняя скорость не равна одной из скоростей, с которыми двигалось тело в процессе движения, даже если эта скорость имела примерно промежуточное значение относительно других скоростей, с которыми двигалось тело.

 

Равноускоренное прямолинейное движение

К оглавлению. ..

Ускорение – векторная физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела. Ускорением тела называют отношение изменения скорости к промежутку времени, в течение которого происходило изменение скорости:

где: v0 – начальная скорость тела, v – конечная скорость тела (то есть спустя промежуток времени t).

Далее, если иное не указано в условии задачи, мы считаем, что если тело движется с ускорением, то это ускорение остается постоянным. Такое движение тела называется равноускоренным (или равнопеременным). При равноускоренном движении скорость тела изменяется на одинаковую величину за любые равные промежутки времени.

Равноускоренное движение бывает собственно ускоренным, когда тело увеличивает скорость движения, и замедленным, когда скорость уменьшается. Для простоты решения задач удобно для замедленного движения брать ускорение со знаком «–».

Из предыдущей формулы, следует другая более распространённая формула, описывающая изменение скорости со временем при равноускоренном движении:

Перемещение (но не путь) при равноускоренном движении рассчитывается по формулам:

В последней формуле использована одна особенность равноускоренного движения. При равноускоренном движении среднюю скорость можно рассчитывать, как среднее арифметическое начальной и конечной скоростей (этим свойством очень удобно пользоваться при решении некоторых задач):

С расчетом пути все сложнее. Если тело не меняло направления движения, то при равноускоренном прямолинейном движении путь численно равен перемещению. А если меняло – надо отдельно считать путь до остановки (момента разворота) и путь после остановки (момента разворота). А просто подстановка времени в формулы для перемещения в этом случае приведет к типичной ошибке.

Координата при равноускоренном движении изменяется по закону:

Проекция скорости при равноускоренном движении изменяется по такому закону:

Аналогичные формулы получаются для остальных координатных осей. Формула для тормозного пути тела:

 

Свободное падение по вертикали

К оглавлению…

На все тела, находящиеся в поле тяготения Земли, действует сила тяжести. В отсутствие опоры или подвеса эта сила заставляет тела падать к поверхности Земли. Если пренебречь сопротивлением воздуха, то движение тел только под действием силы тяжести называется свободным падением. Сила тяжести сообщает любым телам, независимо от их формы, массы и размеров, одинаковое ускорение, называемое ускорением свободного падения. Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения составляет:

Это значит, что свободное падение всех тел вблизи поверхности Земли является равноускоренным (но не обязательно прямолинейным) движением. Вначале рассмотрим простейший случай свободного падения, когда тело движется строго по вертикали. Такое движение является равноускоренным прямолинейным движением, поэтому все изученные ранее закономерности и фокусы такого движения подходят и для свободного падения. Только ускорение всегда равно ускорению свободного падения.

Традиционно при свободном падении используют направленную вертикально ось OY. Ничего страшного здесь нет. Просто надо во всех формулах вместо индекса «х» писать «у». Смысл этого индекса и правило определения знаков сохраняется. Куда направлять ось OY – Ваш выбор, зависящий от удобства решения задачи. Вариантов 2: вверх или вниз.

Приведем несколько формул, которые являются решением некоторых конкретных задач по кинематике на свободное падение по вертикали. Например, скорость, с которой упадет тело падающее с высоты h без начальной скорости:

Время падения тела с высоты h без начальной скорости:

Максимальная высота на которую поднимется тело, брошенное вертикально вверх с начальной скоростью v0, время подъема этого тела на максимальную высоту, и полное время полета (до возвращения в исходную точку):

 

Горизонтальный бросок

К оглавлению…

При горизонтальном броске с начальной скоростью v0 движение тела удобно рассматривать как два движения: равномерное вдоль оси ОХ (вдоль оси ОХ нет никаких сил препятствующих или помогающих движению) и равноускоренного движения вдоль оси OY.

Скорость в любой момент времени направлена по касательной к траектории. Ее можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Горизонтальная составляющая всегда остается неизменной и равна vxv0. А вертикальная возрастает по законам ускоренного движения vy = gt. При этом полная скорость тела может быть найдена по формулам:

При этом важно понять, что время падения тела на землю никоим образом не зависит от того, с какой горизонтальной скоростью его бросили, а определяется только высотой, с которой было брошено тело. Время падения тела на землю находится по формуле:

Пока тело падает, оно одновременно движется вдоль горизонтальной оси. Следовательно, дальность полета тела или расстояние, которое тело сможет пролететь вдоль оси ОХ, будет равно:

Угол между горизонтом и скоростью тела легко найти из соотношения:

Также иногда в задачах могут спросить о моменте времени, при котором полная скорость тела будет наклонена под определенным углом к вертикали. Тогда этот угол будет находиться из соотношения:

Важно понять, какой именно угол фигурирует в задаче (с вертикалью или с горизонталью). Это и поможет вам выбрать правильную формулу. Если же решать эту задачу координатным методом, то общая формула для закона изменения координаты при равноускоренном движении:

Преобразуется в следующий закон движения по оси OY для тела брошенного горизонтально:

При ее помощи мы можем найти высоту на которой будет находится тело в любой момент времени. При этом в момент падения тела на землю координата тела по оси OY будет равна нулю. Очевидно, что вдоль оси OХ тело движется равномерно, поэтому в рамках координатного метода горизонтальная координата изменятся по закону:

 

Бросок под углом к горизонту (с земли на землю)

К оглавлению…

Максимальная высота подъема при броске под углом к горизонту (относительно начального уровня):

Время подъема до максимальной высоты при броске под углом к горизонту:

Дальность полета и полное время полета тела брошенного под углом к горизонту (при условии, что полет заканчивается на той же высоте с которой начался, т. е. тело бросали, например, с земли на землю):

Минимальная скорость тела брошенного под углом к горизонту – в наивысшей точке подъёма, и равна:

Максимальная скорость тела брошенного под углом к горизонту – в моменты броска и падения на землю, и равна начальной. Это утверждение верно только для броска с земли на землю. Если тело продолжает лететь ниже того уровня, с которого его бросали, то оно будет там приобретать все большую и большую скорость.

 

Сложение скоростей

К оглавлению…

Движение тел можно описывать в различных системах отсчета. С точки зрения кинематики все системы отсчета равноправны. Однако кинематические характеристики движения, такие как траектория, перемещение, скорость, в разных системах оказываются различными. Величины, зависящие от выбора системы отсчета, в которой производится их измерение, называют относительными. Таким образом, покой и движение тела относительны. Классический закон сложения скоростей:

Таким образом, абсолютная скорость тела равна векторной сумме его скорости относительно подвижной системы координат и скорости самой подвижной системы отсчета. Или, другими словами, скорость тела в неподвижной системе отсчета равна векторной сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

 

Равномерное движение по окружности

К оглавлению…

Движение тела по окружности является частным случаем криволинейного движения. Такой вид движения также рассматривается в кинематике. При криволинейном движении вектор скорости тела всегда направлен по касательной к траектории. То же самое происходит и при движении по окружности (см. рисунок). Равномерное движение тела по окружности характеризуется рядом величин.

Период – время, за которое тело, двигаясь по окружности, совершает один полный оборот. Единица измерения – 1 с. Период рассчитывается по формуле:

Частота – количество оборотов, которое совершило тело, двигаясь по окружности, в единицу времени. Единица измерения – 1 об/с или 1 Гц. Частота рассчитывается по формуле:

В обеих формулах: N – количество оборотов за время t. Как видно из вышеприведенных формул, период и частота величины взаимообратные:

При равномерном вращении скорость тела будет определяется следующим образом:

где: l – длина окружности или путь, пройденный телом за время равное периоду T. При движении тела по окружности удобно рассматривать угловое перемещение φ (или угол поворота), измеряемое в радианах. Угловой скоростью ω тела в данной точке называют отношение малого углового перемещения Δφ к малому промежутку времени Δt. Очевидно, что за время равное периоду T тело пройдет угол равный 2π, следовательно при равномерном движении по окружности выполняются формулы:

Угловая скорость измеряется в рад/с. Не забывайте переводить углы из градусов в радианы. Длина дуги l связана с углом поворота соотношением:

Связь между модулем линейной скорости v и угловой скоростью ω:

При движении тела по окружности с постоянной по модулю скоростью изменяется только направление вектора скорости, поэтому движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью является движением с ускорением (но не равноускоренным), так как меняется направление скорости. В этом случае ускорение направлено по радиусу к центру окружности. Его называют нормальным, или центростремительным ускорением, так как вектор ускорения в любой точке окружности направлен к ее центру (см. рисунок).

Модуль центростремительного ускорения связан с линейной v и угловой ω скоростями соотношениями:

Обратите внимание, что если тела (точки) находятся на вращающемся диске, шаре, стержне и так далее, одним словом на одном и том же вращающемся объекте, то у всех тел одинаковые период вращения, угловая скорость и частота.

Динамика — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Основные теоретические сведения

Основы динамики

К оглавлению…

Если в кинематике только описывается движение тел, то в динамике изучаются причины этого движения под действием сил, действующих на тело.

Динамика – раздел механики, который изучает взаимодействия тел, причины возникновения движения и тип возникающего движения.  Взаимодействие – процесс, в ходе которого тела оказывают взаимное действие друг на друга. В физике все взаимодействия обязательно парные. Это значит, что тела взаимодействуют друг с другом парами. То есть всякое действие обязательно порождает противодействие.

Сила – это количественная мера интенсивности взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела целиком или его частей (деформации). Сила является векторной величиной. Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы. Сила характеризуется тремя параметрами: точкой приложения, модулем (численным значением) и направлением. В Международной системе единиц (СИ) сила измеряется в Ньютонах (Н). Для измерения сил используют откалиброванные пружины. Такие откалиброванные пружины называются динамометрами. Сила измеряется по растяжению динамометра.

Сила, оказывающая на тело такое же действие, как и все силы, действующие на него, вместе взятые, называется равнодействующей силой. Она равна векторной сумма всех сил, действующих на тело:

Чтобы найти векторную сумму нескольких сил нужно выполнить чертеж, где правильно нарисовать все силы и их векторную сумму, и по данному чертежу с использованием знаний из геометрии (в основном это теорема Пифагора и теорема косинусов) найти длину результирующего вектора.

Виды сил:

1. Сила тяжести. Приложена к центру масс тела и направлена вертикально вниз (или что тоже самое: перпендикулярно линии горизонта), и равна:

где: g — ускорение свободного падения, m — масса тела. Не перепутайте: сила тяжести перпендикулярна именно горизонту, а не поверхности на которой лежит тело. Таким образом, если тело лежит на наклонной поверхности, сила тяжести по-прежнему будет направлена строго вниз.

2. Сила трения. Приложена к поверхности соприкосновения тела с опорой и направлена по касательной к ней в сторону противоположную той, куда тянут, или пытаются тянуть тело другие силы.

3. Сила вязкого трения (сила сопротивления среды). Возникает при движении тела в жидкости или газе и направлена против скорости движения.

4. Сила реакции опоры. Действует на тело со стороны опоры и направлена перпендикулярно опоре от нее. Когда тело опирается на угол, то сила реакции опоры направлена перпендикулярно поверхности тела.

5. Сила натяжения нити. Направлена вдоль нити от тела.

6. Сила упругости. Возникает при деформации тела и направлена против деформации.

Обратите внимание и отметьте для себя очевидный факт: если тело находится в покое, то равнодействующая сил равна нулю.

 

Проекции сил

К оглавлению…

В большинстве задач по динамике на тело действует больше чем одна сила. Для того чтобы найти равнодействующую всех сил в этом случае можно пользоваться следующим алгоритмом:

  1. Найдем проекции всех сил на ось ОХ и просуммируем их с учетом их знаков. Так получим проекцию равнодействующей силы на ось ОХ.
  2. Найдем проекции всех сил на ось OY и просуммируем их с учетом их знаков. Так получим проекцию равнодействующей силы на ось OY.
  3. Результирующая всех сил будет находится по формуле (теореме Пифагора):

При этом, обратите особое внимание на то, что:

  1. Если сила перпендикулярна одной из осей, то проекция именно на эту ось будет равна нулю.
  2. Если при проецировании силы на одну из осей «всплывает» синус угла, то при проецировании этой же силы на другую ось всегда будет косинус (того же угла). Запомнить при проецировании на какую ось будет синус или косинус легко. Если угол прилежит к проекции, то при проецировании силы на эту ось будет косинус.
  3. Если сила направлена в ту же сторону что и ось, то ее проекция на эту ось будет положительной, а если сила направлена в противоположную оси сторону, то ее проекция на эту ось будет отрицательной.

 

Законы Ньютона

К оглавлению…

Законы динамики, описывающие влияние различных взаимодействий на движение тел, были в одной из своих простейших форм, впервые четко и ясно сформулированы Исааком Ньютоном в книге «Математические начала натуральной философии» (1687 год), поэтому эти законы также называют Законами Ньютона. Ньютоновская формулировка законов движения справедлива только в инерциальных системах отсчета (ИСО). ИСО – система отсчета, связанная с телом, движущимся по инерции (равномерно и прямолинейно).

Есть и другие ограничения на применимость законов Ньютона. Например, они дают точные результаты только до тех пор, пока применяются к телам, скорости которых много меньше скорости света, а размеры значительно превышают размеры атомов и молекул (обобщением классической механики на тела, двигающиеся с произвольной скоростью, является релятивистская механика, а на тела, размеры которых сравнимы с атомными — квантовая механика).

Первый закон Ньютона (или закон инерции)

Формулировка: В ИСО, если на тело не действуют никакие силы или действие сил скомпенсировано (то есть равнодействующая сил равна нулю), то тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции. Итак, причиной изменения скорости движения тела целиком или его частей всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания изменения движения тела под воздействием других тел необходимо ввести новую величину – массу тела.

Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность (способность сохранять скорость постоянной). В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг). Масса тела – скалярная величина. Масса также является мерой количества вещества:

Второй закон Ньютона – основной закон динамики

Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические величины – масса тела и сила. Первая из этих величин – масса – является количественной характеристикой инертных свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие. Вторая – сила – является количественной мерой действия одного тела на другое.

Формулировка: Ускорение, приобретаемое телом в ИСО, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе этого тела:

Однако при решении задач по динамике второй закон Ньютона целесообразно записывать в виде:

Если на тело одновременно действуют несколько сил, то под силой в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил. Если равнодействующая сила равна нолю, то тело будет оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, т.к. ускорение будет нулевым (первый закон Ньютона).

Третий закон Ньютона

Формулировка: В ИСО тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению, лежащими на одной прямой и имеющими одну физическую природу:

Эти силы приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга.  Обратите внимание, что складывать можно только силы, которые одновременно действуют на одно из тел. При взаимодействии двух тел возникают силы, равные по величине и противоположные по направлению, но складывать их нельзя, т.к. приложены они к разным телам.

Алгоритм решения задач по динамике

Задачи по динамике решаются с помощью законов Ньютона. Рекомендуется следующий порядок действий:

1. Проанализировав условие задачи, установить, какие силы действуют и на какие тела;

2. Показать на рисунке все силы в виде векторов, то есть направленных отрезков, приложенных к телам, на которые они действуют;

3. Выбрать систему отсчета, при этом полезно одну координатную ось направить туда же, куда направлено ускорение рассматриваемого тела, а другую – перпендикулярно ускорению;

4. Записать II закон Ньютона в векторной форме:

5. Перейти к скалярной форме уравнения, то есть записать все его члены в том же порядке в проекциях на каждую из осей, без знаков векторов, но учитывая, что силы, направленные против выбранных осей будут иметь отрицательные проекции, и, таким образом, в левой части закона Ньютона они будут уже вычитаться, а не прибавляться. В результате получатся выражения вида:

6. Составить систему уравнений, дополнив уравнения, полученные в предыдущем пункте, в случае необходимости, кинематическими или другими простыми уравнениями;

7. Провести далее все необходимые математические этапы решения;

8. Если в движении участвует несколько тел, анализ сил и запись уравнений производится для каждого из них по отдельности. Если в задаче по динамике описывается несколько ситуаций, то подобный анализ производится для каждой ситуации.

При решении задач учитывайте также следующее: направление скорости тела и равнодействующей сил необязательно совпадают.

 

Сила упругости

К оглавлению…

Деформацией называют любое изменение формы или размеров тела. Упругими называют такие деформации, при которых тело полностью восстанавливает свою форму после прекращения действия деформирующей силы. Например, после того, как груз сняли с пружины, её длина в недеформированном состоянии не изменилась. При упругой деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Ее называют силой упругости. Простейшим видом деформации является деформация одностороннего растяжения или сжатия.

При малых деформациях модуль силы упругости пропорционален деформации тела. При этом сила упругости направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации, и может быть рассчитана по формуле:

где: k – жесткость тела, х – величина растяжения (или сжатия, другими словами: деформации тела), она равна модулю разности между конечной и начальной длиной деформируемого тела. Важно, что величина растяжения или сжатия не равна ни начальной, ни конечной длине тела в отдельности. Жесткость не зависит ни от величины приложенной силы, ни от деформации тела, а определяется только материалом, из которого изготовлено тело, его формой и размерами. В системе СИ жесткость измеряется в Н/м.

Утверждение о пропорциональности силы упругости и деформации называют законом Гука. В технике часто применяются спиралеобразные пружины. При растяжении или сжатии пружин возникают упругие силы, которые также подчиняются закону Гука. Коэффициент k называют жесткостью пружины. В пределах применимости закона Гука пружины способны сильно изменять свою длину. Поэтому их часто используют для измерения сил. Пружину, растяжение которой проградуировано в единицах силы, называют динамометром.

Таким образом, у каждого конкретного тела (а не материала) есть своя жесткость и она не изменяется для данного тела. Таким образом, если у Вас в задаче по динамике несколько раз растягивали одну и ту же пружину Вы должны понимать, что ее жесткость во всех случаях была одна и та же. С другой стороны если в задаче было несколько пружин разных габаритов, но, например, все они были стальные, то тем не менее у них у всех будут разные жесткости. Так как жесткость не является характеристикой материала, то ее нельзя найти ни в каких таблицах. Жесткость каждого конкретного тела будет либо Вам дана в задаче по динамике, либо ее значение должно стать предметом некоторых дополнительных изысканий при решении данной задачи.

При сжатии сила упругости препятствует сжатию, а при растяжении – препятствует растяжению. Рассмотрим также то, как можно выразить жесткость нескольких пружин соединенных определённым образом. При параллельном соединении пружин общий коэффициент жесткости рассчитывается по формуле:

При последовательном соединении пружин общий коэффициент жесткости может быть найден из выражения:

 

Вес тела

К оглавлению…

Силу тяжести, с которой тела притягиваются к Земле, нужно отличать от веса тела. Понятие веса широко используется в повседневной жизни в неправильном смысле, под весом подразумевается масса, однако это не так.

Весом тела называют силу, с которой тело действует на опору или подвес. Вес – сила, которая, как и все силы, измеряется в ньютонах (а не в килограммах), и обозначается P. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. Согласно третьему закону Ньютона вес зачастую равен либо силе реакции опоры (если тело лежит на опоре), либо силы натяжении нити или силе упругости пружины (если тело висит на нити или пружине).  Сразу оговоримся — вес не всегда равен силе тяжести.

Невесомость – это состояние, которое наступает, когда вес тела равен нолю. В этом состоянии тело не действует на опору, а опора на тело.

Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Перегрузка рассчитывается по формуле:

где: P – вес тела, испытывающего перегрузку, P0 – вес этого же тела в состоянии покоя. Перегрузка – безразмерная величина. Это хорошо видно из формулы. Поэтому не верьте писателям-фантастам, которые в своих книгах измеряют ее в g.

Запомните, что вес никогда не изображается на рисунках. Он просто вычисляется по формулам. А на рисунках изображается сила натяжения нити либо сила реакции опоры, которые по третьему закону Ньютона численно равны весу, но направлены в другую сторону.

Итак, отметим еще раз три существенно важных момента в которых часто путаются:

  • Несмотря на то, что вес и сила реакции опоры равны по величине и противоположны по направлению, их сумма не равна нулю. Эти силы вообще нельзя складывать, т.к. они приложены к разным телам.
  • Нельзя путать массу и вес тела. Масса – собственная характеристика тела, измеряется в килограммах, вес – это сила действия на опору или подвес, измеряется в Ньютонах.
  • Если надо найти вес тела Р, то сначала находят силу реакции опоры N, или силу натяжения нити Т, а по третьему закону Ньютона вес равен одной из этих сил и противоположен по направлению.

 

Сила трения

К оглавлению…

Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает в области соприкосновения двух тел при их относительном движении или попытке вызвать такое движение. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней вызывающей силе и направлена в противоположную ей сторону. Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения, которое определяется по формуле:

где: μ – безразмерная величина, называемая коэффициентом трения покоя, а N – сила реакции опоры.

Если внешняя сила больше максимального значения силы трения, возникает относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения. Силу трения скольжения можно считать равной максимальной силе трения покоя.

Коэффициент пропорциональности μ поэтому называют также коэффициентом трения скольжения. Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Коэффициент трения положителен и меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки их поверхностей. Таким образом коэффициент трения является неким конкретным числом для каждой конкретной пары взаимодействующих тел. Вы не сможете найти его ни в каких таблицах. Для Вас он должен либо быть дан в задаче, либо Вы сами должны найти его в ходе решения из каких-либо формул.

Если в рамках решения задачи у Вас получается коэффициент трения больше единицы или отрицательный – Вы неправильно решаете эту задачу по динамике.

Если в условии задачи просят найти минимальную силу, под действием которой начинается движение, то ищут максимальную силу, под действием которой, движение ещё не начинается. Это позволяет приравнять ускорение тел к нулю, а значит значительно упростить решение задачи. При этом силу трения полагают равной ее максимальному значению. Таким образом рассматривается момент, при котором увеличение искомой силы на очень малую величину сразу вызовет движение.

 

Особенности решения задач по динамике с несколькими телами

К оглавлению…

Связанные тела

Алгоритм решения задач по динамике в которых рассматриваются несколько тел связанных нитями:

  1. Сделать рисунок.
  2. Записать второй закон Ньютона для каждого тела в отдельности.
  3. Если нить нерастяжима (а так в большинстве задач и будет), то ускорения всех тел будут одинаковы по модулю.
  4. Если нить невесома, блок не имеет массы, трение в оси блока отсутствует, то сила натяжения одинакова в любой точке нити.
Движение тела по телу

В задачах этого типа важно учесть, что сила трения на поверхности соприкасающихся тел действует и на верхнее тело, и на нижнее тело, то есть силы трения возникают парами. При этом они направлены в разные стороны и имеют равную величину, определяемую весом верхнего тела. Если нижнее тело тоже движется, то необходимо учитывать, что на него также действует сила трения со стороны опоры.

 

Вращательное движение

К оглавлению…

При движении тела по окружности независимо от того, в какой плоскости происходит движение, тело будет двигаться с центростремительным ускорением, которое будет направлено к центру окружности, по которой движется тело. При этом понятие окружность не надо воспринимать буквально. Тело может проходить только дугу окружности (например, двигаться по мосту). Во всех задачах этого типа одна из осей обязательно выбирается по направлению центростремительного ускорения, т.е. к центру окружности (или дуги окружности). Вторую ось целесообразно направить перпендикулярно первой. В остальном алгоритм решения этих задач совпадает с решением остальных задач по динамике:

1. Выбрав оси, записать закон Ньютона в проекциях на каждую ось, для каждого из тел, участвующих в задаче, или для каждой из ситуаций, описываемых в задаче.

2. Если это необходимо, дополнить систему уравнений нужными уравнениями из других тем по физике. Особенно хорошо нужно помнить формулу для центростремительного ускорения:

3. Решить полученную систему уравнений математическими методами.

Так же есть ряд задач на вращение в вертикальной плоскости на стержне или нити. На первый взгляд может показаться, что такие задачи будут одинаковы. Это не так. Дело в том, что стержень может испытывать деформации как растяжения, так и сжатия. Нить же невозможно сжать, она сразу прогибается, а тело на ней просто проваливается.

Движение на нити. Так как нить только растягиваться, то при движении тела на нити в вертикальной плоскости в нити будет возникать только деформация растяжения и, как следствие, сила упругости, возникающая в нити, будет всегда направлена к центру окружности.

Движение тела на стержне. Стержень, в отличие от нити, может сжиматься. Поэтому в верхней точке траектории скорость тела, прикрепленного к стержню, может быть равна нулю, в отличии от нити, где скорость должна быть не меньше определенного значения, чтобы нить не сложилась. Силы упругости, возникающие в стержне, могут быть направлены как к центру окружности, так и в противоположную сторону.

Поворот машины. Если тело движется по твердой горизонтальной поверхности по окружности (например, автомобиль проходит поворот), то силой, которая удерживает тело на траектории, будет являться сила трения. При этом сила трения направлена в сторону поворота, а не против него (наиболее частая ошибка), она помогает машине поворачивать. Например, когда машина поворачивает направо, сила трения направлена в сторону поворота (направо).

 

Закон всемирного тяготения. Спутники

К оглавлению…

Все тела притягиваются друг к другу с силами, прямо пропорциональными их массам и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними. Таким образом закон всемирного тяготения в виде формулы выглядит следующим образом:

Такая запись закона всемирного тяготения справедлива для материальных точек, шаров, сфер, для которых r измеряется между центрами. Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной. В системы СИ он равен:

Одним из проявлений силы всемирного тяготения является сила тяжести. Так принято называть силу притяжения тел к Земле или другой планете. Если M – масса планеты, Rп – ее радиус, то ускорение свободного падения у поверхности планеты:

Если же удалиться от поверхности Земли на некоторое расстояние h, то ускорение свободного падения на этой высоте станет равно (при помощи нехитрых преобразований можно также получить соотношение между ускорением свободного падения на поверхности планеты и ускорением свободного падения на некоторой высоте над поверхностью планеты):

Рассмотрим теперь вопрос об искусственных спутниках планет. Искусственные спутники движутся за пределами атмосферы (если таковая у планеты имеется), и на них действуют только силы тяготения со стороны планеты. В зависимости от начальной скорости траектория космического тела может быть различной. Мы рассмотрим здесь только случай движения искусственного спутника по круговой орбите практически на нулевой высоте над планетой. Радиус орбиты таких спутников (расстояние между центром планеты и точкой где находится спутник) можно приближенно принять равным радиусу планеты Rп. Тогда центростремительное ускорение спутника, сообщаемое ему силами тяготения, приблизительно равно ускорению свободного падения g. Скорость спутника на орбите вблизи поверхности (на нулевой высоте над поверхностью планеты) называют первой космической скоростью. Первая космическая скорость находится по формуле:

Движение спутника можно рассматривать как свободное падение, подобное движению снарядов или баллистических ракет. Различие заключается только в том, что скорость спутника настолько велика, что радиус кривизны его траектории равен радиусу планеты. Для спутников, движущихся по круговым траекториям на значительном удалении от планеты, гравитационное притяжение ослабевает обратно пропорционально квадрату радиуса r траектории. Скорость спутника в таком случае находится с помощью формулы:

Закон Кеплера для периодов обращения двух тел вращающихся вокруг одного притягивающего центра:

Если речь идёт о планете Земля, то нетрудно подсчитать, что при радиусе r орбиты, равном приблизительно 6,6RЗ, период обращения спутника окажется равным 24 часам. Спутник с таким периодом обращения, запущенный в плоскости экватора, будет неподвижно висеть над некоторой точкой земной поверхности. Такие спутники используются в системах космической радиосвязи. Орбита с радиусом r = 6,6R3 называется геостационарной.

Все формулы по физике за 7-9 класс

9 класс Формула

Обозначения

Ед .изм.

ах= х- х0 ау = у- у0

х = х0х у= у0+ ау

а= √ ах2 + ау2

а-длина вектора

ах-проекция вектора на ось ОХ

ау— проекция вектора на ось Оу

х0, у0— начальные координаты

х, у- конечные координаты

м (метр)

Прямолинейное равномерное движение

s = υ t

х = х0 + υх t — уравнение движения

s- перемещение

t-время

υ- скорость

м(метр)

с(секунда)

м /с

Прямолинейное равноускоренное движение

a =

υ = υ0 + a t

s= υ0t + s=

х= х0+ υ0t + — уравнение движения

а- ускорение

υ- конечная скорость

υ0— начальная скорость

s- перемещение

t- время

м/с2

м/с

м/с

м

с

Динамика. Законы Ньютона

1.Если на тело не действуют тела или их действия компенсируются, то тело либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно а=0

2. F= m a

F1 + F2+…..= ma

F ↑↑ a

3. F1= — F2

F- сила

Сумма всех действующих сил равна произведению массы на ускорение

Тела действуют друг на друга с силами равными по модулю и противоположными по направлению.

Н (Ньютон)

Fтр=µN

µ — коэффициент трения

N – сила реакции опоры

Н

Свободное падение ( вниз)

υ0= 0 υ =g t h =

υ- конечная скорость

h- высота с которой упало тело

g = 10 м/с2 — ускорение свободного падения

м/с

м

Движение вертикально вверх

υ = υ0 – g t

h= υ0t —

υ –конечная скорость (в точке максимального подъема =0)

υ0— начал. скорость

h- высота подъема

м/с

м

Вес тела

Р= mg

(состояние покоя или движение равномерно и прямолинейно)

P – вес тела

m – масса тела

g – ускорение свободного падения

Н

кг

м/с2

P=m (g+a)

(движение вверх с ускорением)

а — ускорение

м/с2

P=m (g-a)

(движение вниз с ускорением)

Закон всемирного тяготения

F= F= mg

G=6,67*10-11 Нм2/ кг2

F=

R пл— радиус планеты

М пл— масса планеты

h-высота спутника над планетой

м

кг

м

g =

υспутника=

м/с2

м/с

Движение по окружности

а=

a- центростремительное ускорение

r- радиус окружности

м/с2

м

Т= ν = T=

T= ν =

Т- период

ν — частота вращения

N-число колебаний за время t

с

с-1 ( Гц)

ω = ω=2π ν ω = υ r

ω-угловая скорость

υ- линейная скорость

рад/с

Импульс. Законы сохранения. Работа сил. Мощность

p = mυ

p-импульс тела

m- масса тела

υ- скорость

кг м/с

кг

м/с

I = F t

I-импульс силы

F- сила

t- время действия силы

Н с

Н

с

I = p2— p1 = ∆p

∆p- изменение импульса тела

p 1 + p 2 = p’1+ p’2

m1υ1 + m2υ2 = m1υ’1+ m2υ’2

— закон сохранения импульса

A= Fs

А-работа

F- сила

s-путь

Дж (Джоуль)

Н

м

N=

N- мощность

Вт (Ватт)

Еп1+ Ек1= Еп2+ Ек2

— закон сохранения энергии

Е п — потенциальная энергия

Е к — кинетическая энергия

Дж

А= ∆Ек= Ек2— Ек1

А= — ∆Еп= Еп1— Еп2

АТЯЖ = mgh1— mgh2

Аупр=

ATP = (Ек2— Ек1) +(Еп2п1)=

= — FTP s

АТЯЖ— работа силы тяжести

Aупр— работа силы упругости

ATP— работа силы трения

FTP= μ mg -сила трения

Дж

η =

η- коэффициент полезного

действия

Механические колебания

x= A cos (ωt+φ0)

уравнение колебаний

А – амплитуда колебаний

х — смещение

м

Т= ν =

ν-частота колебаний

Гц

T= 2π

T= 2π

-для математического маятника

L- длина нити

-для пружинного маятника

m- масса груза

К— жесткость пружины

м

кг

Н/м

Еп мах = Еп + Ек = Ек мах

Волны

λ = υ Т

λ =

λ- длина волны

Т- период

ν- частота

υ- скорость волны

м

с

Молекулярная физика

Q=c m ( t2 – t1)

(нагревание, охлаждение)

Q- количество теплоты

c-удельная теплоемкость

m-масса

t1— начальная температура

t2-конечная температура

Дж

Дж/кг С

кг

Q=q m

(сгорание)

q- удельная теплота сгорания

Дж/кг

Q= m

(плавление)

-удельная теплота плавления

Дж/кг

Q=L m

(парообразование)

L-удельная теплота парообразования

Дж/кг

Гидростатика

m=V

m-масса

V-объем

— плотность

кг

м3

кг/м3

P= gh

(в жидкости)

P — давление

g – ускорение свободного падения

h – глубина

Па

м/с2

м

FА= gV

FА – сила Архимеда (выталкивающая)

V-объем части тела, погруженной в жидкость

— плотность жидкости

Н

м3

кг/м3

Электромагнитные явления

FA= B I L sinα

FA-сила Ампера

В – магнитная индукция

I-сила тока

L- длина проводника

Н

Тл (Тесла)

А (Ампер)

м

Fл= q B υ sinα

Fл— сила Лоренца

q- заряд

υ- скорость движения заряда

Н

Кл (Кулон)

м/с

r =

r-радиус окружности по ко-ой движется частица в магнитном поле

Ф= B S cosα

Ф- магнитный поток

S-площадь контура

Вб (Вебер)

м2

Законы постоянного тока

I = q / t

I – сила тока

q- заряд

t- время

А

Кл

с

U= A / q

U- напряжение

А- работа тока

В

Дж

I= U/ R

(закон Ома)

I- сила тока

U- напряжение

R- сопротивление

А

В

Ом

R = L

S

— удельное сопротивление

L- длина провода S – площадь сечения

Ом мм2

м

мм2

А= U I t

А- работа тока

U- напряжение

t – время

Дж

В

с

Р= U I

P- мощность тока

Вт

Q= I2 R t

Q- количество тепла, выделяемое проводником с током

Дж

Последовательное соединение:

Iобщее=I1 = I2 Uобщ=U1+ U2 Rобщ =R1 + R2

Параллельное соединение:

Iобщ= I1 + I2 Uобщ= U1=U2 1/Rобщ=1/R1+1/R2

Оптика

∠α=∠β закон отражения

Sin α / sinβ =n –закон преломления

D= 1/ F

D-оптическая сила

F- фокусное расстояние

дптр

м

1/d + 1/f = 1/F

формула тонкой линзы

d-расстояние от предмета до линзы

f- расстояние от линзы до изображения

м

м

Г= H / h = f / d

Г – линейное увеличение

h-высота предмета

H –высота изображения

м

м

м

Радиоактивные превращения ядер

M = Z+ N

M- массовое число

Z- число протонов(электронов),

зарядовое число

N- число нейтронов

МЯ = МА — Z me

MЯ— масса ядра

МА— масса изотопа ( табл)

me=0,00055 а е м — масса электрона

1 а. е.м= 1,67*10-27 кг

∆m=Zmp+ Nmn — MЯ

∆m- дефект масс

mp=1,0073 а.е.м — масса протона

mn= 1,0087 а.е.м. — масса нейтрона

Есвязи= ∆m c2

Есвязи — энергия связи ( Дж)

с=3*108 м/с скорость света

1эВ = 1,6*10-19 Дж

1а.е.м.=

931,5 МэВ

Альфа распад

Бета распад

Механическое движение — определение, формулы, примеры

Механическое движение

Когда мы идем в школу или на работу, автобус подъезжает к остановке или сладкий корги гуляет с хозяином, мы имеем дело с механическим движением.

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.

«Относительно других тел» — очень важные слова в этом определении. Для описания движения нам нужны:

  • тело отсчета
  • система координат
  • часы

В совокупности эти три параметра образуют систему отсчета.

В механике есть такой раздел — кинематика. Он отвечает на вопрос, как движется тело. Дальше мы с помощью кинематики опишем разные виды механического движения. Не переключайтесь 😉

Прямолинейное равномерное движение

Движение по прямой, при котором тело проходит равные участки пути за равные промежутки времени называют прямолинейным равномерным. Это любое движение с постоянной скоростью.

Например, если у вас ограничение скорости на дороге 60 км/ч, и у вас нет никаких препятствий на пути — скорее всего, вы будете двигаться прямолинейно равномерно.

Мы можем охарактеризовать это движение следующими величинами.

Скалярные величины (определяются только значением)

  • Время — в международной системе единиц СИ измеряется в секундах [с].
  • Путь — длина траектории (линии, по которой движется тело). В случае прямолинейного равномерного движения — длина отрезка [м].

Векторные величины (определяются значением и направлением)

  • Скорость — характеризует быстроту перемещения и направление движения материальной точки [м/с].
  • Путь — вектор, проведенный из начальной точки пути в конечную [м].

Чтобы сразу практиковаться, приходите в современную школу для подростков Skysmart. Ученики занимаются на интерактивной платформе по индивидуальной программе, отслеживает прогресс в личном кабинете и чувствуют себя увереннее на школьных контрольных.

Проецирование векторов

Векторное описание движения полезно, так как на одном чертеже всегда можно изобразить много разнообразных векторов и получить перед глазами наглядную «картину» движения.

Однако всякий раз использовать линейку и транспортир, чтобы производить действия с векторами, очень трудоёмко. Поэтому эти действия сводят к действиям с положительными и отрицательными числами — проекциями векторов.

Если вектор сонаправлен с осью, то его проекция равна длине вектора. А если вектор противоположно направлен оси — проекция численно равна длине вектора, но отрицательна. Если вектор перпендикулярен — его проекция равна нулю.

Скорость может определяться по вектору перемещения и пути, только это будут две разные характеристики.

Скорость — это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения, а средняя путевая скорость — это отношение длины пути ко времени, за которое путь был пройден.

Скорость

→ →
V = S/t


V — скорость [м/с]

S — перемещение [м]
t — время [с]

Средняя путевая скорость

V ср. путевая = S/t

V ср.путевая — средняя путевая скорость [м/с]
S — путь [м]
t — время [с]

В чем разница между перемещением и путем?

Перемещение — это вектор, проведенный из начальной точки в конечную, а путь — это
длина траектории.

Задача

Найдите, с какой средней путевой скоростью должен двигаться автомобиль, если расстояние от Санкт-Петербурга до Великого Новгорода в 210 километров ему нужно пройти за 2,5 часа. Ответ дайте в км/ч.

Решение:

Возьмем формулу средней путевой скорости
V ср.путевая = S/t

Подставим значения:
V ср.путевая = 210/2,5 = 84 км/ч

Ответ: автомобиль будет двигаться со средней путевой скоростью равной 84 км/ч

Уравнение движения

Основной задачей механики является определение положения тела в данный момент времени. Для решения этой задачи помогает уравнение движения, то есть зависимость координаты тела от времени х = х(t).

Уравнение движения

x(t) = x0 + vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Если положительное направление оси ОХ противоположно направлению движения тела, то проекция скорости тела на ось ОХ отрицательна, скорость меньше нуля (v < 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

Уравнение движения при движении против оси

x(t) = x0 — vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Графики

Изменение любой величины можно описать графически. Вместо того, чтобы писать множество значений, можно просто начертить график — это проще.

В видео ниже разбираемся, как строить графики кинематических величин
и зачем они нужны.

Прямолинейное равноускоренное движение

Чтобы разобраться с тем, что за тип движения в этом заголовке, нужно ввести новое понятие — ускорение.

Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости. В международной системе единиц СИ измеряется в метрах, деленных на секунду в квадрате.

СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевод всех величин в метры, килограммы, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение — килограмм с приставкой «кило».

Итак, прямолинейное движение — это движение с ускорением по прямой линии.2, а в задачах мы и вовсе осмеливаемся округлять его до 10 (физики просто дерзкие).

Вообще в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой. В школе обычно дают значение: g = 9,8 м/с2. В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с2.

И кому же верить?

Все просто: для кого решается задача, тот и главный. В экзаменах берем g = 10 , в школе при решении задач (если в условии задачи не написано что-то другое) берем g = 9,8
м/с2.

Частным случаем движения по вертикали (частным случаем частного случая, получается) считается свободное падение — это равноускоренное движение под действием силы тяжести, когда другие силы, действующие на тело, отсутствуют или пренебрежимо малы.

Помните о том, что свободное падение — это не всегда движение по вертикали. Если мы бросаем тело вверх, то начальная скорость, конечно же, будет.

Примеров механического движения в жизни — масса. Узнайте больше у преподавателей онлайн-школы Skysmart. Каждый урок по физике — это новый эксперимент: интерактивный, живой и очень увлекательный.

Приходите на бесплатный вводный урок и начните заниматься физикой в удовольствие уже завтра!

9 класс Формулы Формула Название Обозначение и единицы измерения в СИ Путь при равномерном прямолинейном движении

Образовательный минимум

триместр предмет физика класс 9т Образовательный минимум Основные понятия Движения тела по вертикали, брошенного под углом к горизонту, горизонтально. Движение по с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное

Подробнее

Рабочая программа по физике 9 класс

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Республики Хакасия «Хакасская национальная гимназия-интернат им. Н.Ф.Катанова» «СОГЛАСОВАНО» УТВЕРЖДЕНО на заседании МО естественно — математических

Подробнее

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ I.

Данная программа учебного предмета «Физика» для обучающихся 9 класса разработана на основе требований к результатам освоения ООП ООО МКОУ «Большеокинская СОШ» в соответствии с ФК ГОС ООО (2004 г.). Планируемые

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Программа составлена в соответствии с Федеральным компонентом государственного стандарта основного общего образования по физике (Приказ Минобразования России от 05.03.2004 089 «Об

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Данная программа учебного предмета «Физика» для обучающихся 9 класса муниципального казённого общеобразовательного учреждения «Большеокинская СОШ» разработана на основе авторской

Подробнее

Требования к уровню подготовки учащихся

Требования к уровню подготовки учащихся В результате изучения физики ученик должен знать/понимать: смысл понятий: физическое явление, физический закон, взаимодействие, электрическое поле, магнитное поле,

Подробнее

Требования к уровню подготовки учащихся

Ученик должен знать/понимать: уметь Требования к уровню подготовки учащихся смысл понятий: физическое явление, физический закон, взаимодействие, электрическое поле, магнитное поле, волна, атом, атомное

Подробнее

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ «АССОЦИАЦИЯ МОСКОВСКИХ ВУЗОВ» ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ

Подробнее

ФИЗИКА. Темы вступительного собеседования

ФИЗИКА Темы вступительного собеседования для поступления в 9 класс Механическое движение (равномерное и неравномерное) и его основные характеристики (путь, перемещение, траектория, скорость, величин. Взаимодействие

Подробнее

Рабочая программа по физике в 9 классе

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение «Восточненская средняя общеобразовательная школа» Тындинского района Рабочая программа по физике в 9 классе Учитель: Константинова Галина Дмитриевна

Подробнее

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Название Колво Изучение Кол- Кол- раз. нового и во во час. закрепление к/р л/р 1 Законы взаимодействия и движения тел 43 39 2 2 2 Механические колебания и волны. Звук. 12 10 1

Подробнее

учебный год

Приложение к рабочей программе по физике для 9 класса Примерные оценочные и методические материалы для осуществления текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации учащихся 9-го класса по физике

Подробнее

Структура и содержание. Паспорт

Спецификация оценочных материалов для проведения тематических контрольных работ по физике в 9 классе Структура и содержание Паспорт Раздел, тема Проверяемые компетенции (из рабочей программы) Вид оценочных

Подробнее

Пояснительная записка

2 Пояснительная записка Рабочая программа составлена на основе программы «Физика, 9 класс, Грачев А.В., Погожев В.А., Селиверстов А.В., 2011 г. — В кн. Грачев А.В., Погожев В.А., Селиверстов А.В. Физика:

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая программа составлена на основе регионального базисного учебного плана для общеобразовательных учебных учреждений Курской области. Основой для составления программы по физике

Подробнее

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Пояснительная записка. Статус программы Данная рабочая программа по физике составлена на основе «Программы основного общего образования. Физика. 7-9 классы», авторы: А.

Подробнее

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Тематическое планирование составлено на основе Федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования в соответствии с пособием «Программы основного

Подробнее

«Школа 32» г.н.новгород

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Школа 32» г.н.новгород РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПЕДАГОГА по физике 9 класса 2016 2017 учебный год Рабочая программа для 9 класса составлена в соответствии

Подробнее

Планируемые результаты изучения физики в 9 классе: Выпускник научится использовать термины: физическое явление, физический закон, вещество,

Планируемые результаты изучения физики в 9 классе: Выпускник научится использовать термины: физическое явление, физический закон, вещество, взаимодействие, электрическое поле, магнитное поле, волна, атом,

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль

Подробнее

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА. по физике. 9 класс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Школа 20» «Рассмотрено» на заседании школьного методического объединения Председатель: Борисова А.В. Протокол 30.08.207г. «Согласовано» заместитель

Подробнее

«МЕХАНИКА 1» Величины в формуле

Величина, её определение Обозначение Единица измерения «МЕХАНИКА 1» Формла Величины в формле ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ I. Равномерное прямолинейное движение-это движение, при котором тело за любые равные промежтки

Подробнее

Веб-сайт класса физики

Работа, энергия и сила: обзор набора задач

Этот набор из 32 задач нацелен на вашу способность использовать уравнения, связанные с работой и мощностью, для расчета кинетической, потенциальной и полной механической энергии, а также использовать соотношение работа-энергия для определения конечной скорости, тормозного пути или конечной высоты объект.Более сложные задачи обозначены цветом , синие задачи .

Работа

Работа возникает, когда на объект действует сила, вызывающая смещение (или движение) или, в некоторых случаях, препятствуя движению. В этом определении важны три переменные — сила, смещение и степень, в которой сила вызывает или препятствует смещению. Каждая из этих трех переменных входит в уравнение работы.Это уравнение:

Работа = Сила • Смещение • Косинус (тета)

W = F • d • cos (тета)

Поскольку стандартной метрической единицей силы является Ньютон, а стандартной метрической единицей перемещения является метр, то стандартной метрической единицей работы является Ньютон • метр, определяемый как Джоуль и сокращенно J.

Самая сложная часть уравнения работы и расчетов работы — это значение угла тета в приведенном выше уравнении.Угол — это не просто любой заявленный угол в задаче; это угол между векторами F и d. При решении рабочих задач нужно всегда помнить об этом определении: тета — это угол между силой и вызываемым ею смещением. Если сила в том же направлении, что и смещение, то угол равен 0 градусов. Если сила направлена ​​в направлении, противоположном смещению, то угол составляет 180 градусов. Если сила направлена ​​вверх, а смещение вправо, то угол составляет 90 градусов.Это кратко показано на рисунке ниже.

Мощность

Мощность определяется как скорость, с которой работа выполняется над объектом. Как и все величины скорости, мощность зависит от времени. Мощность связана с тем, насколько быстро выполняется работа. Две одинаковые работы или задачи можно выполнять с разной скоростью — медленно или быстро. Работа в каждом случае одинакова (поскольку это одинаковые рабочие места), но мощность разная.Уравнение мощности показывает важность времени:

Мощность = Работа / время

P = Вт / т

Единицей стандартной метрической работы является Джоуль, а стандартной метрической единицей измерения времени является секунда, поэтому стандартной метрической единицей измерения мощности является Джоуль / секунда, определяемая как Ватт и сокращенно W. путайте единицу Ватт, обозначаемую сокращенно W, с количественной работой, также обозначаемой буквой W.

Объединение уравнений мощности и работы может привести ко второму уравнению мощности. Мощность — Вт / т, работа — F • d • cos (тета). Подставляя выражение для работы в уравнение мощности, получаем P = F • d • cos (theta) / t. Если это уравнение переписать как

P = F • cos (тета) • (d / t)

можно заметить возможное упрощение. Отношение d / t — это значение скорости для движения с постоянной скоростью или средняя скорость для ускоренного движения.Таким образом, уравнение можно переписать как

P = F • v • cos (тета)

где v — постоянная скорость или среднее значение скорости. Некоторые из задач в этом наборе задач будут использовать это производное уравнение для мощности.

Механическая, кинетическая и потенциальная энергии

Есть две формы механической энергии — потенциальная энергия и кинетическая энергия.

Потенциальная энергия — это запасенная энергия положения. В этом наборе проблем нас больше всего будет интересовать запасенная энергия из-за вертикального положения объекта в гравитационном поле Земли. Такая энергия известна как потенциальная энергия гравитации (PE grav ) и рассчитывается с использованием уравнения

.

PE grav = m • g • h

где м — масса объекта (в условных единицах килограмма), г — ускорение свободного падения (9.8 м / с / с) и h — это высота объекта (в стандартных единицах измерения) над некоторым произвольно заданным нулевым уровнем (например, землей или верхней частью лабораторного стола в комнате физики).

Кинетическая энергия определяется как энергия, которой обладает объект в результате его движения. Объект должен двигаться, чтобы обладать кинетической энергией. Количество кинетической энергии ( KE ), которой обладает движущийся объект, зависит от массы и скорости. Уравнение кинетической энергии

КЕ = 0.5 • м • в 2

где м, — масса объекта (в условных единицах килограммов), а v — скорость объекта (в условных единицах измерения м / с).

Полная механическая энергия, которой обладает объект, складывается из его кинетической и потенциальной энергий.

Связь между работой и энергией

Существует связь между работой и общей механической энергией.Взаимосвязь лучше всего выражается уравнением

TME i + W nc = TME f

Другими словами, это уравнение говорит о том, что начальное количество полной механической энергии ( TME и ) системы изменяется работой, которая совершается с ней неконсервативными силами ( W, nc ). Конечное количество полной механической энергии ( TME f ), которой обладает система, эквивалентно начальному количеству энергии ( TME i ) плюс работа, выполняемая этими неконсервативными силами ( W nc ).

Механическая энергия, которой обладает система, представляет собой сумму кинетической энергии и потенциальной энергии. Таким образом, приведенное выше уравнение можно преобразовать в форму

.

KE i + PE i + W NC = KE f + PE f

0,5 • m • v i 2 + m • g • h i + F • d • cos (theta) = 0,5 • m • v f 2 + m • g • h f

Работа, совершаемая системой неконсервативными силами (W nc ), может быть описана как положительная работа или отрицательная работа.Положительная работа выполняется в системе, когда сила, выполняющая работу, действует в направлении движения объекта. Отрицательная работа выполняется, когда сила, выполняющая работу, противодействует движению объекта. Когда положительное значение работы подставляется в уравнение работы-энергии выше, конечное количество энергии будет больше, чем начальное количество энергии; считается, что система получила механическую энергию. Когда отрицательное значение работы подставляется в приведенное выше уравнение работы-энергии, конечное количество энергии будет меньше начального количества энергии; считается, что система потеряла механическую энергию.Бывают случаи, когда единственными силами, выполняющими работу, являются консервативные силы (иногда называемые внутренними силами). Обычно такие консервативные силы включают гравитационные силы, силы упругости или пружины, электрические силы и магнитные силы. Когда единственные силы, выполняющие работу, являются консервативными силами, тогда член W nc в приведенном выше уравнении равен нулю. В таких случаях говорят, что система сохранила свою механическую энергию.

Правильный подход к проблеме работы-энергии включает в себя внимательное чтение описания проблемы и подстановку значений из него в уравнение работы-энергии, перечисленное выше.Выводы о некоторых терминах должны быть сделаны на основе концептуального понимания кинетической и потенциальной энергии. Например, если объект изначально находится на земле, то можно сделать вывод, что PE i равен 0, и этот член может быть исключен из уравнения работы-энергии. В других случаях высота объекта в исходном состоянии такая же, как и в конечном состоянии, поэтому члены PE i и PE f одинаковы. Таким образом, их можно математически исключить с каждой стороны уравнения.В других случаях скорость постоянна во время движения, поэтому члены KE i и KE f одинаковы и, таким образом, могут быть математически исключены из каждой части уравнения. Наконец, есть случаи, когда условия KE и / или PE не указаны; вместо этого даны масса (м), скорость (v) и высота (h). В таких случаях члены KE и PE могут быть определены с помощью соответствующих уравнений. Сделайте своей привычкой с самого начала просто начать с уравнения работы и энергии, отменить члены, которые равны нулю или неизменны, подставить значения энергии и работы в уравнение и найти указанное неизвестное.

Привычки эффективно решать проблемы

Эффективный решатель проблем по привычке подходит к физическим проблемам таким образом, чтобы отражать набор дисциплинированных привычек. Хотя не все эффективные специалисты по решению проблем используют один и тот же подход, все они имеют общие привычки. Эти привычки кратко описаны здесь. Эффективное решение проблем …

  • …. внимательно читает задачу и создает мысленную картину физической ситуации. При необходимости они набрасывают простую схему физической ситуации, чтобы помочь визуализировать ее.
  • … определяет известные и неизвестные величины в организованном порядке, часто записывая их на диаграмме. Они приравнивают заданные значения к символам, используемым для представления соответствующей величины (например, m = 1,50 кг, v i = 2,68 м / с, F = 4,98 Н, t = 0,133 с, v f = ???) .
  • … строит стратегию решения неизвестной величины; стратегия, как правило, сосредоточена вокруг использования физических уравнений и во многом зависит от понимания физических принципов.
  • … определяет подходящую (ые) формулу (ы) для использования, часто записывая их. При необходимости они выполняют необходимое преобразование количеств в правильные единицы.
  • … выполняет подстановки и алгебраические манипуляции, чтобы найти неизвестную величину.

Подробнее …

Дополнительная литература / Учебные пособия:

Следующие страницы из учебного пособия по физике могут быть полезны для понимания концепций и математики, связанных с этими проблемами.

Набор задач «Работа, энергия и мощность»

Просмотреть набор задач

Решения с аудиосистемой для работы, энергии и питания

Просмотрите решение проблемы с аудиогидом:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32

Таблицы формул по физике для 9-го класса

Формулы физики — одна из самых сложных вещей для запоминания при изучении книги или перелистывании уроков один за другим, чтобы найти, какая формула относится к какой главе.Приближаются экзамены 9-го класса CBSE, и студенты уже начали подготовку к ключевому экзамену в своей жизни. Формулы по физике — это общие формулы, которые не только важны для подготовки к 9-му классу, но и образуют основу для концепций физики более высокого уровня. Формулы физики также играют важную роль в таких областях, как инженерия, медицина, информатика, механика, электричество, программное обеспечение, оборудование и т. Д.

Таблицы формул по физике для 9-го класса — Глава Мудрые формулы

Запоминание всех формул физики может быть сложной задачей , но с помощью вручную подобранных таблиц формул по физике для класса 9 вы можете легко запомнить все формулы из всех глав, которые помогут вам успешно сдать экзамен по физике класса 9 CBSE 2021 года.

Формулы по физике 9-го класса CBSE включают формулы, относящиеся к движению, силе и законам движения, гравитации и звуку. Эти формулы по физике для 9-го класса будут чрезвычайно полезны для учащихся, чтобы они могли быстрее и точнее решать вопросы.

Пожалуйста, перейдите по следующей ссылке, чтобы загрузить PDF-файл с таблицами физических формул для 9-го класса:

Загрузите таблицы с физическими формулами для 9-го класса здесь

Преимущества таблиц с физическими формулами для 9-го класса:

Physics Formula Таблицы могут помочь студентам в мгновение ока решить сложную задачу.Запоминание каждой формулы из каждой главы может считаться большой проблемой для студентов, которым просто необходимы некоторые стратегии для легкого запоминания формул. На этом этапе Gradeup предлагает Таблицы формул по физике для класса 9, чтобы учащиеся могли легко загрузить PDF-файл со всеми формулами с веб-сайта или приложения без каких-либо проблем.

  • Этот PDF-файл с формулами полезен для предстоящего 10-го экзамена CBSE Class 2021.
  • Очень важно хорошо знать формулы и короткие трюки по физике.
  • Это также улучшит ваши методы и навыки решения физических задач.
  • В Таблицах физических формул для класса 9 представлены важные формулы из каждой главы.
  • Студенты могут загрузить эти формулы в формате PDF и использовать их в будущем.

Если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, не стесняйтесь писать их в разделе комментариев ниже.

Часто задаваемые вопросы:

Work and Energy

Концепции работы и энергии тесно связаны с концепцией силы, потому что приложенная сила может работать с объектом и вызывать изменение энергии. Энергия определяется как способность выполнять работу.

Работа

Понятие работы в физике имеет гораздо более узкое определение, чем обычное использование этого слова. Работа выполняется над объектом, когда приложенная сила перемещает его на расстояние. На нашем повседневном языке работа связана с затратами мышечных усилий, но это , а не , как на языке физики. Человек, держащий тяжелый предмет, не выполняет никакой физической работы, потому что сила не перемещает предмет на расстояние.Согласно физическому определению работа выполняется, пока тяжелый объект поднимается, но не когда объект неподвижен. Другой пример отсутствия работы — это масса на конце струны, вращающаяся по горизонтальной окружности на поверхности без трения. Центростремительная сила направлена ​​к центру круга и, следовательно, не перемещает объект на расстояние; то есть сила направлена ​​не в направлении движения объекта. (Однако была проделана работа, чтобы привести массу в движение.) Математически работа равна Вт = F · x, где F — приложенная сила, а x — это пройденное расстояние, то есть смещение. Работа — это скаляр. Единицей измерения работы в системе СИ является джоуль (Дж), который представляет собой ньютон-метр или кг м / с 2 .

Если работа выполняется с помощью переменной силы, приведенное выше уравнение использовать нельзя. На рисунке показан график зависимости силы от смещения для объекта, на который действуют три различных последовательных силы. Сила увеличивается в сегменте I, постоянна в сегменте II и уменьшается в сегменте III.Работа, выполняемая над объектом каждой силой, представляет собой область между кривой и осью x . Общая проделанная работа — это общая площадь между кривой и осью x . Например, в этом случае работа, выполняемая тремя последовательными силами, показана на рисунке 1.

Рисунок 1

Действующая сила изменяется в зависимости от положения.

В этом примере общая выполненная работа равна (1/2) (15) (3) + (15) (2) + (1/2) (15) (2) = 22,5 + 30 + 15; работа = 67.5 Дж. Для постепенно изменяющейся силы работа выражается в интегральной форме: Вт = ∫ F · d x.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия — это энергия движущегося объекта. Выражение для кинетической энергии может быть получено из определения работы и кинематических соотношений. Рассмотрим силу, приложенную параллельно поверхности, которая перемещает объект с постоянным ускорением.

Исходя из определения работы, второго закона движения Ньютона и кинематики, W = Fx = max и v f 2 = v o 2 + 2 ax , или a = ( v f 2 v o 2 ) / 2 x .Подставьте последнее выражение для ускорения в выражение для работы, чтобы получить Вт = м ( v f 2 v o 2 ) или Вт = (1/2) мв f 2 — (1/2) мв o 2 . Правая часть последнего уравнения дает определение кинетической энергии: K . E . = (1/2) mv 2 Кинетическая энергия — это скалярная величина с теми же единицами, что и работа, джоулями (Дж). Например, масса 2 кг, движущаяся со скоростью 3 м / с, имеет кинетическую энергию 9 Дж.

Приведенный выше вывод показывает, что чистая работа равна изменению кинетической энергии. Это соотношение называется теоремой работы-энергии: Вт нетто = К . Е . f K . Е . o , где K . Е . f — конечная кинетическая энергия и K . Е . o — исходная кинетическая энергия.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия, , также называемая накопленной энергией, — это способность системы выполнять работу из-за ее положения или внутренней структуры. Примерами могут служить энергия, запасенная в сваях в верхней части его пути, или энергия, запасенная в спиральной пружине.Потенциальная энергия измеряется в джоулях.

Гравитационная потенциальная энергия — энергия положения. Во-первых, рассмотрим потенциальную гравитационную энергию вблизи поверхности земли, где ускорение свободного падения (g) приблизительно постоянно. В этом случае гравитационная потенциальная энергия объекта относительно некоторого реперного уровня составляет P.E . = мч , где ч — вертикальное расстояние над контрольным уровнем.Чтобы поднять объект медленно, сила, равная его весу (мг) , прилагается через высоту (h) . Совершенная работа равна изменению потенциальной энергии: Вт = P . Е . f P . Е . o = mgh f mgh o , где нижние индексы (f и o) относятся к окончательной и исходной высоте корпуса.

Запуск ракеты в космос требует работы, чтобы разделить массу Земли, и ракеты для преодоления силы тяжести. Для больших расстояний от центра Земли вышеприведенное уравнение неадекватно, потому что g непостоянно. Общая форма гравитационной потенциальной энергии — это P.E . = — GMm / r , где M и m относятся к массам двух разделенных тел, а r — это расстояние между центрами масс.Отрицательный знак является результатом выбора нулевого задания при r , равном бесконечности, то есть при очень большом расстоянии .

Упругая потенциальная энергия — это энергия, запасенная в пружине. Величина силы, необходимой для растяжения пружины, определяется выражением F = — kx , где x — это расстояние растяжения (или сжатия) пружины из ненагруженного положения, а k — это пружинная постоянная. Жесткость пружины — это мера жесткости пружины, при этом более жесткие пружины имеют большие значения k .Потенциальная энергия, запасенная в пружине, определяется как P . Е . = (1/2) kx 2 .

Изменение потенциальной энергии равно работе. Сила тяжести и сила растяжения пружины — это разные силы; следовательно, приведенные выше уравнения потенциальной энергии для этих двух случаев также могут быть выведены из интегральной формы работы Δ P . Е . = Вт = ∫ F · d x.

Мощность

Мощность — скорость выполнения работы, в среднем P = Вт / т , где т — временной интервал, в течение которого выполняется работа (Вт) .Другая форма мощности находится из Вт = F Δ x и замены средней скорости объекта за время t на Δ x / t : среднее P = F Δ x / Δ t = F (в среднем v ).

Сохранение энергии

Принцип сохранения энергии — один из самых далеко идущих общих законов физики.В нем говорится, что энергия не создается и не уничтожается, а может быть преобразована из одной формы в другую только в изолированной системе.

Поскольку полная энергия системы всегда остается постоянной, закон сохранения энергии является полезным инструментом для анализа физической ситуации, когда энергия меняет форму. Представьте себе качающийся маятник с незначительными силами трения. На вершине его подъема вся энергия является гравитационной потенциальной энергией из-за высоты над неподвижным положением.Внизу качелей вся энергия преобразована в кинетическую энергию движения. Полная энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергий. Он поддерживает одно и то же значение во время движения качелей вперед и назад (см. Рисунок 2).

Рисунок 2

Маятник подчиняется закону сохранения энергии.

В точке C потенциальная энергия зависит от высоты, а остальная часть полной энергии — кинетическая энергия.

Хотя общая энергия сохраняется, кинетическая энергия не требуется. Столкновение двух объектов с сохранением кинетической энергии называется упругим столкновением . Сталкивающиеся объекты, взаимодействующие с потерями кинетической энергии из-за потерь на трение или деформации объекта, называются неупругими столкновениями. В макроскопическом мире большинство столкновений неупругие; однако потери кинетической энергии незначительны в почти упругих столкновениях между атомными частицами и субатомными частицами.Для этих случаев закон сохранения количества движения и кинетической энергии дает полезные уравнения.

Рассмотрим простое лобовое упругое столкновение, при котором одна масса ( м 1 ) с заданной скоростью ( v 1 ) сталкивается со второй массой ( м 2 ), которая изначально находится в состоянии покоя. Примените законы сохранения количества движения и кинетической энергии, чтобы получить м 1 v 1 = м 1 v 1 + м 2 v 2 ′ и (1/2) м 1 v 1 2 = (1/2) м 1 v 1 2 + (1 / 2) м 2 v 2 2 , где штрихи относятся к скоростям после столкновения.Решение уравнений дает скорости двух масс после взаимодействия:

Поучительны три особых случая:

Для равных масс, где м 1 = м 2 , обратите внимание, что v 1 ′ становится равным нулю, а v 2 ′ равно v 1 ; таким образом, при равных массах объекты просто обмениваются скоростями, как это иногда наблюдается с шарами для пула. (Шары для пула имеют энергию вращения и несколько неупругие столкновения, поэтому их поведение только приближается к примеру.)

Если м 2 массивно, числитель и знаменатель в уравнении для v 1 ′ почти совпадают. Тогда v 1 ′ примерно равно v 1 , но в противоположном направлении. Знаменатель выражения для v 2 ′ будет настолько большим, что скорость второй массы после столкновения будет небольшой. Другими словами, входящая масса ( м 1 ) отскочит от второй массы почти с начальной скоростью, а ударная масса ( м 2 ) будет медленно перемещаться после столкновения.

Если м 1 является массивным, то v 1 ′ приблизительно равно v 1 , а v 2 ′ почти вдвое больше v 1 ; или падающая массивная частица продолжает двигаться почти с той же скоростью, а ударная масса движется вперед почти с удвоенной начальной скоростью первой массы после столкновения.

Центр масс

Концепция центра масс (CM) полезна для анализа движения системы частиц.Система частиц действует так, как будто вся ее масса сосредоточена в КМ. В отсутствие внешней силы, если ЦМ системы находится в состоянии покоя, тогда он будет оставаться в покое, а если он изначально находится в движении, он будет поддерживать это движение. Другими словами, КМ движется в соответствии со вторым законом Ньютона. Координаты центра масс x и y равны

.

Рассмотрим предыдущий пример лобового столкновения двух равных масс, которые слиплись после столкновения.КМ изначально движется с постоянной скоростью и сохраняет ту же скорость после столкновения. Когда первая масса катится ко второй массе, CM всегда находится посередине между двумя массами. Перед столкновением КМ преодолевает половину расстояния приближающегося объекта за одно и то же время, и, следовательно, скорость КМ составляет половину начальной скорости приходящей массы. В тот момент, когда две массы взаимодействуют, CM находится прямо между двумя объектами. После столкновения массы слипаются и имеют половину начальной скорости, потому что эффективная масса удвоилась.CM продолжает оставаться на полпути между массами. Он сохраняет ту же скорость (1/2) v o после столкновения. На рисунке движущийся белый шар ударяется о неподвижный черный шар. Пронумерованные и обведенные позиции CM соответствуют пронумерованным позициям шаров.

Рисунок 3

Неупругое столкновение двух шаров.

Что такое формула силы? — Определение и объяснение — Видео и стенограмма урока

Формула силы

Формула силы утверждает, что сила равна массе, умноженной на ускорение.Итак, если вы знаете массу и ускорение, просто умножьте их вместе, и теперь вы знаете силу! Единицами измерения ускорения являются метры на секунду в квадрате (м / с2), а единицей измерения массы — килограммы (кг).

Давайте посмотрим на пример:

Мария пытается поднять ящик с пола на полку. Она разгоняет коробку массой 2 кг со скоростью 2 м / с2. Какую силу Мэри прилагает к коробке?

Чтобы решить эту проблему, просто умножьте массу (2 кг) на ускорение (2 м / с2), чтобы получить окончательный ответ: на коробку была приложена сила 4 Н.Помните, что в физике всегда включайте все единицы как в вашу задачу, когда вы показываете свою математику, так и когда вы пишете свой окончательный ответ.

Решение других переменных

Вы также можете вычислить любую другую переменную в уравнении, если у вас есть две из трех. Например, если у вас есть масса и сила, вы можете рассчитать ускорение.

Если вы немного не уверены в алгебраических уравнениях, вот вам ярлык!

Используя круг, проведите горизонтальную линию через середину.Затем разделите нижнюю половину круга на две части. Сверху напишите F для силы, а внизу поставьте м для массы в одной секции и a для ускорения в другой. Горизонтальная линия будет использоваться для деления, а вертикальные линии — для умножения. Затем закройте пальцем любую переменную, которую вы хотите найти. Например, предположим, что мы хотим найти ускорение. Накройте круг и . Теперь у вас осталось F , разделенное на м. Это математика, которую вы используете для вычисления силы! Довольно просто, да?

Давайте посмотрим на пример:

Джордан пытается подтолкнуть через комнату большой стул для своей тети. Она хочет, чтобы это было на солнце, чтобы она могла читать днем. Джордан использует 300 Н силы на стуле 300 кг. Насколько быстро Джордан должен разогнаться, чтобы передвинуть стул?

Давайте снова воспользуемся кругом. Закройте переменную, которую вы хотите найти, a. Теперь у нас осталось F , разделенное на м. Теперь мы можем подставить наши числа. Сила (300 Н), разделенная на массу (300 кг), равна 1 м / с2 — ускорению, которое Джордан должен использовать для перемещения кресла.

Net Force

Обычно на объекты одновременно действует множество сил, а не одна, как мы видели до сих пор. Чтобы вычислить другие переменные, нам нужно сложить силы вместе, чтобы увидеть, что такое результирующая сила или сумма сил, действующих на объект. Сила считается вектором , что означает, что она имеет величину и направление.Обычно мы обозначаем силы, которые направлены вниз, как отрицательные, а силы, направленные вверх, как положительные. Точно так же силы, идущие влево, отрицательны, а силы, идущие вправо, положительны.

Ученые придумали отличный способ систематизировать совокупные силы, действующие на объект, который называется диаграммой свободного тела. Диаграммы свободного тела — это изображения, на которых изображены все силы, действующие на объект. Вы начинаете с точки, представляющей объект. Затем вы рисуете силы, действующие на объект, выходящий из точки, со стрелками на конце.Так, например, если я толкну коробку вправо с 10 Н, я нарисовал бы линию на диаграмме свободного тела справа, обозначенную 10 Н. После того, как вы записали все свои силы, пора их сложить! Мы добавляем силы только в одном направлении за раз.

Когда у вас есть более одной силы в задаче, вам нужно сначала нарисовать диаграмму свободного тела, вычислить чистую силу, а затем использовать круг или алгебру для решения.

Давайте посмотрим на пример:

Керри хочет повесить модную новую лампу весом 150 кг, которую она нашла в комиссионном магазине.Она знает, что Fg лампы или ее вес составляет 200 Н. Кабель, который она должна его подвесить, имеет только натяжение (FT) 150 Н. Каково ускорение лампы?

Сначала мы рисуем диаграмму свободного тела, на которой F g идет вниз, поскольку это связано с силой тяжести, и F T идет вверх, поскольку веревка тянет лампу к потолку.

Затем, поскольку F g опускается, эта сила будет отрицательной, а поскольку F T возрастает, это число будет положительным.Когда мы добавляем -200 Н плюс положительные 150 Н, мы получаем -50 Н. Это означает, что общая сила, действующая на нашу лампу, уменьшается, что означает, что лампа тоже гаснет. Не похоже, что этот кабель подойдет Керри! Но давайте продолжим решать эту проблему, потому что нам нужно было найти ускорение.

Теперь, когда у нас есть чистая сила, мы можем использовать круг или алгебру. Когда мы подставляем числа, мы получаем -50 Н (сила), деленную на 150 кг (масса), что дает нам ускорение -0,33 м / с2.

Резюме урока

Формула для силы говорит, что сила равна массе ( м ), умноженной на ускорение ( a ).Если у вас есть две любые из трех переменных, вы можете решить третью. Сила измеряется в Ньютонах (Н), масса — в килограммах (кг), а ускорение — в метрах в секунду в квадрате (м / с2). Если у вас более одной силы в задаче, сначала нарисуйте диаграмму свободного тела, затем добавьте свои силы, чтобы получить чистую силу, и, наконец, решите свою проблему.

Что следует помнить

  • Сила равна массе, умноженной на ускорение.
  • Сила измеряется в Ньютонах.
  • Вы можете использовать уравнение силы, чтобы также найти массу или ускорение объекта.
  • Чтобы рассчитать чистую силу, действующую на объект, можно нарисовать диаграмму свободного тела.

Результаты обучения

Просмотрите и затем просмотрите этот видео-урок о формуле силы, чтобы вы могли легко выполнить следующие задачи:

  • Напишите определение силы и поймите, как она измеряется
  • Распознать формулу для расчета силы
  • Создать диаграмму свободного тела
  • Найдите другие переменные и рассчитайте чистую силу

Тема 2: Механика — IB Physics

См. Руководство по этой теме.

2.1 — Движение

  • Расстояние и перемещение

Расстояние Рабочий объем
Скаляр Вектор
Скалярная величина, которая измеряет расстояние между двумя местоположениями на определенном пути. Векторная величина, определяемая длиной и направлением отрезка линии, соединяющего начальную и конечную позиции объекта.
Скорость Скорость
Скаляр Вектор
Скорость изменения расстояния во времени. Скорость изменения смещения во времени.

Скорость — это мера, зависящая от движения наблюдателя. Относительная скорость A и B равна векторному вычитанию скорости B из скорости A.2.

График вытеснения-времени

Градиент наклона указывает скорость.

Прямые линии подразумевают постоянную скорость.

График скорости-времени

Наклонный градиент указывает на ускорение.

Прямые наклонные линии подразумевают постоянное ускорение или замедление.

Область под линиями показывает изменение смещения.

График времени разгона

Горизонтальные линии подразумевают постоянное ускорение.

Область под линиями показывает изменение скорости.

  • Уравнения движения для равномерного ускорения

s = смещение u = начальная скорость v = конечная скорость a = ускорение t = затраченное время

Если ускорение постоянное (равномерное), можно использовать следующие уравнения

Считается, что объект подвергается движению снаряда, когда он следует по кривой траектории из-за влияния силы тяжести.2

  • Снаряд достигает максимальной высоты при нулевой вертикальной скорости
  • Траектория симметричная
  • Наличие сопротивления воздуха изменяет траекторию полета снаряда на следующие

    • Максимальная высота снаряда меньше
    • Дальность полета снаряда короче
    • Траектория несимметричная
    • Сопротивление жидкости и конечная скорость

    Сопротивление воздуха ограничивает максимальную скорость, которую объект может получить при свободном падении.Например:

    • Если вы выпрыгнете из самолета и испытаете свободное падение, вы почувствуете восходящую силу, оказываемую на вас окружающим воздухом из-за сопротивления воздуха.
    • По мере того, как вы падаете все быстрее и быстрее из-за силы тяжести, эта восходящая сила, создаваемая воздухом, становится все больше и больше, пока она не уравновесит ваш вес. В этот момент результирующая сила, действующая на вас, становится равной нулю, и вы больше не ускоряетесь.
    • Эта конкретная скорость, с которой вы прекращаете ускоряться во время свободного падения, называется конечной скоростью.

    2.2 — Силы

    • Объекты как точечные частицы

    Силы изменяют скорость или форму объектов.

    Единица силы — ньютон (Н).

    Объекты представлены в виде точечной массы, чтобы можно было представить силы в виде стрелок на диаграммах свободного тела.

    На схеме свободного тела силы, действующие на объект, представлены в виде стрелок, исходящих от точечной массы.

    Длина и направление стрелок соответствуют величине и направлению сил, действующих на исследуемое тело.

    Определение равнодействующей силы

    1. Разложите все действующие силы на горизонтальные и вертикальные составляющие
    2. Сложите горизонтальные компоненты
    3. Сложите вертикальные компоненты
    4. Объедините сумму горизонтальных компонентов и сумму вертикальных компонентов
    • Трансляционное равновесие

    Тело находится в поступательном равновесии, если результирующая сила, действующая на тело, равна нулю.Это означает, что тело либо находится в состоянии покоя, либо движется с постоянной скоростью. Например:

    • Масса, висящая в состоянии покоя
    • Лифт движется вверх с постоянной скоростью
    • Парашютист достигает предельной скорости
    • Законы движения Ньютона

    Первый закон Ньютона (Закон инерции) гласит, что тело остается в покое или движется с постоянной скоростью по прямой линии, если на него не действует внешняя сила. (Чистая сила = 0)

    Второй закон Ньютона гласит, что результирующая сила прямо пропорциональна ускорению и массе.(F = ma)

    Третий закон Ньютона гласит, что если тело A воздействует на тело B, то тело B прикладывает силу той же величины, но в противоположном направлении от тела A.

    Эта пара сил называется парой действие-противодействие, которая должна действовать на два разных тела.

    Трение — это неконсервативная сила, препятствующая движению. Если нет движения, то не будет силы, вызванной трением.

    Для двух твердых поверхностей, движущихся друг по другу, на трение будет влиять характер (шероховатость и т. Д.) Этих двух поверхностей.Однако площадь поверхности и скорость объекта не влияют на трение.

    Также существует два типа трения для твердых поверхностей: трение покоя и кинетическое трение. Статическое трение — это то, что останавливает движение объектов. Кинетическое трение — это то, что замедляет движущиеся объекты. Статическое трение всегда больше кинетического.

    Эти два типа трения определяются индивидуально своими константами µs и µk соответственно.

    Силы трения также зависят от нормальной силы, прилагаемой к поверхности, что приводит к Сила трения (статическая) = <мкс * Нормальная сила для неподвижных объектов и Сила трения (статическая) = мкс * Нормальная сила для объектов, которые движутся.

    2.3 — Работа, энергия и мощность

    Кинетическая энергия (KE) — это энергия тела за счет его движения и определяется уравнением

    • Гравитационная потенциальная энергия

    Гравитационная потенциальная энергия (GPE) объекта изменяется с его высотой и определяется уравнением

    Упругая энергия — это потенциальная энергия, запасенная в результате деформации упругого объекта, например, растяжения пружины, и определяется уравнением

    • Работа, выполненная как передача энергии

    Выполненная работа измеряет передачу энергии за счет силы и является скалярной величиной.

    Работа, совершаемая W силой F над объектом, определяется уравнением

    На графике «сила-смещение» проделанная работа — это площадь под кривой.

    • Мощность как скорость передачи энергии

    Мощность (P) — это выполненная работа или выход энергии за время, определяемый уравнением:

    Для постоянной силы, действующей на объект с постоянной скоростью, мощность определяется уравнением: P = Fv.

    • Принцип сохранения энергии

    Энергию нельзя ни создать, ни уничтожить; его можно только изменить из одной формы в другую. Например:

    • Электрический нагреватель преобразует электрическую энергию в тепловую.
    • Падающий объект преобразует потенциальную энергию в кинетическую.

    Полная энергия изолированного тела остается постоянной. Другими словами, ΔKE + ΔPE = 0

    КПД — это отношение полезной выходной энергии к затраченной энергии в процентах, определяемое уравнением

    2.4 — Импульс и импульс

    • Второй закон Ньютона, выраженный скоростью изменения количества движения

    Импульс (p) задается уравнением

    Линейный импульс (p) — это вектор с тем же направлением, что и скорость объекта.

    Изменение количества движения объекта называется импульсом.

    Преобразование формулы, описывающей второй закон Ньютона, приводит к следующему выражению

    • Графики импульса и силы-времени

    Импульс задается областью графика силы-времени.

    • Сохранение количества движения

    Закон сохранения количества движения гласит, что сумма начального количества движения равна сумме конечного количества движения в замкнутой системе и может быть задана уравнением

    • Упругие соударения, неупругие соударения и взрывы

    Тип Общий импульс Полная кинетическая энергия y
    Резинка Консервированный Консервированный
    Неэластичный Консервированный Не сохраняется
    Взрыв Консервированный Не сохраняется

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Вопросы по физике

    На этой странице я собрал сборник вопросов по физике, которые помогут вам лучше понять физику. Эти вопросы призваны побудить вас задуматься о физике на более глубоком уровне. Эти вопросы не только сложны, но и интересны. Эта страница является хорошим ресурсом для студентов, которым нужны качественные задачи для практики при подготовке к тестам и экзаменам.

    Чтобы просмотреть вопросы, нажмите на интересующую вас категорию:

    Вопросы по физике для старших классов

    Вопросы по физике колледжей и университетов

    Дополнительные сложные вопросы по физике

    Вопросы по физике для старших классов

    Проблема №1

    Более тяжелые предметы падают медленнее, чем более легкие?

    Посмотреть решение

    Проблема №2

    Почему предметы плавают в жидкостях более плотных, чем они сами?

    Посмотреть решение

    Задача № 3

    Частица движется по кругу, и ее положение задается в полярных координатах как x = Rcosθ и y = Rsinθ , где R — радиус круга, а θ в радианах.Из этих уравнений выведите уравнение центростремительного ускорения.

    Посмотреть решение

    Задача № 4

    Почему в свободном падении вы чувствуете себя невесомым, хотя на вас действует сила тяжести? (при ответе на этот вопрос игнорируйте сопротивление воздуха).

    Посмотреть решение

    Задача № 5

    В чем разница между центростремительным ускорением и центробежной силой?

    Посмотреть решение

    Задача № 6

    В чем разница между энергией и мощностью?

    Посмотреть решение

    Проблема № 7

    Две одинаковые машины сталкиваются лицом к лицу.Каждая машина едет со скоростью 100 км / ч. Сила удара для каждой машины такая же, как при ударе о твердую стену:

    (а) 100 км / ч

    (б) 200 км / ч

    (в) 150 км / ч

    (д) 50 км / ч

    Посмотреть решение

    Задача № 8

    Почему можно забить гвоздь в кусок дерева молотком, а гвоздь нельзя забить рукой?

    Посмотреть решение

    Задача № 9

    Лучник отступает 0.75 м на носовой части, имеющей жесткость 200 Н / м. Стрела весит 50 г. Какая скорость стрелы сразу после выпуска?

    Посмотреть решение

    Задача № 10

    Когда движущийся автомобиль наталкивается на кусок льда, включаются тормоза. Почему желательно, чтобы колеса катились по льду без блокировки?

    Посмотреть решение

    Решения для школьных вопросов по физике

    Решение проблемы №1

    №Если объект тяжелее, сила тяжести больше, но поскольку он имеет большую массу, ускорение такое же, поэтому он движется с той же скоростью (если мы пренебрегаем сопротивлением воздуха). Если мы посмотрим на второй закон Ньютона, F = ma . Сила тяжести составляет F = мг , где м, — масса объекта, а г, — ускорение свободного падения.

    Приравнивая, получаем mg = ma . Следовательно, a = g .

    Если бы не было сопротивления воздуха, перо падало бы с той же скоростью, что и яблоко.

    Решение проблемы 2

    Если бы объект был полностью погружен в жидкость более плотную, чем он, результирующая выталкивающая сила превысила бы вес объекта. Это связано с тем, что вес жидкости, вытесняемой объектом, больше, чем вес объекта (поскольку жидкость более плотная). В результате объект не может оставаться полностью погруженным в воду и плавает. Научное название этого явления — Принцип Архимеда .

    Решение проблемы №3

    Без ограничения общности, нам нужно только взглянуть на уравнение для положения x , поскольку мы знаем, что центростремительное ускорение указывает на центр круга.Таким образом, когда θ = 0, вторая производная x по времени должна быть центростремительным ускорением.

    Первая производная от x по времени t :

    dx / dt = — Rsinθ (d θ / d t )

    Вторая производная от x по времени t :

    d 2 x / dt 2 = — Rcosθ (d θ / d t ) 2 Rsinθ (d 2 θ / d10 t t 2 )

    В обоих приведенных выше уравнениях используется цепное правило исчисления, и по предположению θ является функцией времени.Следовательно, θ можно дифференцировать по времени.

    Теперь оцените вторую производную при θ = 0.

    У нас есть,

    d 2 x / dt 2 = — R (d θ / d t ) 2

    Термин d θ / d t обычно называют угловая скорость, которая представляет собой скорость изменения угла θ . Единицы измерения — радианы в секунду.

    Для удобства можно установить w ≡ d θ / d t .

    Следовательно,

    d 2 x / dt 2 = — R w 2

    Это хорошо известная форма уравнения центростремительного ускорения.

    Решение проблемы №4

    Причина, по которой вы чувствуете себя невесомым, заключается в том, что на вас не действует сила, поскольку вы ни с чем не контактируете. Гравитация одинаково воздействует на все частицы вашего тела. Это создает ощущение, что на вас не действуют никакие силы, и вы чувствуете себя невесомым.Было бы такое же ощущение, как если бы вы плыли в космосе.

    Решение проблемы 5

    Центростремительное ускорение — это ускорение, которое испытывает объект, когда он движется с определенной скоростью по дуге. Центростремительное ускорение указывает на центр дуги.

    Центробежная сила — это воображаемая сила, которую не удерживает объект, когда он движется по дуге. Эта сила действует противоположно направлению центростремительного ускорения. Например, если автомобиль делает резкий поворот направо, пассажиры будут стремиться соскользнуть на своих сиденьях в сторону от центра поворота влево (то есть, если они не пристегнуты ремнями безопасности).Пассажирам будет казаться, что они испытывают силу. Это определяется как центробежная сила.

    Решение проблемы №6

    Мощность — это скорость производства или потребления энергии. Например, если двигатель вырабатывает мощность 1000 Вт (где Вт — это Джоули в секунду), то через час общая энергия, произведенная двигателем, составит 1000 Джоулей / секунду × 3600 секунд = 3 600 000 Джоулей.

    Решение проблемы № 7

    Ответ: (а).

    Поскольку столкновение происходит лобовое и все автомобили идентичны и едут с одинаковой скоростью, сила удара, испытываемая каждым автомобилем, одинакова и противоположна.Это означает, что удар такой же, как при ударе о твердую стену на скорости 100 км / ч.

    Решение проблемы № 8

    Когда вы взмахиваете молотком, вы увеличиваете его кинетическую энергию, так что к тому времени, когда он ударяет по гвоздю, он передает большую силу, которая вбивает гвоздь в дерево.

    Молоток — это, по сути, резервуар энергии, в который вы добавляете энергию во время взмаха и который сразу же высвобождается при ударе. Это приводит к тому, что сила удара значительно превышает максимальную силу, которую вы можете приложить, просто нажав на гвоздь.

    Решение проблемы № 9

    Эту проблему можно решить энергетическим методом.

    Мы можем решить эту проблему, приравняв потенциальную энергию лука к кинетической энергии стрелы.

    Лук можно рассматривать как разновидность пружины. Потенциальная энергия пружины:

    (1/2) k x 2 , где k — жесткость, а x — величина растяжения или сжатия пружины.

    Следовательно, потенциальная энергия PE лука равна:

    PE = (1/2) (200) (0.75) 2 = 56,25 Дж

    Кинетическая энергия частицы равна:

    (1/2) м v 2 , где m — масса, а v — скорость.

    Стрелку можно рассматривать как частицу, поскольку она не вращается при высвобождении.

    Следовательно, кинетическая энергия KE стрелки равна:

    KE = (1/2) (0,05) v 2

    Если предположить, что энергия сохраняется, то

    PE = KE

    Решая для скорости стрелы v получаем

    v = 47.4 м / с

    Решение проблемы № 10

    Статическое трение больше кинетического.

    Статическое трение существует, если колеса продолжают катиться по льду без блокировки, что приводит к максимальной тормозной силе. Однако, если колеса блокируются, возникает кинетическое трение, поскольку между колесом и льдом происходит относительное скольжение. Это снижает тормозное усилие, и автомобилю требуется больше времени для остановки.

    Антиблокировочная тормозная система (ABS) на автомобиле предотвращает блокировку колес при включении тормозов, тем самым сводя к минимуму время, необходимое автомобилю для полной остановки.Кроме того, предотвращая блокировку колес, вы лучше контролируете автомобиль.

    Вопросы по физике колледжей и университетов (в основном на первом курсе)

    Проблемы плотности

    Энергетические проблемы

    Проблемы с силой

    Проблемы с трением

    Проблемы с наклонной плоскостью

    Проблемы кинематики

    Проблемы кинетической энергии

    Задачи механики

    Проблемы с моментумом

    Проблемы со шкивом

    Статические задачи

    Проблемы термодинамики

    Проблемы с крутящим моментом

    Дополнительные сложные вопросы по физике

    Приведенные ниже 20 вопросов по физике одновременно интересны и очень сложны.Вам, вероятно, потребуется некоторое время, чтобы поработать над ними. Эти вопросы выходят за рамки типичных задач, которые вы можете встретить в учебниках физики. В некоторых из этих вопросов физики используются разные концепции, поэтому (по большей части) не существует единой формулы или набора уравнений, которые можно было бы использовать для их решения. В этих вопросах используются концепции, преподаваемые в средней школе и колледже (в основном на первом курсе).

    Рекомендуется продолжать ответы на эти вопросы по физике, даже если вы застряли.Это не гонка, поэтому вы можете пройти их в своем собственном темпе. В результате вы будете вознаграждены более глубоким пониманием физики.

    Проблема №1

    Кривошипно-шатунный механизм показан ниже. Равномерное соединение BC длиной L соединяет маховик с радиусом r (вращающийся вокруг фиксированной точки A ) с поршнем на C , который скользит вперед и назад в полом валу. К маховику прикладывается переменный крутящий момент T , так что он вращается с постоянной угловой скоростью.Покажите, что за один полный оборот маховика энергия сохраняется для всей системы; состоящий из маховика, рычага и поршня (при условии отсутствия трения).

    Обратите внимание, что сила тяжести г действует вниз, как показано.

    Даже при том, что энергия сохраняется для системы, почему это хорошая идея сделать компоненты приводного механизма как можно более легкими (за исключением маховика)?

    Проблема №2

    В двигателе используются пружины сжатия для открытия и закрытия клапанов с помощью кулачков.Учитывая жесткость пружины 30 000 Н / м и массу пружины 0,08 кг, какова максимальная частота вращения двигателя, чтобы избежать «смещения клапанов»?

    Во время цикла двигателя пружина сжимается от 0,5 см (клапан полностью закрыт) до 1,5 см (клапан полностью открыт). Предположим, что распределительный вал вращается с той же скоростью, что и двигатель.

    Плавающие клапаны возникают, когда частота вращения двигателя достаточно высока, так что пружина начинает терять контакт с кулачком при закрытии клапана. Другими словами, пружина не растягивается достаточно быстро, чтобы поддерживать контакт с кулачком, когда клапан закрывается.

    Для простоты вы можете предположить, что закон Гука применим к пружине, где сила, действующая на пружину, пропорциональна ее степени сжатия (независимо от динамических эффектов).

    Вы можете игнорировать гравитацию в расчетах.

    Задача № 3

    Объект движется по прямой. Его ускорение определяется выражением

    , где C — константа, n — действительное число и t — время.

    Найдите общие уравнения для положения и скорости объекта как функции времени.

    Задача № 4

    В стрельбе из лука, когда стрела выпущена, она может колебаться во время полета. Если мы знаем местоположение центра масс стрелки ( G ) и форму стрелки в момент ее колебания (показано ниже), мы можем определить местоположение узлов. Узлы — это «неподвижные» точки на стрелке, когда она колеблется.

    Используя геометрический аргумент (без уравнений), определите расположение узлов.

    Предположим, что стрелка колеблется в горизонтальной плоскости, так что никакие внешние силы не действуют на стрелку в плоскости колебаний.

    Задача № 5

    Колесо гироскопа вращается с постоянной угловой скоростью w s при прецессии вокруг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью w p . Расстояние от оси до центра передней грани вращающегося колеса гироскопа составляет L , а радиус колеса составляет r .Шток, соединяющий ось с колесом, составляет постоянный угол θ с вертикалью.

    Определите компоненты ускорения, перпендикулярные колесу, в точках A, B, C, D, помеченных, как показано.

    Задача № 6

    Когда автомобиль делает поворот, два передних колеса образуют две дуги, как показано на рисунке ниже. Колесо, обращенное внутрь поворота, имеет угол поворота больше, чем у внешнего колеса. Это необходимо для того, чтобы оба передних колеса плавно образовывали две дуги с одинаковым центром, иначе передние колеса будут скользить по земле во время поворота.

    Во время поворота задние колеса обязательно образуют те же дуги, что и передние? Исходя из вашего ответа, каковы последствия поворота у обочины?

    Проблема № 7

    Горизонтальный поворотный стол на промышленном предприятии непрерывно загружает детали в паз (показан слева). Затем он сбрасывает эти детали в корзину (показано справа). Поворотный стол поворачивается на 180 ° между этими двумя ступенями. Поворотный стол ненадолго останавливается на каждой 1/8 оборота, чтобы вставить новую деталь в прорезь слева.

    Если скорость вращения поворотной платформы составляет Вт радиан / секунду, а внешний радиус поворотной платформы составляет R 2 , то каким должен быть внутренний радиус R 1 , чтобы детали выпали слота и в корзину, как показано?

    Предположим:

    • Угловая скорость w поворотного стола может рассматриваться как постоянная и непрерывная; Это означает, что вы можете игнорировать короткие остановки, которые поворотный стол делает на каждой 1/8 оборота.

    • Расположение корзины — 180 ° от места подачи.

    • Пазы очень хорошо смазаны, поэтому между пазом и деталью нет трения.

    • Детали можно рассматривать как частицы, что означает, что вы можете игнорировать их размеры в расчетах.

    • Прорези выровнены по радиальному направлению поворотного стола.

    Задача № 8

    Маховик однопоршневого двигателя вращается со средней скоростью 1500 об / мин.За полоборота маховик должен поглотить 1000 Дж энергии. Если максимально допустимое колебание скорости составляет ± 60 об / мин, какова минимальная инерция вращения маховика? Предположим, что трение отсутствует.

    Задача № 9

    Процесс экструзии алюминия численно моделируется на компьютере. В этом процессе пуансон проталкивает алюминиевую заготовку диаметром D через матрицу меньшего диаметра d . Какова максимальная скорость пуансона V p в компьютерном моделировании, чтобы результирующая динамическая сила (предсказанная моделированием), действующая на алюминий во время экструзии, составляла не более 5% силы, вызванной деформацией алюминия? Оцените конкретный случай, когда D = 0.10 м, d = 0,02 м, а плотность алюминия ρ = 2700 кг / м 3 .

    Сила, вызванная деформацией алюминия во время экструзии, определяется выражением

    Подсказка:

    Экструзия алюминия через фильеру аналогична протеканию жидкости по трубе, которая переходит от большего диаметра к меньшему (например, вода течет через пожарный шланг). Чистая динамическая сила, действующая на жидкость, — это чистая сила, необходимая для ускорения жидкости, которая возникает, когда скорость жидкости увеличивается, когда она течет от секции большего диаметра к секции меньшего диаметра (из-за сохранения массы).

    Задача № 10

    Ребенок на горизонтальной карусели дает мячу начальную скорость V отн. . Найдите начальное направление и скорость V rel мяча относительно карусели так, чтобы относительно ребенка мяч вращался по идеальному кругу, когда он сидит на карусели. Предположим, что между каруселью и мячом нет трения.

    Карусель вращается с постоянной угловой скоростью ± радиан / сек, и мяч выпущен под радиусом 90 от центра карусели.

    Задача № 11

    Тяжелый корпус насоса массой м поднимается с земли с помощью крана. Для простоты движение предполагается двумерным, а корпус насоса представлен прямоугольником с размерами сторон ab (см. Рисунок). Трос длиной L 1 прикреплен к крану (в точке P ) и корпусу насоса (в точке O ). Кран поднимает трос вертикально вверх с постоянной скоростью V p .

    Предполагается, что центр масс G корпуса насоса находится в центре прямоугольника. Находится на расстоянии L 2 от точки O . Правая сторона корпуса насоса расположена на расстоянии c по горизонтали от вертикальной линии, проходящей через точку P .

    Найдите максимальное натяжение троса во время подъема, которое включает часть подъема до того, как корпус насоса потеряет контакт с землей и после того, как корпус насоса потеряет контакт с землей (отрыв).На этом этапе корпус насоса раскачивается вперед и назад.

    Оцените конкретный случай, когда:

    a = 0,4 м

    b = 0,6 м

    c = 0,2 м

    длина 1 = 3 м

    м = 200 кг

    I G = 9 кг-м 2 (инерция вращения корпуса насоса около G )

    Предположим:

    • Трение между корпусом насоса и землей достаточно велико, чтобы корпус насоса не скользил по земле (вправо) до того, как произойдет отрыв.

    • До отрыва динамические эффекты незначительны.

    • Скорость V p достаточно высокая, чтобы нижняя часть корпуса насоса отрывалась от земли после отрыва.

    • Чтобы приблизить натяжение кабеля, вы можете смоделировать систему как обычный маятник во время раскачивания (вы можете игнорировать эффекты двойного маятника).

    • Масса кабеля не учитывается.

    Проблема № 12

    Расположение рычагов показано ниже.Штифтовые соединения O 1 и O 2 прикреплены к неподвижному основанию и разделены расстоянием b . Тяги одинакового цвета имеют одинаковую длину. Все рычаги шарнирные и допускают вращение. Определите путь, пройденный конечной точкой P , когда синяя тяга длиной b вращается вперед и назад.

    Чем интересен этот результат?

    Проблема № 13

    Агрегат, несущий конвейерную ленту, показан на рисунке ниже.Двигатель вращает верхний ролик с постоянной скоростью, а остальные ролики могут вращаться свободно. Ремень наклонен под углом θ . Для удержания ремня в натянутом состоянии к ремню подвешивается груз массой м , как показано.

    Найдите точку максимального натяжения ремня. Вам не нужно рассчитывать это, просто найдите место и объясните причину.

    Проблема № 14

    Проверка качества показала, что рабочее колесо насоса слишком тяжелое с одной стороны на величину, равную 0.0045 кг-м. Чтобы исправить этот дисбаланс, рекомендуется вырезать канавку по внешней окружности рабочего колеса с помощью фрезерного станка на той же стороне, что и дисбаланс. Это позволит удалить материал с целью исправления дисбаланса. Размер канавки составляет 1 см в ширину и 1 см в глубину. Канавка будет симметричной относительно тяжелого места. На каком расстоянии от внешней окружности рабочего колеса должна быть канавка? Задайте ответ в виде θ . Совет: относитесь к канавке как к тонкому кольцу материала.

    Внешний радиус рабочего колеса в месте канавки составляет 15 см.

    Материал рабочего колеса — сталь, плотностью ρ = 7900 кг / м 3 .

    Задача № 15

    В рамках проверки качества осесимметричный контейнер помещается на очень хорошо смазанную неподвижную оправку, как показано ниже. Затем контейнеру придают начальное чистое вращение w без начального поступательного движения. Что вы ожидаете увидеть, если центр масс контейнера смещен относительно геометрического центра O контейнера?

    Задача № 16

    Поток падающего материала ударяется о пластину ударного весов, и датчик горизонтальной силы позволяет рассчитать массовый расход на его основе.Если скорость материала непосредственно перед столкновением с пластиной равна скорости материала сразу после его столкновения с пластиной, определите уравнение для массового расхода материала на основе считывания горизонтальной силы на датчике. Не обращайте внимания на трение о пластину.

    Подсказка: это можно рассматривать как проблему с потоком жидкости.

    Проблема № 17

    SunCatcher — это двигатель Стирлинга, работающий от солнечной энергии. В нем используются большие параболические зеркала, которые фокусируют солнечный свет на центральный приемник, который питает двигатель Стирлинга.В параболическом зеркале можно увидеть отражение пейзажа. Почему отражение перевернуто?

    Источник: http://www.stirlingenergy.com

    Проблема № 18

    Холодным и сухим зимним днем ​​ваши очки запотевают, когда вы выходите в закрытое помещение после того, как какое-то время находились на улице. Это почему?

    И если вы выйдете на улицу с запотевшими очками, они быстро очистятся. Это почему?

    Проблема №19

    Во время учений космонавтов самолет на большой высоте движется по дуге окружности, чтобы имитировать невесомость для своих пассажиров.Объясните, как это возможно.

    Проблема №20

    Веревка наматывается на шест радиусом R = 3 см. Если натяжение на одном конце веревки составляет T = 1000 Н, а коэффициент статического трения между веревкой и шестом составляет μ = 0,2, то какое минимальное количество раз веревку необходимо обернуть вокруг шеста. чтобы не соскользнула?

    Предположим, что минимальное количество раз, которое веревка должна быть намотана вокруг шеста, соответствует натяжению 1 Н на другом конце веревки.

    Я создал решения для 20 вопросов физики, приведенных выше. Решения представлены в электронной книге в формате PDF. Они доступны по этой ссылке.

    Вернуться на домашнюю страницу Real World Physics Problems

    пожаловаться на это объявление

    Калькулятор SUVAT

    «Но сэр, — мы слышим, как вы спрашиваете, — ». Зачем мне нужно изучать все эти формулы SUVAT, если я могу просто выйти в Интернет и использовать калькулятор SUVAT? ». Затем ваш учитель, очевидно, отвечает: «Может ли этот калькулятор уравнений SUVAT научить вас , что означает SUVAT? Знает ли он все формулы SUVAT и может ли он использовать их для вычисления двух неизвестных в любой ситуации? Предоставляет ли он вам несколько вопросов по SUVAT , чтобы проверить, действительно ли вы знаете свои вещи? Можете ли вы взять их на экзамен? » Что ж, вы можете сказать своему учителю, что этот калькулятор может делать все эти вещи! (Omni Calculator не рекомендует пытаться использовать этот калькулятор на экзамене, независимо от того, насколько мало вы его редактировали.)

    Что касается экзаменов, если вы являетесь учеником GCSE или A-level и хотите знать, как вы справились с прошлой работой, мы рекомендуем вам проверить наш калькулятор оценок за тест, а если вам нужно знать, сколько оценок вам нужно на выпускном экзамене, чтобы получить желаемую оценку, воспользуйтесь нашим калькулятором итоговой оценки.

    Для преобразования между единицами измерения используйте встроенные конвертеры единиц рядом со входом или используйте наш конвертер длины, конвертер скорости или конвертер времени.

    Это простой калькулятор кинематики, полный инструмент можно найти в калькуляторе движения снаряда.

    Формулы СУВАТ — скорости

    Существует пять формул SUVAT (или формул SUVAT, если вам нравится). Эти пять формул описывают все, что нужно знать о движущейся системе , если она имеет равномерное ускорение , то есть. Они обычно используются в физике, так как описывают широкий спектр систем. Если вам известна начальная скорость объекта u , конечная скорость v и время t , необходимое для достижения скорости v от скорости до , вы можете найти пять SUVAT уравнения…

    Выше мы, , построили график зависимости скорости от времени , используя u , v и t , которые мы обсуждали выше. Это означает, что ускорение a — это градиент прямой, которую мы нарисовали. Итак:

    a = Δ скорость / Δ время .

    Поскольку мы знаем как начальную, так и конечную скорость, Δvelocity = v - u , и, если мы предположим, что мы начали строить график в момент времени = 0, Δtime = t . Таким образом, вы получаете

    a = v - u / t ,

    , который можно переставить на

    v = u + при .

    Если вас интересует SUVAT, мы предполагаем, что вы сможете сделать эту перестановку самостоятельно.

    Формулы СУВАТ — водоизмещение

    В этом калькуляторе SUVAT мы еще не упомянули рабочий объем двигателя с . Смещение — это расстояние, которое объект преодолевает за время t относительно его исходного положения. Этот последний бит важен, поскольку смещение — это не то же самое, что расстояние; , если он попадает в точку начала, то его смещение равно нулю .На графике скорость-время, который мы построили выше, с — это область под графиком. Поскольку у нас есть линейный график, площадь под ним определяется умножением средней скорости (u + v) / 2 на затраченное время t . Записывая это и упрощая, получаем:

    s = 1 / 2 (u + v) * t

    Иногда бывает полезно иметь больше уравнений для работы; никогда не знаешь, какие переменные у тебя будут .Вы можете получить следующее уравнение, подставив v = u + на . Результат:

    s = 1 / 2 (u + u + at) * t ,

    , что упрощается до s = 1 / 2 (2ut + at 2 ) , что, в свою очередь, также может быть записано как:

    s = ut + 1 / 2 at 2 .

    Это было не так уж сложно, просто немного алгебры, ты, должно быть, почувствуешь себя снова тринадцатилетним.Чтобы получить другую форму, выполните те же шаги, что и предыдущий, но используйте u = v - вместо :

    s = vt - 1 / 2 at 2 .

    В качестве своего рода вопроса о SUVAT, мы оставим этот вопрос на ваше усмотрение — мы знаем, что для вас это не будет проблемой :

    Формулы SUVAT — пропуск времени

    Последняя формула SUVAT требует немного более сложной перестройки, так что, возможно, вы почувствуете себя четырнадцатилетним, делая это.Если сделать t объектом первого выведенного нами уравнения , мы получим:

    t = (v - u) / а ,

    , которое, если мы подставим во второе выведенное нами уравнение , мы получим:

    s = 1 / 2 (u + v) ((v - u) / a) .

    Умножая обе стороны на 2a , получаем:

    2as = (u + v) (v - u) ,

    , который теперь требует самого сложного для освоения навыка — квадратичного расширения! Итак, после большого количества крови, пота и слез у вас должно получиться:

    2as = v 2 - u 2 .

    Перестановка для v 2 тогда дает вам:

    v 2 = u 2 + 2as .

    Ух ты, действительно мастер математики!

    Итак, это все формулы SUVAT . Если вы нашли этот текст ужасно скучным и непонятным (что не исключено), мы рекомендуем вам это видео на Youtube по этой теме.

    Что означает SUVAT?

    Вы, вероятно, уже догадались об этом, читая этот калькулятор SUVAT до сих пор (если вы не можете догадаться, вы, возможно, просто пропустили всю эту бессвязную болтовню выше). SUVAT — это аббревиатура пяти переменных , которые описывают систему в движении с постоянным ускорением: смещение с , начальная скорость u , конечная скорость v , ускорение a и время t .

    Порядок этих букв совершенно произвольный, так что вы можете не спать по ночам , задаваясь вопросом, почему он не называется TUAVS, SAVUT или USAVT (хотя мы думаем, что, вероятно, лучше всего, чтобы начальная и конечная скорости оставались рядом друг с другом, поэтому может лучше квадроциклы или STAUV).

    Несколько простых вопросов по SUVAT

    «Хорошо, хорошо, хорошо», теперь говорит ваш учитель. «Итак, вы могли найти калькулятор, который дает вам уравнение SUVAT, и да, он мог бы объяснить, что означает SUVAT, но этот не означает этого. может помочь вам решить любые вопросы! «Что ж, мы можем понять, что он может быть раздражен прямо сейчас — вы задерживали класс в течение десяти минут , пока вы загружаете эту страницу и показываете классу все ее удивительные возможности .Но что его, вероятно, раздражает больше всего, так это то, что вы закончили изучать SUVAT много лет назад и теперь перешли к трению и нормальной силе (и что это тоже класс статистики). Но не волнуйтесь, мы подготовили несколько типовых вопросов , чтобы помочь вам максимально эффективно использовать этот калькулятор SUVAT.

    1. Вы видите, как ваш учитель злится на вас. Вы решаете, что пора бежать. Из остальных вам потребуется 4 секунды , чтобы добраться до двери, которая находится на расстоянии 7 м от .Как быстро вы идете, когда доберетесь до двери?
    2. Вы, , останавливаетесь, когда открываете дверь и проходите через нее. Вы сейчас в коридоре. 50 м дверь, ведущая на улицу. Там ты будешь в безопасности. Вы начинаете бег с с постоянным ускорением 0,75 м / с 2 . Какая у вас скорость , когда вы подходите к двери?
    3. Через две секунды после того, как вы двинулись по коридору, учитель врывается в дверь, кипитя.Он снова запускает из состояния покоя , и, движимый не более чем чистой ненавистью, когда вы показываете его перед всем классом, начинает ускоряться со скоростью 2 м / с 2 . Он свяжется с вами , прежде чем вы сможете заявить о своей свободе?
    4. А что насчет , если дверь класса была открыта , когда вы подошли к нему, что позволяет вам сохранить скорость ? Если бы вы начали ускорение со скоростью 0,75 м / с 2 с этой скорости по коридору, а учитель все равно остановился бы у двери (чтобы посмотреть, куда вы пошли), вы были бы свободны?

    Ответов:

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.