Результат действия силы не зависит от точки приложения
Сила. Единицы силы.
Явление тяготения. Сила тяжести .
Скорость тела меняется при взаимодействии его с другими телами. Обычно говорят, что на тело действует сила или к нему приложена сила. Под действием силы тело меняет свою скорость.
Сила, действующая на тело, может не только изменить скорость всего тела, но и отдельных его частей. Изменение формы и размера тела называется деформацией.
Сила является мерой взаимодействия тел. В результате действия силы тела могут изменять свою скорость или деформироваться, т.е. изменять форму и размеры.
Сила – физическая величина, ее можно измерить. Сила, как и скорость, является векторной величиной. Она характеризуется не только числовым значением, но и направлением.
Результат действия силы на тело зависит от её модуля, направления и точки приложения.
За единицу силы принята сила, которая за время 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. Единица силы называется ньютон, обозначается 1 Н.
Используют также другие единицы силы – килоньютон (кН), миллиньютон (мН).
1 кН = 1 000 Н, 1 Н = 0,001 кН
На все тела на Земле действует сила притяжения Земли, кроме того небесные тела также притягиваются друг к другу.
Пример действия силы притяжения Земли:
брошенный камень падает вниз, идет снег или дождь
Притяжение всех тел Вселенной друг к другу называется всемирным тяготением.
Пример действия силы притяжения Земли к Луне:
приливы и отливы воды на Земле
И. Ньютон первым установил закон всемирного тяготения:
Силы притяжения между телами тем больше, чем больше массы этих тел. Силы притяжения между телами уменьшаются, если расстояния между ними увеличиваются.
Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести.
Сила тяжести обозначается F тяж , она всегда приложена к самому телу и направлена вертикально вниз.
Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела:
во сколько раз масса одного тела больше массы другого тела, во столько же раз сила тяжести, действующая на первое тело, больше силы тяжести, действующей на второе тело.
Если массы тел одинаковы – одинаковы и силы тяжести, действующие на эти тела.
Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, необходимо ускорение свободного падения g = 9,8 Н/кг умножить на массу этого тела.
Для измерения силы используется прибор, который называется динамометр.
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, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Сила. Единицы силы"
Сила. Единицы силы
«Знание – сила»
Фрэнсис Бэкон
Человек часто упоминает слово «сила» в быту. В рамках данной темы речь будет идти о силе, как о физическом понятии. Давайте вспомним тему про взаимодействие тел. Прыгая из лодки, человек действуете на неё, но и лодка действует на человека. Мяч, ударяясь о стенку, действует на неё, и, в тоже время, стенка оказывает ответное воздействие на мяч. На подобных примерах можно убедится, что действие не может быть односторонним, то есть, все тела действуют друг на друга – взаимодействуют. Только взаимодействие тел может изменить их скорость – это был главный вывод из темы о взаимодействии тел. При изучении темы, посвященной массе тела, было показано, что чем больше масса тела, тем меньше меняется его скорость в результате взаимодействия. Например, чтобы сдвинуть с места тележку, необходимо затратить меньшее усилие, чем для того, чтобы сдвинуть с места автомобиль. Приведем другой пример: можно привести в движение шарик на пружине.
Чем сильнее на него воздействовать, тем больше сожмется пружина. После того, как рука перестанет действовать на шарик, пружина распрямится, и уже она будет являться телом, действующим на шарик.
Также, можно ударить теннисный мяч ракеткой, тем самым изменив направление его скорости. И чем сильнее ударить по мячу, тем большую скорость он приобретёт. Итак, что же такое сила? Силой в физике называется количественная мера взаимодействия тел. Поскольку, это количественная мера, у неё есть числовое значение, то есть, сила является физической величиной. Можно заметить, что существенное значение имеет то, как направлена сила. Поэтому, сила – это векторная величина. Действительно, если толкнуть тележку вправо, то она и поедет вправо. А если толкнуть влево, то она и поедет влево. То есть, изменение скорости зависит не только от значения силы, но и от её направления. Сила обозначается латинской буквой F, и над этой буквой ставится стрелочка, показывающая, что это векторная величина.
Вектор силы: .
Если же букву F написана без стрелочки над ней, то речь идет о модуле силы, то есть только о её числовом значении.
Модуль силы: F.
В системе СИ сила измеряется в ньютонах [Н], в честь знаменитого физика Исаака Ньютона.
Именно Ньютон тщательнейшим образом изучал взаимодействие тел и внес огромный вклад в развитие физики в целом. Поскольку сила является причиной изменения скорости тела, за единицу силы принята такая сила, которая за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. Таким образом, 1 Н равен
Необходимо отметить, что сила характеризуется еще и точкой приложения. Приведем простой пример: если приложить горизонтально направленную силу к сидению стула, то стул просто сдвинется с места. А вот если приложить ту же силу к спинке стула, то он опрокинется. Другой пример: если ударить ногой по центру мяча, то он просто покатится в направлении удара, а вот если ударить ниже центра, то мяч полетит по воздуху.
На рисунках или чертежах силу, как и скорость, обозначают отрезком со стрелочкой. Началом отрезка всегда является точка приложения, а длина отрезка условно обозначает модуль силы (пропорционально другим силам на рисунке).
Сила может изменить не только скорость всего тела, но и отдельных его частей. Например, если мы сожмем пальцами маленький шарик, то при этом, не все частички шарика одинаково изменят скорость. Это приведет к изменению формы тела.
Такое изменение формы называют деформацией. Деформация может быть различной: это может быть растяжение или, наоборот, сжатие. А может быть изгиб или кручение.
Рассмотрим признаки действия какой-либо силы на тело. В первую очередь, это, конечно, изменение значения скорости: например, водитель автомобиля решил притормозить, чем вызвал изменение значения скорости. Также, признаком действия силы является изменение направления движения: в качестве примера можно привести отскок мяча от дерева. Два других признака относятся к деформации – это изменение размера или формы тела.
Упражнение 1. На рисунке представлены два автомобиля: красный и зеленый. Красный автомобиль разгоняется, а зеленый – тормозит. Направления скоростей автомобилей обозначены на рисунке. Определите направление силы, действующей на каждый из автомобилей.
Скорости обоих автомобилей направлены в одну и ту же сторону. Только вот красный автомобиль разгоняется, значит, и сила, действующая на него, направлена в сторону направления движения (то есть, она помогает движению и ускоряет автомобиль). А зеленый автомобиль тормозит, значит, сила, направлена против движения (то есть, она мешает движению и замедляет автомобиль). Из этого примера вы должны извлечь то, что сила направлена не в сторону скорости, а в сторону изменения скорости.
Упражнение 2. На рисунке показаны две силы, равные по модулю, а также линейка. Сколько вариантов движения линейки мы можем получить, используя различные точки приложения?
Самый простой вариант – это тянуть линейку в одну сторону: вправо, влево, вверх или вниз. В этом случае, конечно, линейка будет двигаться прямолинейно. Можно приложить силы и так, что линейка останется неподвижной (ведь силы будут равны по значению, но противоположны по направлению). И, наконец, самое интересное: можно заставить линейку вращаться. Если приложить одну силу к левому концу линейки, а другую – к правому концу линейки, направив её в противоположную сторону, чем первую, то линейка начнет вращаться. На самом деле, конечно, вариантов движения можно создать бесконечное число, поскольку можно найти бесконечное число точек приложения сил на линейке. Но в этом упражнении были рассмотрены основные варианты.
Основные выводы:
– Сила – это физическая величина, которая является количественной характеристикой взаимодействия тел или, говоря проще, сила – это мера взаимодействия тел.
– Сила является векторной величиной и в системе СИ измеряется в ньютонах.
– Под действием силы, тело может либо изменить скорость, либо деформироваться.
– Результат действия силы на тело зависит от её модуля, направления и точки приложения.
Тест по физике Силы 7 класс с ответами. Тест включает в себя 3 варианта. В каждом варианте по 6 заданий.
Вариант 1
1) может измениться как форма, так и скорость
2) не меняется ни скорость, ни форма
3) меняется только форма
4) меняются только скорости
1) только от модуля этой силы
2) только от направления этой силы
3) только от точки приложения этой силы
4) и от модуля, и от направления, и от точки приложения силы
1) Земля притягивает к себе тело
2) тело притягивает к себе Землю
3) тело притягивается к эталону массы
4) тело давит на весы
1) только от материала соприкасающихся тел
2) только от степени их обработки (шероховатости)
3) только от силы, прижимающей одно тело к поверхности другого
4) от всех перечисленных выше факторов
1) 4 Н и 1 Н
2) 1 Н и 0 Н
3) 4 Н и 0 Н
4) 1 Н и 4 Н
Вариант 2
1) только числовое значение скорости
2) только направление скорости
3) только форма
4) и числовое значение скорости, и ее направление, и форма
1) зависит только от моду ля этой силы
2) зависит только от направления этой силы
3) зависит и от модуля силы, и от ее направления
4) не зависит ни от модуля силы, ни от ее направления
только от массы тела
только от высоты, на которой находится тело
только от географической широты точки, в которой находится тело
от всех перечисленных выше факторов
1) постоянно уменьшаться
2) постоянно увеличиваться
3) оставаться неизменной
4) сначала уменьшаться, затем увеличиваться
5 Н и 0 Н
5 Н и 2 Н
3 Н и 0 Н
3 Н и 5 Н
Вариант 3
1) может изменить свою скорость, но не может изменить свою форму
2) может изменить как свою скорость, так и свою форму
3) может изменить свою форму, но не может изменить свою скорость
4) не может изменить ни свою скорость, ни свою форму
1) не изменится, так как в обоих случаях силы равны по модулю
2) не изменится, так как в обоих случаях силы одинаково направлены
3) изменится, так как точка приложения силы в этих двух случаях различна
4) может остаться прежним, а может и измениться, так как сила может быть направлена как вдоль стержня, так и под углом к нему
4. На какие тела (дом, Луна, падающий с дерева лист) сила тяжести действует постоянно?
только на дом
только на Луну
только на падающий с дерева лист
на все перечисленные выше тела
1) связана только с взаимным отталкиванием молекул, находящихся на поверхности тел
2) связана только с взаимным притяжением молекул, расположенных в местах контакта тел
3) связана и с притяжением, и с отталкиванием молекул, находящихся в местах контакта тел
4) не связана с взаимодействием молекул контактирующих тел
1) 1000 Н/м
2) 500 Н/м
3) 140 Н/м
4) 10 Н/м
Ответы на тест по физике Силы 7 класс
Вариант 1
1-1
2-4
3-3
4-1
5-4
6-2
Вариант 2
1-4
2-3
3-3
4-4
5-4
6-3
Вариант 3
1-2
2-4
3-3
4-4
5-3
6-1
Ускорения взаимодействующих тел обратно пропорциональны их массам:
Преобразовав это равенство получаем:
В правой и левой частях стоят равенства одинаковых величин для двух взаимодействующих тел, причем значения ускорений тел не зависят от условий их взаимодействия. Следовательно, можно считать, что произведение массы на ускорение характеризует взаимодействие тел и это произведение равно силе, действующей на тело со стороны другого тела, т.е. F = ma.
• Силой называют физическую величину, характеризующую взаимодействие тел и равную произведению массы тела и его ускорения. Поскольку ускорение векторная величина, а масса скалярная, то сила — векторная величина:
Единица силы является производной единицей СИ. [F] = [m][a]; [F] = 1 кг * 1 м/с*с. [F] = 1 Н (1 ньютон).
Один ньютон — это такая сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с*с.
Результат действия силы зависит от ее модуля, направления и точки приложения. Например, дверную ручку прикрепляют, как можно дальше от петель, на которых она висит, поскольку, чем ближе к петлям подействовать силой, тем труднее открыть дверь.
Прибор для измерения силы называется динамометр. В соответствии с законом Гука удлинение пружины прямо пропорционально силе упругости, поэтому по удлинению пружины можно судить о приложенной к пружине силе, которая равна силе упругости.
Принцип суперпозиции сил
Обычно на тело действует сразу несколько сил. Например, на тело, падающее в воздухе, действует сила тяжести mg и сила сопротивления воздуха F; на груз висящий на нити, действует сила тяжести mg и сила упругости нити T.
При этом действие каждой силы не зависит от действия других, т.е. каждая сила сообщает телу такое ускорение, какое она сообщила бы ему в отсутствии действия других сил. Это действие носит название принципа независимости действия сил или принципа суперпозиции сил. Поэтому при расчете ускорения движения тела все действующие на него силы заменяют одной силой.
• Равнодействующей силой называют силу, которая оказывает на тело такое же действие, как и все действующие на него силы вместе.
На рисунке выше изображено как найти равнодействующую если:
1) силы направлены в одну сторону;
2) силы направлены в разные стороны;
3) силы направлены в разные стороны и равны друг другу.
На следующем рисунке изображено, как найти равнодействующую сил, если силы направлены под углом друг относительно друга. Силы достраиваются по правилу параллелограмма и находится гипотенуза одного из треугольников по теореме Пифагора.
Второй закон Ньютона для материальной точки в ИСО
представляет собой определение понятия силы. Второй закон Ньютона устанавливает зависимость ускорения одного из взаимодействующих тел от его массы и действующей на него силы.
Наблюдения и опыты свидетельствуют о том, что ускорение, которое приобретает тело при взаимодействии прямо пропорционально действующей на него силе.
Ускорение, которое приобретают тела под действием одинаковой силы, зависят от массы тел, оно обратно пропорционально массе тел.
Например, грузовому автомобилю требуется большее время, чем легковому, для того, чтобы остановиться. Из этого примера следует, что чем больше масса тела, тем меньшее ускорение оно получает под действием некоторой постоянной силы.
Обобщив результаты, можно сделать вывод:
• Ускорение a, с которым движется тело, прямо пропорционально приложенной к телу силе F и обратно пропорционально массе тела m.
Направление ускорения тела всегда совпадает с направлением действующей на него силы.
Если на тело действует несколько сил, то в формулу второго закона Ньютона будет входить сумма всех сил, т.е. равнодействующая сила.
В ньютоновской механике ускорение тел обусловлено только их взаимодействиями. Следовательно, второй закон Ньютона справедлив в инерциальных системах отсчета (ИСО).
Читайте также: