Поделиться
ОБОСНОВАНИЕ.pptx
Решение сложных заданий по физике «Просто о сложном»
Закон сохранения импульса
Если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю, то импульс системы сохраняется.
Закон сохранения импульса
Закон сохранения импульса
Если сумма внешних сил не равна нулю, но равна нулю сумма проекций сил на какое-то направление, то проекция импульса системы тел на это направление сохраняется.
Например, система тел на Земле или вблизи её поверхности не может быть замкнутой, так как на все тела действует сила тяжести, которая изменяет импульс системы вдоль вертикальной оси. Однако вдоль горизонтального направления сила тяжести не может изменить импульс и сумма проекций импульсов тел на ось оX будет оставаться неизменной, если действием сил сопротивления можно пренебречь.
Закон сохранения импульса
При быстрых взаимодействиях (взрыв снаряда, выстрел из орудия, упругие и неупругие столкновения тел и т.д.) импульс системы тел сохраняется, так как действие внешних сил (сил тяготения, сил трения) пренебрежимо мало по сравнению с действием внутренних сил, возникающих в перечисленных случаях.
Границы применимости закона сохранения импульса
Замкнутая система | Незамкнутая система |
- всегда | 1) внешние силы уравновешиваются (напр. 𝑁 и m𝑔 ) |
2) внешние силы малы по сравнению с внутренними (Fтр. 0) | |
3) внешние силы по искомому направлению отсутствуют | |
4) внешние силы действуют, но время взаимодействия мало (взрывы, |
Обоснование №1
Для описания соударения пули и шара (шара и бруска, двух шаров и т.д.) применим закон сохранения импульса. Он выполняется в инерциальной системе отсчета, если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю. В данном случае внешними силами являются сила тяжести и сила натяжения нити, которые не равны нулю. Так как время соударения мало, можно считать, что шар не изменил своё положение, значит проекция внешних сил на горизонтальную ось оX равна нулю. Таким образом закон сохранения импульса выполняется на горизонтальное направление, на ось оX. | |
Обоснование №2
Разрыв снаряда |
Обоснуйте применимость закона сохранения импульса к данному случаю.
Обоснуйте применимость закона сохранения импульса к данному случаю.
Для описания взаимодействия шайбы с горкой применим закон сохранения импульса. Он выполняется в инерциальной системе отсчета, если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю. На систему «шайба-горка» действуют внешние силы. Это сила тяжести и сила реакции опоры, направленные по вертикали, в горизонтальном же направлении на эту систему внешние силы не действуют, следовательно проекция импульса системы на горизонтальную ось 0X в ИСО, связанной с землей, сохраняется.
Закон сохранения импульса обоснование:
Для описания взаимодействия тел применим закон сохранения импульса системы тел. Он выполняется в инерциальной системе отсчета, если сумма внешних сил, приложенных к телам системы равна нулю. Внешними силами являются сила тяжести, сила натяжения нити, сила реакции опоры.
1.Проекции внешних сил на направление горизонтальной оси равны нулю.
2. Считая время взаимодействия тел очень малым, изменение импульса под действием небольших внешних сил (по сравнению с гораздо большими по величине внутренними силами, возникающими при взрыве снаряда, например) пренебрежимо мало.
Закон сохранения импульса в данном случае выполняется.
Закон сохранения энергии
Закон сохранения энергии
Границы применимости
Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, работа которых не зависит от траектории движения тела.
К таким силам относятся силы тяготения и силы упругости.
Сила трения не является консервативной.
Обоснование №1
Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей. Шайбу будем считать материальной точкой. Трение о воздух пренебрежимо мало. Выберем механическую систему тел «шайба-Земля». При движении на шайбу действуют сила тяжести и сила нормальной реакции опоры. Сила нормальной реакции опоры работу не совершает, т.к. направлена перпендикулярно перемещению шайбы. Поэтому работа внешних сил равна нулю. |
Обоснование №2
Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей. Велосипедиста будем считать материальной точкой. Трение о воздух пренебрежимо мало. При движении велосипедиста по трамплину на него действуют сила тяжести и сила нормальной реакции опоры. Работа всех непотенциальных сил равна нулю. |
Обоснуйте применимость закона сохранения энергии к данному случаю.
Обоснуйте применимость закона сохранения энергии к данному случаю.
Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей. Шайбу и горку (движется поступательно) будем считать материальными точками. Трение в системе отсутствует. Работа всех непотенциальных сил равна нулю. Следовательно к этой системе тел можно применить закон сохранения механической энергии.
Динамика. Законы Ньютона.
В инерциальной системе отсчета поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано.
F=0, a=0, v=const
2) Ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе этого тела.
F = ma
3) Силы, с которыми тела взаимодействуют равны по модулю, а направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.
F12 = F21
Динамика. Законы Ньютона.
Границы применимости законов Ньютона
Законы классической механики, сформулированные Ньютоном,
описывают движения материальных точек относительно инерциальных систем отсчета.
Они становятся неточными, если
тела и системы начинают двигаться очень быстро, со скоростями порядка скорости света
с ≅ 300000 км/с
2) тела и системы становятся слишком малыми, порядка размеров атомов r≅1нм (в этом случае процессы становятся квантовыми).
Обоснование №1
Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей. Тела будем считать материальными точками, так как они движутся поступательно. Трение о воздух пренебрежимо мало. |
Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи
Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи
Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей. Тела будем считать материальными точками, так как их движение поступательное. Трением о воздух пренебрежём. На рисунке показаны силы, действующие на гирю и груз. Так как тела движутся по условию с постоянным ускорением, значит силы, действующие на них постоянные и длина пружины не меняется при движении.
Так как нити нерастяжимые а длина пружины постоянная, то ускорения тел равны по модулю и направлены в противоположные стороны: а1=а2=а.
Так как блок и нити невесомые, а трение отсутствует, то модули сил натяжения нити, действующие на гирю и пружины одинаковые: Т1=Т2 =Т.
Так как пружина легкая, то Т=Fупр.
Реши задачу
На рисунке изображено устройство в котором оба блока невесомые и гладкие, все нити невесомые и нерастяжимые. Определите ускорение а2 груза массой М=2кг, если оба груза движутся поступательно. Масса груза m=0,5 кг. |
Спасибо за внимание
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
