1-й семестр

МЕХАНИКА

2. Динамика

Урок 2/22

Тема. Механическое взаимодействие тел. Сила

Цель урока: ознакомить учащихся с видами взаимодействий в механике; дать представление о содержании понятия силы

Тип урока: изучение нового материала

План урока

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Виды взаимодействий в механике

Чтобы какое-нибудь тело приобрело ускорение, необходимо, чтобы на него действовало другое тело. Так, тела, падающие на Землю, движутся с ускорением, благодаря взаимодействию с Землей. Если до стального шарика, которая лежит на столе, поднести сильный магнит, то шарик начнет двигаться вследствие действия магнита.

Ø Воздействие тел или частиц друг на друга называют взаимодействием.

Взаимодействие тел - одно из фундаментальных понятий в физике. Именно взаимодействия является причиной любых изменений, происходящих с телами вокруг нас. Все взаимодействия в современной физике можно разделить на четыре вида: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое.

Гравитационные взаимодействия (притяжения): притяжение тел к Земле, существование Солнечной системы, звездных систем (галактик) обусловлены действием сил тяжести.

Электромагнитные взаимодействия: обусловленные связями в атомах, молекулах и обычных макротілах.

Сильные (ядерные) взаимодействия: наличие в ядрах одинаково заряженных протонов и нейтральных частиц свидетельствует о том, что должны существовать взаимодействия, гораздо интенсивнее за электромагнитные, иначе ядро не могло бы образоваться. Эти взаимодействия проявляются только в пределах ядра.

Слабые взаимодействия: под влиянием «внутренних причин» нестабильные свободные частицы за тот или иной характерный время превращаются в другие частицы (распадаются). Существуют медленные распады с характерным временем 10-10-10-6 с; они происходят за счет так называемого слабого взаимодействия.

Процессы, обусловленные сильным и слабым взаимодействиями, подчиняются законам квантовой механики. Эти взаимодействия проявляются в микромире, и, изучая курс механики, мы их рассматривать не будем.

Все механические явления можно объяснить с помощью только трех видов сил: силы всемирного тяготения, силы упругости, силы трения.

2. Что такое сила?

Действия тел друг на друга описывают с помощью сил. Силы, характеризующие взаимодействия, приводящие к изменению или скорости тела или его формы и размеров. Кроме того, результат действия одного тела на другое зависит также от направления этого действия.

Ø Сила - это векторная величина, являющаяся мерой воздействия на тело других тел, в результате которой тело получает ускорение или изменяет форму и размеры.

В системе СИ сила измеряется в ньютонах (1 Н).

Ø 1 Н - это сила, которая телу массой 1 кг придает ускорение 1 м/с2.

Каждая сила характеризуется числовым значением (модулем), направлением и точкой приложения.

Во время черчения силы, как и другие векторные величины обозначают стрелками. Начало стрелки совпадает с точкой приложения силы, направление стрелки указывает направление силы, а длина стрелки пропорциональна модулю силы.

3. Сложение сил. Равнодействующая

На тело очень редко действует только одна сила, чаще всего - две или три. Если на тело действует несколько сил, то результат их действия будет таким, каким был бы при условии действия на него силы, которую называют рівнодійною.

Ø Равнодействующая сила - это сила, действие которой заменяет действие нескольких сил, одновременно действующих на тело.

Пусть силы С Н и 4 Н, направленные под углом 90° друг к другу, действуют на тело (рис. а). Действие этих сил можно заменить действием силы 5 Н (рис. б). В этом случае сила 5 Н - равнодействующая сил 3 Н и 4 Н (рис. в).

Равнодействующая сила, с которой сразу несколько тел действуют на определенное тело, равна геометрической сумме сил, с которыми каждое тело действует на это тело:

где n - число сил, которые действуют.

Это утверждение называют принципом независимости действия сил, или принципом суперпозиции сил».

Если силы направлены под углом друг к другу, то их рівнодійну вычисляют, используя сложение векторов по правилу параллелограмма».

Вопрос к ученикам во время изложения нового материала

1. Что является мерой взаимодействия тел?

2. Приведите примеры действия сил в механике.

3. От чего зависит действие силы на тело?

4. Как вычислить рівнодійну нескольких сил?

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

1). Тренируемся решать задачи

1. На тело действуют две силы во взаимно перпендикулярных направлениях. Чему равен модуль равнодействующей силы, если модули сил равны 5 и 12 Н?

2. Модуль рівнодійних сил, действующих во взаимно перпендикулярных направлениях, равна 50 Н. Модуль одной из сил равна 25 Н. Чему равен модуль второй силы?

3. Вычислите модуль равнодействующей двух сил, образующих между собой угол 60°, если каждая сила равна 600 Н.

2). Контрольные вопросы

1. Как характеризуется каждая сила?

2. Что необходимо знать, чтобы вычислить силу?

3. Как вычислить рівнодійну более чем двух сил?

4. Может ли равнодействующая двух сил 4 Н и 5 Н, действующих на тело вдоль одной прямой, равна 2 Н? 3 Н? 8 Н? 10 Н?

Что мы узнали на уроке

• Воздействие тел или частиц друг на друга называют взаимодействием.

• Сила - это векторная величина, являющаяся мерой воздействия на тело других тел, в результате которой тело получает ускорение или изменяет форму и размеры.

• 1 Н - это сила, которая телу массой 1 кг придает ускорение 1 м/с2.

• Равнодействующая сила - это сила, действие которой заменяет действие нескольких сил, одновременно действующих на тело.

Домашнее задание

1. П.: § 17.

2. 36.:

г1) - 6.8; 6.9; 6.28; 6.30;

р2) -6.58; 6.59; 6.60;

г3) -6.68; 6.69; 6.70.