Movimento del corpo sotto l'azione della gravità: una definizione di formula

Il movimento del corpo sotto la gravità è un tema centrale nella fisica dinamica. Quella sezione si basa sulla dinamica delle tre leggi di Newton, lui sa scolaro anche ordinaria. Cerchiamo di capire a fondo l'argomento, e un articolo che descrive in dettaglio ogni esempio ci aiuterà a rendere lo studio del movimento del corpo sotto la forza di gravità come utile.

Un po 'di storia

Da tempo immemorabile, le persone a guardare con curiosità i vari eventi che si svolgono nella nostra vita. L'umanità per lungo tempo non riusciva a capire i principi e la disposizione di molti sistemi, tuttavia, un lungo cammino per esplorare il mondo intorno portato i nostri antenati per la rivoluzione scientifica. In questi giorni in cui la tecnologia sta sviluppando con una velocità incredibile, la gente quasi non pensano come utilizzare questi o altri meccanismi.

Nel frattempo, i nostri antenati hanno sempre interessato enigmi processi naturali e la struttura del mondo, alla ricerca di risposte alle domande più difficili, e non cessò di imparare, ma non ha trovato le risposte. Ad esempio, il famoso scienziato Galileo Galilei nel 16 ° secolo per fare una domanda: "Perché il corpo cade sempre verso il basso, che cosa è la forza li attira a terra" Nel 1589 realizza una serie di esperimenti, i cui risultati hanno dimostrato di essere molto prezioso. Ha studiato in dettaglio le leggi della caduta libera di vari organismi, lancio di oggetti dalla famosa torre di Pisa. Le leggi, che ha guidato, sono state migliorate e le formule descritte in dettaglio un altro celebre scienziato inglese – Sir Isaakom Nyutonom. Che possiede tre della legge, che si basa praticamente su tutta la fisica moderna.

Il fatto che le leggi del moto dei corpi, descritti più di 500 anni fa, sono rilevanti ai giorni nostri, è che il nostro pianeta è soggetto alle stesse leggi. L'uomo moderno deve essere almeno superficialmente esaminare i principi di base della disposizione del mondo.

Concetti di base della dinamica e supporto

Al fine di comprendere pienamente i principi di questo movimento, si deve prima prendere familiarità con alcuni dei concetti. Così, i termini teorici più necessari:

• Interazione – è l'impatto dei corpi contro l'altro, in cui si verifica la variazione o l'inizio del loro movimento rispetto all'altro. Ci sono quattro tipi di interazione: elettromagnetico, deboli, forti e gravitazionali.
• Velocità – una grandezza fisica che indica la velocità con cui il corpo si muove. Velocità è un vettore, per esempio, ha non solo il valore, ma anche la direzione.
• Accelerazione – il quantitativo che ci mostra il tasso di variazione della velocità del corpo in un periodo di tempo. E 'anche una quantità vettoriale.
• La traiettoria del modo – una curva, e talvolta – una linea retta che delinea il corpo in movimento. Con un percorso di moto rettilineo uniforme può coincidere con il valore di spostamento.
• Path – una lunghezza di percorso, vale a dire, per quanto il corpo è stato tenuto per un certo periodo di tempo.
• sistema inerziale di riferimento – un ambiente in cui si è prima legge di Newton, cioè, il corpo mantiene il suo slancio, con la condizione che tutto assente qualsiasi forza esterna.

I concetti di cui sopra è sufficiente per disegnare o presentare al capo della simulazione cinematica corpo sotto l'influenza della gravità con competenza.

Cosa vuol dire la forza?

Passiamo al concetto di base del nostro tema. Così, la potenza – è il valore, il cui significato è l'impatto o l'influenza di un corpo su un altro quantitativamente. A forza di gravità – è la forza che agisce su ogni corpo assolutamente si trovano su o in prossimità della superficie del nostro pianeta. La domanda è: da dove viene questo stesso potere? La risposta sta nella legge di gravitazione universale.

Cos'è la gravità?

Su qualunque corpo è influenzato dalla forza gravitazionale terrestre, che gli conferisce una certa accelerazione. Gravità è sempre direzione verticale verso il centro del pianeta. In altre parole, la forza di gravità tira oggetti verso la Terra, è per questo che le cose cadono sempre verso il basso. Si scopre che la forza di gravità – questo è un caso particolare della forza gravitazionale. Newton ha portato una delle formule principali per la ricerca di una forza di attrazione tra i due corpi. Sembra in tal modo: F = G * (m x ₁ m ₂₎ / R ^2.

Qual è l'accelerazione di gravità?

Il corpo, che è stato rilasciato da una certa altezza, volando sempre verso il basso sotto la forza di gravità. Movimento del corpo sotto l'influenza della gravità verticalmente su e giù può essere descritto dalle equazioni cui costante di base sarà il valore dell'accelerazione "g". Tale valore è determinato esclusivamente dalla forza di gravità, e il suo valore è approssimativamente uguale a 9.8 m / s ^2. Risulta che il corpo è gettato da un'altezza di velocità zero iniziale, si sposta fino al valore dell'accelerazione "g".

Il movimento del corpo sotto l'azione della gravità: la formula per la soluzione

La formula di base della constatazione gravità è la seguente: F _gravità = m x g, dove m – è la massa del corpo su cui la forza agisce, e "g" – accelerazione caduta libera (per semplificare l'attività viene considerato pari a 10 m / s ²⁾ .

Ci sono diverse formule utilizzate per la ricerca di un particolare sconosciuto con il movimento libero del corpo. Ad esempio, al fine di calcolare la traiettoria percorsa dal corpo, è necessario sostituire i valori noti in questa formula: S = ₀ V x t + a x t ^2/2 (percorso uguale alla somma dei prodotti della velocità iniziale moltiplicato per il tempo e l'accelerazione al tempo al quadrato, diviso 2).

Le equazioni per descrivere il movimento verticale del corpo

Movimento del corpo sotto l'influenza della gravità verticalmente l'equazione, che è la seguente: x = x ₀ + v ₀ x t + a x t ^2/2 Usando questa espressione, è possibile trovare le coordinate del corpo in un tempo noto. È necessario semplicemente sostituire un valori noti problemi: partendo posizione, la velocità iniziale (se il corpo non viene semplicemente rilasciato, e spinto con una certa forza) e accelerazione, in questo caso è uguale all'accelerazione g.

Allo stesso modo può essere trovato e velocità del corpo che si muove sotto l'azione della gravità. L'espressione per reperire le incognite in qualsiasi momento: v = v ₀ + g x t (il valore iniziale della velocità può essere uguale a zero, allora la velocità sarà uguale al prodotto dell'accelerazione gravitazionale per il valore di tempo in cui il corpo fa un movimento).

Il movimento dei corpi sotto l'azione della gravità: sfide e soluzioni

Nel risolvere molti problemi connessi con la gravità, si consiglia il seguente piano:

1. Determinare per se stessi una vantaggiosa sistema di riferimento inerziale è di solito fatta di scegliere la Terra, perché soddisfa molti dei requisiti della norma ISO.
2. Disegnare un piccolo disegno o un quadro, che raffigura le principali forze che agiscono sul corpo. Movimento del corpo sotto l'influenza della gravità assume un disegno o un diagramma che indica la direzione in cui il corpo si muove, se agisce un'accelerazione uguale g.
3. Poi scegliere la direzione di proiettare forze e accelerazioni ottenuti.
4. Registra incognite e determinare la loro direzione.
5. Infine, utilizzando la formula di cui sopra per risolvere i problemi, per calcolare le incognite sostituendo i dati nell'equazione per reperire l'accelerazione e la distanza percorsa.

soluzione chiavi in mano un compito facile

Quando si tratta di un fenomeno come il movimento del corpo sotto l'azione della gravità, per determinare come pratico modo per risolvere il compito può essere difficile. Tuttavia, ci sono alcuni trucchi che utilizzano il quale si può facilmente risolvere anche il compito più difficile. Così, spieghiamo agli esempi viventi di come risolvere questo o quel problema. Cominciamo con un facile capire il problema.

Un corpo liberato da un'altezza di 20 m senza velocità iniziale. Determinare per quanto tempo si raggiunge la superficie della terra.

La soluzione: sappiamo traiettoria percorsa dal corpo, è noto che la velocità iniziale è pari a 0. Inoltre, possiamo determinare che il corpo agisce sul solo la forza di gravità, si scopre che il movimento del corpo sotto l'azione della gravità, e quindi si deve usare questa formula: S = V ₀ x T + A x t ^2/2. Dal momento che nel nostro caso a = g, poi dopo alcune trasformazioni si ottiene la seguente equazione: S = g x t ² / 2. E ora resta solo il tempo espressa attraverso questa formula, troviamo che t = ² 2S / g. Sostituendo il valore noto (in questo caso assume che g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. Di conseguenza, t = 2 s.

Quindi la nostra risposta: il corpo cadere a terra per 2 secondi.

Trucco per risolvere rapidamente il problema, è il seguente: si può notare che il movimento del corpo descritto nella seguente problema si verifica in una direzione (in senso verticale verso il basso). È molto simile al moto uniformemente accelerato, poiché l'organismo non forza diversa dalla forza di gravità (forza di resistenza dell'aria è trascurato). A causa di questo possiamo usare la formula per trovare un percorso facile in moto uniformemente accelerato, passando la disposizione immagini disegni agendo sulle forze di massa.

Un esempio dei compiti più difficili

Ora vediamo il modo migliore per risolvere il problema sul movimento del corpo per gravità, se il corpo non si muove in senso verticale, ma ha un movimento più complesso.

Ad esempio, il compito successivo. Alcuni oggetto in movimento massa m con un'accelerazione sconosciuta lungo il piano inclinato, il coefficiente di attrito è pari a k. Determinare il valore di accelerazione, che è disponibile durante il moto del corpo quando l'angolo di inclinazione α è noto.

Soluzione: è necessario sfruttare il piano, che è descritto sopra. Il primo tiraggio un piano inclinato immagine del corpo e tutte le forze che agiscono su di essa. Si scopre che ha tre componenti: la forza di gravità, l'attrito e la forza di reazione pavimento. Sembra equazione generale come forze risultanti: F _attrito + N + mg = ma.

La caratteristica principale del problema è la condizione di inclinazione α. Quando si proietta forze sull'asse bue e asse oy, tale condizione deve essere preso in considerazione, poi si ottiene la seguente espressione: mg α x sin – F _attrito = ma (asse bue) e N – mg x cos α = F _attrito (per oy asse) .

F _attrito viene facilmente calcolato facendo la forza di attrito formula, è pari a k x mg (coefficiente di attrito moltiplicato per il prodotto del peso e l'accelerazione di gravità). Dopo che tutti i calcoli rimangono solo sostituendo i valori ottenuti nella formula, si ottiene un'equazione semplificato per calcolare l'accelerazione a cui il corpo si muove lungo il piano inclinato.