Законы Ньютона

Законы Ньютона. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

Первый закон Ньютона
Если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то данное тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно.
Второй закон Ньютона
Произведение массы тела на вектор ускорения есть равнодействующая всех сил, приложенных к телу:
\[m\vec{a}=\vec {F}\]
Третий закон Ньютона
Два тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Эти силы имеют одну и ту же физическую природу и направлены вдоль прямой, соединяющей их точки приложения.
<img src="/public-catalog/images/task-images/1945/f-t-2-4-1.png" class="task_image"> \[\vec{F_1}=-\vec{F_2}\]

Сила тяжести

Сила тяжести. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

Гравитационная постоянная — коэффициент пропорциональности
\[G=6,67\cdot10^{-11} \ \frac{ \text{Н}\cdot \text{м$^2$}}{\text{кг$^2$}}\]
Сила тяжести — это сила гравитационного притяжения, действующая на тело со стороны планеты.
Если тело на высоте $\displaystyle h$ над поверхностью планеты, то для силы тяжести получаем \[mg(h)=G\frac{mM}{(R+h)^2}\]

Закон тяготения

Закон тяготения. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

Закон всемирного тяготения
Две материальные точки массами $\displaystyle m$ и $\displaystyle M$ притягиваются друг к 
другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния $\displaystyle R$ между ними. \[F=G\frac{mM}{R^2}\] Гравитационная постоянная — коэффициент пропорциональности
\[G=6,67\cdot10^{-11} \ \frac{ \text{Н}\cdot \text{м$^2$}}{\text{кг$^2$}}\]

Вес тела

Вес тела. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Вес приложен не к телу, а к опоре или подвесу.
Рассмотрим два стандартных случая:
1) Тело массы $m$ вместе с опорой движется с ускорением $a$, направленным вертикально вверх. Найдите вес тела.
<img src="/public-catalog/images/task-images/1948/f-t-2-4-11.png" class="task_image">
Направим ось $Y$ вертикально вверх, как показано на рисунке.
Запишем второй закон Ньютона: \[m\vec{a}=m\vec{g}+\vec{N}\] Перейдём к проекциям на ось $Y$: \[ma=N-mg\] Отсюда \[N = mg + ma = m(g + a)\] Следовательно, вес тела находится по формуле \[P = m(g + a)\] Как видим, вес тела больше силы тяжести. Такое состояние называется перегрузкой.
2) Тело массы m вместе с опорой движется с ускорением $\displaystyle a&lt;g$, направленным вертикально вниз. Найдите вес тела.
<img src="/public-catalog/images/task-images/1948/f-t-2-4-12.png" class="task_image">
Направим ось $Y$ вертикально вниз, как показано на рисунке.
Запишем второй закон Ньютона: \[m\vec{a}=m\vec{g}+\vec{N}\] Перейдём к проекциям на ось $Y$: \[ma=mg-N\] Отсюда \[N = mg - ma = m(g - a)\] Следовательно, вес тела находится по формуле \[P = m(g - a)\] Как видим, вес тела меньше силы тяжести. При $\displaystyle a=g$ вес тела обращается в нуль. Такое состояние называется невесомостью, при нем тело не давит на опору или не растягивает подвес.

Сила упругости

Сила упругости. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

Сила упругости — это сила, возникающая при упругой деформации тела и направленная в сторону, противоположную смещению частиц тела в процессе деформации. Силы, возникающие при пластических деформациях, не относятся к силам упругости.
Понятие о деформациях
Деформация — это изменение формы и размеров тела.
К деформациям относятся: растяжение, сжатие, кручение, сдвиг, изгиб.
Деформации бывают упругими и пластическими.
Закон Гука
Абсолютная величина силы упругости прямо пропорциональна величине деформации. В частности, для пружины, сжатой или растянутой на величину $\displaystyle x$ (разница между крайними положениями), сила упругости задается формулой \[F=kx\] где $\displaystyle k$ — коэффициент жесткости пружины.
Единицы измерения коэффициента жесткости: $k=$[Н/м].
<img src="/public-catalog/images/task-images/1949/f-t-2-5-11.png" class="task_image">
Закон Гука о линейной зависимости силы упругости от величины деформации справедлив лишь при малых деформациях тела.

Сила трения

Сила трения. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

<ul>
<li>Сила трения — это сила взаимодействия между соприкасающимися телами, препятствующая перемещению одного тела относительно другого.</li>
<li>Сухое трение
<ul>
<li>Трение покоя — сила трения, действующая между поверхностями и препятствующая возникновению движения.</li>
<li>Трение скольжения — сила трения, которая действует между проскальзывающими поверхностями. Сила трения скольжения, приложенная к телу со стороны шероховатой поверхности, направлена противоположно скорости движения тела относительно этой поверхности.
<ul>
<li>Максимальная величина силы трения покоя равна силе трения скольжения.</li>
<li>Абсолютная величина силы трения скольжения прямо пропорциональна силе реакции опоры: \[F_\text{тр}=\mu N\] Коэффициент пропорциональности $\displaystyle \mu$ называется коэффициентом трения.</li>
<li>Коэффициент трения не зависит от скорости движения тела по шероховатой поверхности.</li>
<li>Коэффициент трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей.</li>
</ul></li>
</ul></li>
</ul>

2. Динамика

2. Динамика. Эффективная подготовка к экзамену ЕГЭ по физике.

2. Динамика (страница 3)