Видеоурок первый закон ньютона кратко и понятно
Обновлено: 02.07.2024
Инерция — это возможность тела сохранять свою скорость по величине и по направлению, при отсутствии каких-либо воздействий на тело.
Инертность — это свойство тела оставаться в покое или прямолинейно и равномерно двигаться.
Обычно первый закон Ньютона еще называют законом инерции.
В первом законе Ньютона говорится, что тела движутся прямолинейно и равномерно в существующих инерциальных системах отсчета, если на них не влияют никакие силы или действие других сил взаимно скомпенсировано.
Если сформулировать первый закон Ньютона проще, то получается следующее: если мы на ровной дороге толкнем машину и не будем учитывать сопротивление воздуха и силу трения колес, то она будет катиться бесконечно долго с одинаковой скоростью.
Но мы знаем, что на самом деле такого не существует. Абсолютно на все тела всегда действуют какие-либо силы, причем уравновесить действие этих сил целиком практически невозможно.
Основные положения, физический смысл
Физический смысл первого закона Ньютона заключается в том, что всякое тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного и равномерного движения, пока сила или влияние со стороны других тел не заставят его поменять это состояние.
ϑ → = c o n s t , п р и F → = 0
Особенности первого закона Ньютона
Особенность первого закона Ньютона заключается в том, что закон указывает на существование инерциальных систем отсчета, где равнодействующая всех сил равна нулю.
Если существует одна инерциальная система отсчета, то любая другая система, которая двигается относительно нее равномерно и прямолинейно, также будет являться инерциальной.
Примеры решения задач
Найти силу реакции опоры N, если кирпич массой 1,6 кг лежит на горизонтальном столе.
m = 1 , 6 к г g = 10 м / с 2
Уравнение первого закона Ньютона
N - F т я ж = 0 F т я ж = m g N = F т я ж = m g = 1 , 6 · 10 = 16 H
Ответ: сила реакции опора равна 16 Н .
Рассчитайте силу реакции опоры N, которая действует на нижний кирпич, если два кирпича массой 2 кг лежат один на другом на горизонтальной поверхности.
m 1 = 2 к г m 2 = 2 к г g = 10 м / с 2 m = m 1 + m 2 = 2 + 2 = 4 к г F т я ж = m g N - F т я ж = 0 N = F т я ж = m g = 4 · 10 = 40 H
Ответ: сила реакции опора равна 40 Н .
Найти силу натяжения нити T в месте крепления к потолку, если два шарика подвешены к нити. Каждый шарик имеет массу по 0,1 кг.
m 1 = 0 , 1 к г m 2 = 0 , 1 к г g = 10 м / с 2 m = m 1 + m 2 = 0 , 1 + 0 , 1 = 0 , 2 к г F т я ж = m g Т - F т я ж = 0 Т = F т я ж = m g = 0 , 2 · 10 = 2 H
Ответ: сила натяжения нити равна 2 Н .
Динамометр подвешен к потолку, а к нему подвешен шар. Динамометр показывает 4 Н . Найти массу шара.
F д и н а м о м е т р а = 4 Н g = 10 м / с 2 F т я ж = m g F д и н а м о м е т р а - F т я ж = 0 F д и н а м о м е т р а = m g m = F д и н а м о м е т р а g = 4 10 = 0 , 4 к г
Ответ: масса шара равна 0,4 кг.
Вычислите силу реакции опоры N, если на кирпич массой 2 кг, действует вниз внешняя сила F = 12 H . Кирпич лежит на горизонтальном столе. Ответ дать в Ньютонах.
m = 2 к г g = 10 м / с 2 F = 12 H F т я ж = m g F + F т я ж = N N = F + m g N = 12 + 2 · 10 = 32 H
В этом видеоуроке мы познакомимся с результатами работ Галилея по изучению причин движения тел. Вспомним, что представляет собой движение по инерции. Узнаем, как называются системы отсчёта, в которых свободные тела движутся равномерно и прямолинейно. А также выясним, в чём смысл первого закона Ньютона и как он формулируется.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Первый закон Ньютона. ИСО"
До сих пор мы изучали движение тел только кинематически. То есть мы определяли основные кинематические характеристики движения — скорость, ускорение, перемещение, и координату тела, а также устанавливали их взаимосвязь.
Уравнения кинематики позволяют решать сложные задачи движения различных частей машин и механизмов, рассчитывать траектории движущихся тел. Однако кинематика может только описать движение, пользуясь заданными наперёд его характеристиками (скоростью, ускорением), но не отвечает на вопрос о причинах возникновения движения, изменения скорости и возникновения ускорения. Изучением этих причин занимается другой раздел механики, который называется динамикой.
Вопрос о причинах, вызывающих движение различных тел, его изменение со временем, является главным не только в механике и физике, но и в нашем мировоззрении вообще.
На первый взгляд повседневный опыт просто отвечает на вопрос о причинах движения тела. Чтобы передвигать тележку с постоянной скоростью по горизонтальной дороге, необходимо приложить определённое усилие. Перестали толкать тележку — она остановилась, начали опять толкать — она вновь пришла в движение.
В отличие от Аристотеля Галилей утверждал, что тело сопротивляется не движению с постоянной скоростью, а ускорению, т. е, изменению этой скорости. При этом он понимал, что причинами возникновения торможения или ускорения тела могут быть только взаимодействия данного тела с другими телами.
Проведём опыт, подобный опытам Галилея. Возьмём твёрдый полированный шарик и будем спускать его с горки с одной и той же высоты. Под горкой горизонтально установим жёлоб в первом случае заполненный песком, во втором случае — обклеенный ворсистой тканью и в третьем случае изготовленный из полированного стекла.
В первом случае шарик, попав в песок, быстро останавливается и оставляет в песке заметный след. Во втором случае скорость изменяется заметно меньше и шарик перемещается немного дальше. В третьем случае шарик будет двигаться до конца желоба почти с постоянной скоростью.
Движение тела, которое происходит без действия на него других тел, называют движением по инерции.
Таким образом, инерция — это явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.
А свойство тел, проявляющееся в том, что скорость их движения остаётся неизменной до тех пор, пока на них не действуют другие тела, называется инертностью.
Анализ результатов опытов позволил Галилею сформулировать закон инерции: скорость движения тела остаётся постоянной, если на него не действуют другие тела или их действия компенсируются.
В нём утверждается, что: существуют такие системы отсчёта, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на него не подействуют другие тела или действия других тел компенсируются.
Таким образом, в первом законе Ньютона постулируется существование таких систем отсчёта, в которых выполняется закон инерции. Они получили название инерциальных систем отсчёта (сокращённо ИСО).
Значит, ИСО — это такие системы отсчёта, относительно которых тело при компенсации внешних воздействий движется прямолинейно и равномерно.
Доказать теоретически первый закон Ньютона невозможно; его следует рассматривать как результат обобщения экспериментальных фактов. Но как установить, что какая-либо система отсчёта является инерциальной?
Это можно сделать только на основе эксперимента. Проведём опыт. Тележку с находящимся на ней игрушечным автомобилем будем двигать равномерно и прямолинейно. В системе отсчёта, связанной с тележкой, автомобиль покоится, относительно Земли — движется с постоянной скоростью, равной скорости тележки. Следовательно, с тележкой можно связать инерциальную систему отсчёта.
Резко ускорим движение тележки. Автомобиль покатится по тележке назад. А если резко замедлить движение тележки? Автомобиль покатится по тележке вперёд. Создаётся впечатление, что автомобиль двигала какая-то сила. Но на самом деле такой силы нет. Силы тяжести и упругости, действующие на автомобиль, компенсировали друг друга, а сила трения пренебрежимо мала. Поэтому автомобиль двигался, сохраняя неизменной свою скорость относительно Земли. Двигаясь относительно Земли равномерно, автомобиль отставал от тележки во время её разгона и опережал тележку при её торможении. Следовательно, в этом случае система отсчёта, связанная с тележкой, будет неинерциальной.
— А является ли система отсчёта, связанная с Землёй, инерциальной?
Это очень важный вопрос, потому что все эксперименты мы проводим на Земле. Вы знаете, что Земля движется вокруг Солнца почти по круговой орбите, а также вращается вокруг своей оси. Строго говоря, система отсчёта, связанная с Землёй, не является инерциальной.
Однако отличие этой системы от инерциальной будет очень малым, так как за те небольшие интервалы времени, за которые мы проводим эксперименты, дугу орбиты, по которой движется Земля, можно с большой точностью считать отрезком прямой линии. Ускорение же, возникающее из-за вращения Земли, тоже очень мало. Поэтому с точностью, необходимой для проведения наших экспериментов, мы можем считать систему отсчёта, связанную с Землёй, инерциальной.
Однако, если требуется большая точность, например, при расчётах движений космических аппаратов, то инерциальной можно считать гелиоцентрическую систему отсчёта. При этом точка отсчёта совмещается с центром Солнца, а координатные оси направляются на удалённые звезды.
Если известна из опыта хотя бы одна инерциальная система отсчёта, то инерциальными будут любые другие системы отсчёта, движущиеся относительно избранной равномерно и прямолинейно. В этом заключается принцип равноправности инерциальных систем отсчёта.
В заключении отметим, что все законы движения и взаимодействия тел, которые мы будем изучать в дальнейшем, сформулированы для ИСО, так как в них они имеют самый простой вид. Поэтому, при решении задач вначале необходимо выбрать инерциальную систему отсчёта, и только потом применять тот или иной закон для решения.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ 15724100829.doc
Динамика занимает особое место в Механике. Если в Кинематике мы определяли местоположение тела в пространстве и во времени, не вскрывая причин изменения движения, то в Динамике уже рассматриваем взаимодействие тел. Именно здесь появляется понятие Сила, как причина изменения движения тела или его формы. Изучение Динамики начинается с явления Инерция, которая впервые со времен Аристотеля была введена Галилеем.
Простые опыты по демонстрации явления Инерция учитель может подбирать сам.
Хорошим демонстрационным экспериментом является следующий: берем два одинаковых листа газеты размером с книгу. Просим подержать одного ученика газету и бьем молотком по газете. Газета разрывается, потому что удар достаточно сильный. Вторую газету кладем на грудь ученика, которого укладываем с его согласия на плоскость парты (ноги поддерживает спинка стула. Ударяем молотком по газете…И слышен металлический стук, но ученик даже не чувствует удара. Весь секрет в том, что внутрь второй газеты заранее помещается железная плита такого же размера (маленькая плита из бывшей слесарной мастерской). Масса плиты достаточно большая, в сотни раз больше массы молотка, поэтому импульс плиты небольшой: ученик даже не ощущает заметного толчка. Сам опыт не требует больших затрат, но весьма эффективен: учен7ики с удовольствием наблюдают и переживают за самочувствие ученика. После уроков еще долго его спрашивают: ощущал ли он удары молотка? В первом ролике мне помогала ученица 10 класса Тая, а во втором – ее брат Миша. Я уверен, что они еще долго будут рассказывать, как проводили опыты по механике вместе со мной!
Данный урок изучает на наглядном примере первый закон Ньютона, называемый еще законом инерции: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на него не воздействует другое тело. В следующем опыте проиллюстрирована инерция движения и инерция покоя.
Для опыта используется тележка, привязанная веревкой к плоской наклонной поверхности, и лежащий на ней груз. Подняв тележку по поверхности за веревку, ее отпускают. При резкой остановке тележки, груз еще продолжает движение благодаря инерции движения.
Далее демонстрируется инерция покоя. Плоская поверхность устанавливается в горизонтальном положении. При резком движении тележки в любую из сторон груз движется в противоположную сторону. Так как время взаимодействия между грузом и тележкой не велико, груз стремится сохранить свое состояние покоя.
Читайте также:
- Годовая циклограмма внутренней системы оценки качества образования доу
- Развитие инклюзивного образования в москве кратко
- Автономная некоммерческая организация повышения уровня качества образования населения школа 21
- Установите взаимосвязь между строением и функциями клеточной мембраны кратко
- Правила этикета в школе и дома