Pasojat nga ligjet e Njutonit. Këto fakte eksperimentale mund të shërbejnë si konfirmim i ligjit të dytë të Njutonit dhe justifikim për një metodë tjetër të matjes së forcës, së bashku me peshimin

Në pushim? Përshkruani forca grafikisht. b) Përcaktoni forcë, nën ndikimin e të cilave trupi masë ligjiNjuton"; Faridonov Rustam - "E dyta ligjiNjuton" ligjiNjuton". Faza praktike...

Përvoja e karrocave

Ne rrotullojmë një karrocë mbi rrota nga një aeroplan i pjerrët në dysheme, ku derdhet një kodër me rërë. Pasi ta keni arritur, karroca do të ngecë në rërë dhe do të ndalet. Le të nivelojmë rërën dhe ta lëmë karrocën të rrëshqasë përsëri nga kodra. Tani shpejtësia e karrocës do të ulet shumë më ngadalë. Nëse hiqni rërën, ulja e shpejtësisë së karrocës mezi do të jetë fare e dukshme.

1.V=0, arsyeja është rëra e vendosur në aeroplan.

2.V zvogëlohet më ngadalë, sepse ndikon në forcën e fërkimit.

3. Lëvizja e karrocës me inerci, V mbetet afërsisht i pandryshuar.

Nëse rezultanta e të gjitha forcave të aplikuara në një pikë materiale (trup) është e barabartë me zero, atëherë shpejtësia e pikës (trupit) nuk ndryshon as në madhësi, as në drejtim.

Deklarata e ligjit: Një pikë materiale (trup) e izoluar nga ndikimi i forcave të jashtme ruan një gjendje pushimi ose lëvizje drejtvizore uniforme derisa forcat e aplikuara ta detyrojnë atë (atë) të ndryshojë këtë gjendje.

Me fjalë të tjera, trupi qëndron në qetësi ose lëviz në mënyrë të njëtrajtshme në një vijë të drejtë, pasi rezultanti i të gjitha forcave që veprojnë mbi të është i barabartë me zero. Ndërsa kjo është ruajtur, shpejtësia e trupit është ose zero (në qetësi) ose konstante (në lëvizje drejtvizore uniforme).

Inercia- ky është një fenomen në të cilin një trup ruan shpejtësinë e tij në mungesë të veprimit të trupave të tjerë mbi të. Lëvizja e një trupi të lirë quhet lëvizje me inerci, kurse ruajtja e shpejtësisë së tij quhet fenomeni i inercisë.

Ligji i parë i Njutonit është i vlefshëm për kornizat inerciale të referencës. Sisteme të tilla referimi mund të merren si: sistemi heliocentrik, lëvizja e një treni, lëvizja e një karroce. Një sistem referimi jo-inercial konsiderohet gjithashtu si një sistem referimi që lëviz me nxitim në krahasim me një sistem referimi joinercial. Kornizat e referencës që lëvizin me nxitim në lidhje me Tokën ose trupat e tjerë quhen inerciale.

Konfirmimi eksperimental i ligjit të parë të Njutonit.

Një monedhë e shtrirë në pleksiglas që mbulon qafën e shishes, kur ka një klikim të mprehtë mbi pleksiglas në një plan horizontal, bie në shishe.

Kur automjeti frenon fort, pasagjerët që nuk kanë vendosur rripat e sigurimit vazhdojnë të ecin përpara nga inercia, gjë që mund të çojë në lëndime.

konkluzioni: Kështu, nga ligji i parë i Njutonit rrjedh se një trup mund të lëvizë si në prani dhe në mungesë të ndikimit të jashtëm.

Inercia është fenomeni i mbajtjes konstante të shpejtësisë së trupave. Një trup që nuk i nënshtrohet ndikimeve të jashtme (i quajtur i lirë) është në qetësi ose lëviz në mënyrë të njëtrajtshme dhe në vijë të drejtë.

Ekzistojnë sisteme të tilla referimi në lidhje me të cilat një trup që lëviz në mënyrë përkthimore ruan shpejtësinë e tij konstante nëse trupat e tjerë nuk veprojnë mbi të ose veprimet e trupave kompensohen.

Sistemet e referencës inerciale - një sistem referimi me origjinën në qendër të Tokës, një sistem referimi i lidhur me qendrën e Diellit.Çdo sistem që lëviz në lidhje me referencat inerciale është inercial.

Sistemet që lëvizin me nxitim janë joinercialë dhe ligjet e Njutonit nuk janë të kënaqura në to.

Meqenëse matja është gjithmonë një krahasim me një standard (me një njësi matëse), ligji i dytë i Njutonit gjithashtu paracakton zgjedhjen e njësisë së forcës. Meqenëse njësitë e gjatësisë, masës dhe kohës janë vendosur tashmë, ky ekuacion na detyron të marrim si njësi të forcës një forcë që i jep një nxitim të barabartë me një njësisë së masës. Njësia e forcës SI është Njutoni (N). Njutoni është një forcë që i jep një nxitim prej 1 m/s 2 në një masë prej një kilogrami.

Nga natyra e tyre dallohen forcat e ndërveprimit elastik, forcat e fërkimit, forcat gravitacionale dhe elektromagnetike.

Më sipër ishte një shembull i forcave elastike. Forcat e fërkimit varen nga shpejtësia e lëvizjes relative të sipërfaqeve kontaktuese dhe gjendja e sipërfaqes. Forcat gravitacionale dhe elektromagnetike shkaktohen nga prania fusha ose ndërveprim në terren dhe të veprojë në distancë. Prandaj, detyra e matjes së forcave ndahet në dy detyra të veçanta: 1) matja e fushave që lindin në një rast të veçantë dhe 2) matja e forcave që veprojnë në një trup të caktuar nga një fushë e caktuar.

Për të matur forcat, së pari, duhet të vendoset një standard i forcës, dhe së dyti, një metodë për krahasimin e forcave të tjera me këtë standard.

Le të marrim disa susta të përcaktuara mirë (për shembull, prej teli çeliku në formën e një spirale cilindrike), të shtrirë në një gjatësi të njohur. Ne do ta konsiderojmë standardin e forcës si forcën me të cilën kjo susta, në një tension të caktuar, vepron mbi një trup të ngjitur në cilindo nga skajet e tij. Krahasimi i forcave të tjera me një standard është matje.

Duke pasur një mënyrë për të matur forcat, është e mundur të përcaktohet se në cilat kushte lindin forcat dhe të gjenden madhësitë e tyre në çdo rast specifik. Për shembull, duke studiuar forcat elastike, mund të vërtetohet se një susta cilindrike e shtrirë krijon një forcë që, nëse susta nuk shtrihet shumë e madhe, është në përpjesëtim me masën e shtrirjes (ligji i Hukut). Një pajisje e tillë për matjen e forcave quhet dinamometër (në përputhje me dimensionin e forcës në sistemin CGS - dyne). Ky ligj thjeshton kalibrimin e dinamometrit, pasi mjafton të shënohet vetëm tensioni që korrespondon me forcën më të madhe (brenda kufijve të mësipërm) dhe të ndahet e gjithë shkalla e dinamometrit në pjesë të barabarta. Në të njëjtën mënyrë, për çdo lloj tjetër deformimi, është e mundur të përcaktohet varësia e madhësisë së forcës elastike që rezulton nga natyra dhe madhësia e deformimit.

Forcat e fërkimit mund të maten në mënyrë të ngjashme. Nëse lidhni një dinamometër në një trup në lëvizje dhe vendosni tensionin e dinamometrit në të cilin trupi do të lëvizë drejtvizor dhe uniform, atëherë forca e fërkimit do të jetë e barabartë në madhësi dhe e kundërt në drejtim me forcën që vepron nga dinamometri (natyrisht, me kusht që asnjë forcë tjetër në trup të mos funksionojë).

Për shembull, metoda e njohur e peshimit të trupave në peshore pranverore bën të mundur matjen e tërheqjes së këtyre trupave nga Toka (megjithëse vetëm përafërsisht, pasi Toka në të cilën mbështetet trupi gjatë peshimit lëviz në krahasim me "fiksin" e zgjedhur. sistemi i koordinatave dhe kjo deformon disi rezultatet e matjes).

Pas kontrollit Ligji i dytë i Njutonit eksperimentalisht, në bazë të këtij ligji, për një trup të caktuar, duke përdorur forcat e njohura, mund të gjejmë nxitimin e trupit, ose anasjelltas, duke përdorur nxitimet e njohura, të gjejmë shumën e forcave që veprojnë mbi të, nëse të paktën një herë. për këtë trup ne përcaktojmë njëkohësisht si forcën vepruese ashtu edhe nxitimin e forcës së komunikuar.

Meqenëse i njëjti ligj i dytë i Njutonit përdoret për të vendosur një metodë për matjen e masës trupore (sasia e masës përcaktohet nga matja e njëkohshme e forcës dhe nxitimit), ligji i dytë i Njutonit përmban, nga njëra anë, pohimin se nxitimi është proporcional me forca, dhe nga ana tjetër, përcaktimi i masës trupore si raport i forcës që vepron në trup me nxitimin e dhënë nga kjo forcë.

Këtu duhet theksuar se Njutoni formuloi ligjin për forcat elastike, forcat gravitacionale, por nuk dinte pothuajse asgjë për natyrën e forcave më komplekse, për shembull, për forcat midis atomeve. Megjithatë, ai zbuloi një rregull, një pronë të përbashkët të të gjitha forcave, që përbën ligjin e tij të tretë:

"Forca e veprimit është e barabartë me forcën e reagimit".

Tani, bazuar në përvojën e akumuluar të njohurive, ne mund të vërejmë atë që Njutoni nuk e vuri re, ne mund ta përgjithësojmë formulimin e tij duke marrë parasysh të gjitha llojet e ndërveprimeve të njohura për shkencën sot. Sipas ligjit të tretë të Njutonit, çdo dy trupa, le të themi dy grimca, do të jenë " shtytje» njëri-tjetrin në drejtime të kundërta me forcë të barabartë. Njutoni nënkuptonte vetëm ndërveprimet e njohura në atë kohë: forcat e gravitetit dhe elasticitetit. Megjithatë, tani mund të pretendojmë se ligji është i vlefshëm edhe për llojet e tjera të ndërveprimeve të krijuara nga shkenca deri më sot.

Çfarë tjetër është interesante për ligjin e tretë të Njutonit? Lërini grimcat ndërvepruese të kenë masa të ndryshme. Çfarë rrjedh nga kjo? Sipas ligjit të dytë, forca është e barabartë me shkallën e ndryshimit të momentit me kohën, kështu që shkalla e ndryshimit të momentit të grimcës 1, në përputhje me Ligjin e Tretë, do të jetë e barabartë me shpejtësinë e ndryshimit të momentit të grimcës dy. , d.m.th.

d fq 1 /dt = - d fq 2/dt.

Kjo është, ndryshim i plotë vrulli i grimcës 1 është i barabartë dhe i kundërt ndryshim i plotë vrulli i grimcave 2. Domethënë, shpejtësia e ndryshimit të shumës së momentit total të të dy grimcave është zero.

d(fq 1 + fq 2)/dt = 0.

Sidoqoftë, është e nevojshme të kujtojmë se në problemin tonë për një sistem të përbërë nga dy trupa ndërveprues, ne supozuam mungesën e ndonjë force tjetër, me përjashtim të atyre të brendshme. Kështu, kemi marrë se në prani të vetëm forcave të brendshme në një sistem trupash ndërveprues, momenti i përgjithshëm i sistemit të grimcave ndërvepruese mbetet i pandryshuar. Kjo deklaratë shprehet ligji i ruajtjes së momentit. Nga kjo rezulton se nëse matim ose numërojmë një sasi m 1v 1+m2v 2 + m 3v 3 +… , pra shuma e impulseve të të gjitha grimcave, atëherë për çdo forcë që vepron ndërmjet tyre, sado komplekse të jenë ato, duhet të marrim të njëjtin rezultat, si para ashtu edhe pas veprimit të forcave, pasi impulsi total mbetet konstante.

Kështu, ligji i ruajtjes së momentit total në mungesë të forcave të jashtme mund të shkruhet në formë

m 1v 1+m2v 2 + m 3v 3 +…=konst.

Meqenëse për çdo grimcë ligji i dytë i Njutonit ka formën

f =d(m v)/dt,

atëherë për çdo komponent të forcës totale, në çdo drejtim të caktuar, për shembull X,

f x= d(mv x)/dt.

Mund të shkruhen saktësisht të njëjtat formula y, z komponent.

Megjithatë, nëse ka forca të jashtme, forca të jashtme të një sistemi të izoluar grimcash, atëherë shuma e të gjitha këtyre forcave të jashtme do të jetë e barabartë me shkallën e ndryshimit të momentit total të të gjitha grimcave në sistem.

Fërkimi

Pra, për të kuptuar me të vërtetë ligjet e Njutonit, ne duhet të diskutojmë vetitë e forcave; Qëllimi i këtij kapitulli është të fillojë këtë diskutim dhe të sigurojë një lloj plotësimi të ligjeve të Njutonit. Tashmë jemi njohur me vetitë e nxitimit dhe koncepte të tjera të ngjashme, por tani duhet të merremi me vetitë e forcave. Për shkak të kompleksitetit të tyre, në këtë kapitull (ndryshe nga ato të mëparshmet) nuk do të ndjekim formulime të sakta. Për të filluar me një forcë specifike, merrni parasysh rezistencën që ajri i ofron një aeroplani fluturues. Cili është ligji i kësaj force? (Ne jemi të detyruar ta gjejmë; në fund të fundit, ka një ligj për çdo forcë!) Nuk ka gjasa që të jetë e thjeshtë. Vlen të imagjinohet frenimi ajror i një aeroplani - fishkëllima e erës në krahë, vorbullat, fryrjet, lëkundjet e trupit dhe shumë vështirësi të tjera - për të kuptuar se ky ligj nuk ka gjasa të jetë i thjeshtë dhe i përshtatshëm. Aq më i spikatur është fakti se forca ka një model shumë të thjeshtë: F ≈ с·υ 2 (konstante shumëfishi i katrorit të shpejtësisë).

Cili është pozicioni i këtij ligji ndër të tjera? A është si një ligj? F = ma ? Aspak. Së pari, është empirike dhe është marrë nga matje të përafërta në një tunel ere. Por ju kundërshtoni: “Epo, ligji F = ma mund të jetë edhe empirik.” Por a është kjo me të vërtetë çështja? Dallimi nuk është në empirizëm, por në faktin se, me sa kuptojmë, ky ligj fërkimi është rezultat i shumë ndikimeve dhe nuk është aspak i thjeshtë në thelbin e tij. Sa më shumë ta studiojmë, aq më saktë ta masim, aq më shumë më e vështirë(jo më lehtë) ai do të na prezantohet. Me fjalë të tjera, duke u zhytur më thellë në ligjin e frenimit të avionëve, do ta kuptojmë gjithnjë e më qartë "falsitetin" e tij. Sa më i thellë të jetë vështrimi, sa më të sakta të jenë matjet, aq më komplekse bëhet e vërteta; ai nuk do të na shfaqet si rezultat i proceseve të thjeshta themelore (megjithatë, ne e menduam këtë që në fillim). Me shpejtësi shumë të ulëta (për shembull, ato nuk janë as të aksesueshme për një aeroplan), ligji ndryshon: frenimi varet nga shpejtësia pothuajse në mënyrë lineare: Ose, për shembull, frenimi i një topi (ose një flluskë ajri ose diçka tjetër) për shkak të fërkimit. me një lëng viskoz (si mjalti), - është gjithashtu proporcional me shpejtësinë në shpejtësi të ulëta, por me shpejtësi të mëdha, kur krijohen vorbulla (jo në mjaltë, sigurisht, por në ujë ose ajër), një proporcion i përafërt me lind përsëri katrori i shpejtësisë (F = с·υ 2 ); Me një rritje të mëtejshme të shpejtësisë, ky rregull nuk zbatohet. Ju, sigurisht, mund të thoni: "Epo, koeficienti ndryshon pak këtu." Por kjo është vetëm një mashtrim.

Së dyti, ka vështirësi të tjera: a është e mundur, të themi, ta ndajmë këtë forcë në pjesë - në forcën e fërkimit të krahëve, gypit, bishtit, etj.? Sigurisht, kur duhet të zbuloni momentet rrotulluese që veprojnë në pjesë të avionit, mund ta bëni këtë, por atëherë duhet të keni një ligj të veçantë fërkimi për krahët, etj. Dhe fakti mahnitës bëhet i qartë se forca duke vepruar në krah varet nga . krahun tjetër, domethënë nëse e hiqni avionin dhe e lini njërin krah në ajër; atëherë forca do të jetë krejtësisht e ndryshme nga ajo që do të ishte nëse i gjithë avioni do të ishte në ajër; Arsyeja, natyrisht, është se era që godet hundën e avionit derdhet në krahë dhe ndryshon forcën e frenimit. Dhe megjithëse duket e mrekullueshme që ekziston një ligj empirik kaq i thjeshtë dhe i papërpunuar i përshtatshëm për krijimin e aeroplanëve, ai nuk është një nga ato ligje të fizikës që quhen kryesore : Sa më thellë, bëhet gjithnjë e më komplekse. Disa studime të varësisë së koeficientit Me forma e hundës së avionit shkatërron menjëherë thjeshtësinë e tij. Nuk ka mbetur asnjë varësi e thjeshtë. Pavarësisht nëse është ligji i gravitetit: ai është i thjeshtë dhe thellimi i tij i mëtejshëm vetëm e thekson këtë.

Ne sapo folëm për dy llojet e fërkimit që vijnë nga lëvizja e shpejtë në ajër ose lëvizja e ngadaltë në mjaltë. Por ekziston një lloj tjetër fërkimi - fërkimi i thatë ose rrëshqitës: ata flasin për të kur një trup i ngurtë rrëshqet mbi një tjetër. Për të vazhduar lëvizjen, një trup i tillë ka nevojë për forcë. Ajo quhet forca e fërkimit. Origjina e saj është një pyetje shumë konfuze. Të dyja sipërfaqet prekëse janë të pabarabarta kur shikohen në nivelin atomik. Në pikat e kontaktit, atomet ngjiten; kur shtypni në trup, bashkimi prishet dhe ndodhin dridhje (në çdo rast, diçka e ngjashme ndodh). Më parë mendohej se mekanizmi i fërkimit ishte i thjeshtë: sipërfaqja ishte e mbuluar me parregullsi dhe fërkimi ishte rezultat i ngritjes së pjesëve rrëshqitëse mbi këto parregullsi; por kjo është e gabuar, sepse atëherë nuk do të kishte humbje energjie, por në fakt energjia harxhohet në fërkim. Mekanizmi i humbjes është i ndryshëm: parregullsitë gjatë rrëshqitjes shtypen, ndodhin dridhje dhe lëvizje të atomeve dhe nxehtësia përhapet në të dy trupat. Dhe këtu rezulton të jetë jashtëzakonisht e papritur që empirikisht ky fërkim mund të përshkruhet afërsisht me një ligj të thjeshtë. Forca e nevojshme për të kapërcyer fërkimin dhe për të tërhequr një objekt përgjatë sipërfaqes së një tjetri varet nga forca e drejtuar normalisht (pingule) në sipërfaqet e kontaktit. Me një përafrim mjaft të mirë, mund të supozojmë se forca e fërkimit është proporcionale me forcën normale me një koeficient pak a shumë konstant:

F = μ·N, (12.1)

ku μ - koeficienti i fërkimit(Fig. 12.1).

Megjithëse koeficienti μ nuk është shumë konstant, kjo formulë rezulton të jetë një rregull i mirë për të vlerësuar se sa forcë do të nevojitet në çdo rrethanë të dhënë praktike ose inxhinierike. Vetëm kur forca normale ose shpejtësia e lëvizjes është shumë e madhe, ligji dështon: lëshohet shumë nxehtësi. Është e rëndësishme të kuptohet se ndonjë nga këto ligje empirike ka kufizime përtej të cilave ata nuk funksionojnë.

Vlefshmëria e përafërt e formulës F = μ·N mund të vërtetohet nga përvoja e thjeshtë. Le të vendosim një bllok me peshë W në një plan të prirur në një kënd θ. Le ta ngremë aeroplanin më të pjerrët derisa blloku të rrëshqasë prej tij nën peshën e tij. Komponenti zbritës i peshës përgjatë rrafshit W sin θ është i barabartë me forcën e fërkimit F, pasi blloku të rrëshqasë në mënyrë të barabartë. Komponenti i peshës normale për aeroplanin është W·cosθ; ajo është forca normale N. Formula bëhet W·sin θ = μ· W·cosθ, nga ku μ = sinθ/cosθ = tgθ. Sipas këtij ligji, në një pjerrësi të caktuar të avionit, blloku fillon të rrëshqasë. Nëse blloku është i ngarkuar me peshë shtesë, atëherë të gjitha forcat në formulë do të rriten në të njëjtin proporcion, dhe W do të bjerë nga formula. Nëse vlera μ nuk ka ndryshuar, atëherë blloku i ngarkuar do të rrëshqasë përsëri në të njëjtën pjerrësi. Pasi të kemi përcaktuar këndin θ nga përvoja, do të bindemi se me një peshë më të madhe të bllokut, rrëshqitja ende fillon në të njëjtin kënd prirje. Edhe nëse pesha është rritur shumë herë, ky rregull respektohet. Arrijmë në përfundimin se koeficienti i fërkimit nuk varet nga pesha.

Kur bëni këtë eksperiment, është e lehtë të vërehet se në këndin e duhur të prirjes, blloku nuk rrëshqet vazhdimisht, por me ndalesa: në një vend do të ngecë, dhe në një tjetër do të nxitojë përpara. Kjo sjellje është një shenjë se koeficienti i fërkimit mund të konsiderohet vetëm afërsisht konstant: ai ndryshon nga vendi në vend. Një sjellje po aq e pasigurt vërehet kur ngarkesa në bllok ndryshon. Dallimet në fërkim lindin nga butësia ose ngurtësia e ndryshme e pjesëve të sipërfaqes, nga papastërtitë, ndryshku dhe ndikime të tjera të jashtme. Tabelat që listojnë koeficientët e fërkimit "çelik në çelik", "bakër në bakër" e kështu me radhë janë të gjitha një mashtrim i plotë, sepse i lënë pas dore këto gjëra të vogla, por përcaktojnë vlerën. μ . Fërkimi i "bakrit në bakër", etj., është në të vërtetë fërkimi "kundër ndotësve që ngjiten në bakër".

Në eksperimentet e tipit të përshkruar, fërkimi është pothuajse i pavarur nga shpejtësia. Shumë njerëz besojnë se fërkimi që duhet të kapërcehet për të vënë në lëvizje një objekt (statik) është më i madh se forca e nevojshme për të ruajtur lëvizjen që ka ndodhur tashmë (fërkimi rrëshqitës). Por në metalet e thata është e vështirë të vërehet ndonjë ndryshim. Ky mendim ndoshta u krijua nga eksperimente në të cilat ishin të pranishme gjurmë vaji ose yndyre, ose ndoshta ku shufrat ishin të siguruara me një susta ose diçka fleksibël, sikur të ishin të lidhura me një mbështetje.

Është shumë e vështirë të arrihet saktësia në eksperimentet sasiore mbi fërkimin, dhe deri më tani fërkimi nuk është analizuar shumë mirë, pavarësisht nga rëndësia e madhe e një analize të tillë për teknologjinë. Edhe pse ligji F = μ·Nështë pothuajse e saktë për sipërfaqet standarde, arsyeja për këtë lloj ligji nuk është kuptuar realisht. Për të treguar atë μ varet pak nga shpejtësia, nevojiten eksperimente veçanërisht delikate, sepse dridhjet e shpejta të sipërfaqes së poshtme bëjnë që fërkimi i dukshëm të bjerë ndjeshëm. Në eksperimentet me shpejtësi të madhe, duhet pasur kujdes që trupat të mos dridhen, përndryshe fërkimi i dukshëm do të ulet menjëherë. Në çdo rast, ky ligj fërkimi u referohet atyre ligjeve gjysmë-eksperimentale që nuk kuptohen plotësisht dhe nuk bëhen më të qarta, pavarësisht përpjekjeve të mëdha. Pothuajse askush nuk mund të vlerësojë tani koeficientin e fërkimit midis dy substancave.

U tha më herët se përpjekjet për të matur μ gjatë rrëshqitjes së substancave të pastra (bakri në bakër) çojnë në rezultate të dyshimta, sepse sipërfaqet kontaktuese nuk janë bakër i pastër, por përzierje oksidesh dhe ndotësish të tjerë. Nëse duam të marrim bakër plotësisht të pastër, nëse pastrojmë dhe lustrojmë sipërfaqet, degazojmë substancën në vakum dhe marrim të gjitha masat e nevojshme, atëherë do të jetë akoma μ nuk do ta marrim. Sepse dy copa bakri do të ngjiten së bashku, dhe pastaj të paktën ta vendosni avionin me kokë poshtë! Koeficienti μ , për sipërfaqet mesatarisht të forta zakonisht është më pak se një, por këtu rritet në disa njësi! Arsyeja për këtë sjellje të papritur është kjo: kur atome të të njëjtit lloj bien në kontakt, ata nuk mund ta "dinë" se i përkasin pjesëve të ndryshme të bakrit. Nëse do të kishte atome të tjera midis tyre (atome, okside, lubrifikantë, shtresa të hollë sipërfaqësore të ndotësve), atëherë atomet e bakrit do të ishin "të qarta" nëse janë në të njëjtën pjesë ose në të ndryshme. Mos harroni tani se është pikërisht për shkak të forcave tërheqëse midis atomeve të bakrit që bakriështë e ngurtë, dhe do të kuptoni pse është e pamundur të përcaktohet saktë koeficienti i fërkimit për metalet e pastra.

I njëjti fenomen vërehet në një eksperiment të thjeshtë në shtëpi me një pjatë xhami dhe xhami. Vendoseni gotën në pjatë, vendosni një lak mbi të dhe tërhiqeni; rrëshqet mirë dhe ndihet koeficienti i fërkimit; Sigurisht, ky raport është paksa i parregullt, por gjithsesi është një raport. Tani njomet pjatën dhe kërcellin e xhamit dhe tërhiqeni; ju do të ndjeni se ata janë të mbërthyer së bashku. Nëse shikoni nga afër, mund të gjeni edhe gërvishtje. Fakti është se uji mund të heqë yndyrat dhe substancat e tjera që bllokojnë sipërfaqen; Mbetet një kontakt i pastër xhami me gotë. Ky kontakt është aq i mirë sa nuk është aq e lehtë për ta thyer: thyerja e tij është më e vështirë sesa grisja e copave të xhamit, prandaj ndodhin gërvishtjet.

1) Ligji i parë i Njutonit: Ekzistojnë sisteme të tilla referimi, të quajtura inerciale, në lidhje me të cilat trupat e lirë lëvizin në mënyrë të njëtrajtshme dhe drejtvizore.

Ligji i parë i mekanikës, ose ligji i inercisë, siç quhet shpesh, u krijua në thelb nga Galileo, por Njutoni i dha atij një formulim të përgjithshëm.

Trupi i lirë - Ata e quajnë një trup që nuk ndikohet nga asnjë trup apo fushë tjetër. Gjatë zgjidhjes së disa problemeve, trupi mund të konsiderohet i lirë nëse ndikimet e jashtme janë të balancuara.

Kornizat e referencës në të cilat një pikë e lirë materiale është në prehje ose lëviz drejtvizore dhe uniforme quhen sistemet e referencës inerciale. Lëvizja drejtvizore dhe uniforme e një pike të lirë materiale në një kornizë inerciale referimi quhet bregdetar. Me një lëvizje të tillë, vektori i shpejtësisë së pikës materiale mbetet konstant ( = konst). Një pikë në prehje është një rast i veçantë i lëvizjes me inerci ( =0).

Në kuadrin inercial të referencës, prehja ose lëvizja uniforme është një gjendje natyrore, dhe dinamika duhet të shpjegojë ndryshimin në këtë gjendje (d.m.th., shfaqjen e nxitimit të një trupi nën ndikimin e forcave). Trupat e lirë që nuk preken nga organet e tjera nuk ekzistojnë. Megjithatë, për shkak të zvogëlimit të të gjitha ndërveprimeve të njohura me rritjen e distancës, një trup i tillë mund të realizohet me çdo saktësi të kërkuar.

Kornizat e referencës në të cilat një trup i lirë nuk e mban shpejtësinë konstante quhen joinerciale. Një sistem referimi jo-inercial është ai që lëviz me nxitim në lidhje me çdo kornizë referimi inerciale. Në një kornizë referimi jo-inerciale, edhe një trup i lirë mund të lëvizë me nxitim.

Lëvizja uniforme dhe drejtvizore e sistemit të referencës nuk ndikon në rrjedhën e fenomeneve mekanike që ndodhin në të. Asnjë eksperiment mekanik nuk bën të mundur dallimin e pjesës tjetër të kornizës inerciale të referencës nga lëvizja e tij drejtvizore uniforme. Për çdo fenomen mekanik, të gjitha sistemet fillestare të referencës rezultojnë të jenë të barabarta. Këto deklarata shprehin. Parimi mekanik i relativitetit (parimi i relativitetit të Galileos)

Parimi i relativitetit është një nga ligjet më të përgjithshme të natyrës në teorinë speciale të relativitetit ai shtrihet në dukuritë elektromagnetike dhe optike.

2) Masa, dendësia, forca. Vetia e një trupi për të ruajtur shpejtësinë e tij në mungesë të ndërveprimit me trupat e tjerë quhet inercia. Një madhësi fizike që është një masë e inercisë së një trupi në lëvizjen përkthimore quhet. Pesha e trupit matet në kilogramë: . Masa karakterizon gjithashtu aftësinë e një trupi për të bashkëvepruar me trupa të tjerë në përputhje me ligjin e gravitetit universal. Në këto raste, masa vepron si masë e gravitetit dhe quhet masë gravitacionale.

Në fizikën moderne, identiteti i vlerave të masave inerciale dhe gravitacionale të një trupi të caktuar është vërtetuar me një shkallë të lartë saktësie. Pra, ata vetëm flasin për peshë trupore(m).

Në mekanikën e Njutonit besohet se

a) masa e një trupi është e barabartë me shumën e masave të të gjitha grimcave (ose pikave materiale) nga të cilat ai përbëhet;

b) për një grup të caktuar trupash është e vërtetë ligji i ruajtjes së masës: gjatë çdo procesi që ndodh në një sistem trupash, masa e tij mbetet e pandryshuar.

Dendësia e një trupi homogjen është . Njësia e dendësisë 1 kg/m3.

Me forcë quhet një sasi fizike vektoriale, e cila është një masë e ndikimit mekanik në një trup nga trupa ose fusha të tjera. Një forcë përcaktohet plotësisht nëse jepen madhësia, drejtimi dhe pika e zbatimit të saj. Vija e drejtë përgjatë së cilës drejtohet forca quhet.

linja e veprimit të forcës

Si rezultat i veprimit të forcës, trupi ndryshon shpejtësinë e lëvizjes (përvetëson nxitim) ose deformohet. Në bazë të këtyre fakteve eksperimentale maten forcat.

Forca është shkaku i nxitimit të një trupi, jo shpejtësia e tij. Në të gjitha rastet, drejtimi i nxitimit përkon me drejtimin e forcës, por jo drejtimin e shpejtësisë. Problemet e mekanikës merren parasysh forcat gravitacionale (forcat e gravitetit) dhe dy lloje të forcave elektromagnetike - Dhe forcat elastike

forcat e fërkimit.

3) Ligji i dytë i Njutonit

Ligji i dytë i Njutonit përshkruan lëvizjen e një grimce të shkaktuar nga ndikimi i trupave përreth dhe vendos një marrëdhënie midis nxitimit të grimcës, masës së saj dhe forcës me të cilën këta trupa veprojnë mbi të: Nëse trupat përreth veprojnë mbi një grimcë me masë m me një forcë, atëherë kjo grimcë fiton një nxitim të tillë.

, se produkti i masës dhe nxitimit të tij do të jetë i barabartë me forcën vepruese.

Matematikisht, ligji i dytë i Njutonit shkruhet si:

Në bazë të këtij ligji vendoset njësia e forcës - 1 N (njuton). 1 N është forca me të cilën është e nevojshme të veprohet në një trup që peshon 1 kg për t'i dhënë atij një nxitim prej 1 m/s 2 . Nëse forca , me të cilin trupat veprojnë në një grimcë të caktuar dihet, atëherë ekuacioni i ligjit të dytë të Njutonit i shkruar për këtë grimcë quhet

Ligji i dytë i Njutonit shpesh quhet ligji themelor i dinamikës, pasi është në të që parimi i shkakësisë gjen shprehjen më të plotë matematikore dhe është ai që më në fund na lejon të zgjidhim problemin kryesor të mekanikës. Për ta bërë këtë, duhet të zbuloni se cilët nga trupat që rrethojnë grimcën kanë një efekt të rëndësishëm në të dhe, duke shprehur secilin prej këtyre veprimeve në formën e një force përkatëse, duhet të krijoni një ekuacion të lëvizjes për këtë grimcë. Nga ekuacioni i lëvizjes (me masë të njohur) gjendet nxitimi i grimcës. Duke ditur

nxitimi mund të përcaktohet nga shpejtësia e tij, dhe pas shpejtësisë - pozicioni i kësaj grimce në çdo moment në kohë.

Praktika tregon se zgjidhja e problemit kryesor të mekanikës duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit çon gjithmonë në rezultate të sakta. Ky është konfirmim eksperimental i vlefshmërisë së ligjit të dytë të Njutonit.

4) Ligji i tretë i Njutonit.

Ligji i tretë i Njutonit: Forcat me të cilat trupat veprojnë mbi njëri-tjetrin janë të barabarta në madhësi dhe të drejtuara në një vijë të drejtë në drejtime të kundërta.

Kjo do të thotë se nëse në trup A nga ana e trupit NË atëherë një forcë vepron njëkohësisht në trup NË nga ana e trupit A do të veprojë forca , dhe = - .

Duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit, mund të shkruajmë:

Nga kjo rrjedh se

dmth raporti i moduleve të nxitimit dhe trupat që bashkëveprojnë me njëri-tjetrin përcaktohet nga raporti i kundërt i masave të tyre dhe është plotësisht i pavarur nga natyra e forcave që veprojnë ndërmjet tyre. Një trup më masiv merr më pak nxitim, dhe një trup më i lehtë merr më shumë.

Është e rëndësishme të kuptohet se forcat e diskutuara në ligjin e tretë të Njutonit zbatohen në trupa të ndryshëm dhe për këtë arsye ato nuk mund të balancojnë njëra-tjetrën.

5) Pasojat nga ligjet e Njutonit

Ligjet e Njutonit janë një sistem ligjesh të ndërlidhura që na lejojnë të kuptojmë më mirë thelbin e koncepteve të forcës dhe masës. Pasojat nga ligjet:

1. Forca është një masë e ndikimit të ushtruar në një grimcë të caktuar nga trupa të tjerë, dhe me rritjen e distancës ndaj tyre zvogëlohet, duke u prirur në zero.