Урок 38 Лекція. Закони динаміки. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи



Скачати 45.39 Kb.
Дата конвертації05.03.2017
Розмір45.39 Kb.
Урок 38

Лекція. Закони динаміки. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку. Принцип відносності Галілея.

Мета. Формувати знання про явище інерції та інертності тіл, її зв’язок з масою тіл, закони Ньютона, зокрема першого закону; розвивати кругозір, уяву, логічне мислення; виховувати інтерес до предмета.

Тип уроку. Урок вивчення нового матеріалу (лекція).

Хід уроку

І. Організаційний момент.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Ми з’ясували, що причиною зміни швидкості руху є дія на дане тіло інших тіл, причому, зміна швидкості тіла внаслідок впливу на нього ззовні триває весь час, поки триває дія; але як тільки припиняється зовнішній вплив, припиняється і зміна швидкості. Проте рух не припиняється; він продовжується рівномірно і прямолінійно з тією ж швидкістю, з якою тіло рухалося в момент припинення впливу інших тіл. Таке явище називається інерцією. Сьогодні це явище ми розглянемо з іншого боку, з’ясуємо його зв’язок із системою відліку.


ІІ. Вивчення нового матеріалу.

Повсякденний досвід, спостереження й досліди показують, що тіла самі по собі не змінюють своєї швидкості, а змінюють її лише тоді, коли на них діють інші тіла. Наприклад, потяг перебуває в спокої доти, поки елек­тровоз не почне його тягнути. Швидкість автомобіля після вимкнення двигуна зменшується внаслідок тертя коліс об дорогу і опору повітря. Кинутий угору камінь сповільнює свій рух під дією притягання Землі: швид­кість його зменшується до нуля, а потім під дією того ж притягання камінь падає на землю і його швидкість зростає.

У всіх розглянутих прикладах швидкість тіла і його напрям змі­нювалась внаслідок дії на нього інших тіл. Стан спокою є за своїм змістом відносним: швидкість тіла визна­чається вибором системи відліку. Тому наведене вище твердження можна формулювати дещо інакше: модуль і напрям швидкості тіла змінюється лише внаслідок впливу на нього інших тіл.

Тіло, на яке не діють інші тіла, називають ізольова­ним. У такому випадку можна сказати, що ізольоване тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху.

Саме такі висновки зробив відомий фізик Ісаак Ньютон.

Ньютонові закони руху (або просто закони Ньютона) — це фундаментальні закони класичної механіки. Таких законів є три. Вони були вперше опубліковані Ісааком Ньютоном в праці «Математичні начала натуральної філософії» (1687) та застосовані ним для пояснення багатьох фізичних явищ, пов'язаних з рухом фізичних тіл.

Перший закон Ньютона твердить, що всім тілам притаманна властивість зберігати свою швидкість сталою, якщо на нього не діють інші тіла, або дія інших тіл компенсується., і формулюється так: в інерціальних системах відліку, що рухаються поступально, зберігають свою швидкість сталою, якщо на них не діють інші тіла, або дія інших тіл скомпенсована.

, , або ϑ = 0.

І закон Ньютона застосовується для:


  • інерціальних систем відліку;

  • макро- і мегасвітів;

  • руху зі швидкостями,набагато меншими від швидкості світла.

Цей закон справджується не в усіх системах відліку. Розрізняють інерціальні системи відліку і неінерціальні системи відліку.

Інерціальні системи відліку - це системи, щодо яких матеріальна точка при відсутності на неї зовнішніх впливів або їх взаємної компенсації спочиває або рухається рівномірно і прямолінійно.

Інерціальних систем існує нескінченна безліч. Система відліку, пов'язана з поїздом, що йде з постійною швидкістю за прямолінійним ділянці шляху, - теж інерціальна система (наближено), як і система, пов'язана з Землею. Всі інерціальні системи відліку утворюють клас систем, які рухаються один відносно одного рівномірно і прямолінійно. Прискорення будь-якого тіла в різних інерціальних системах однакові.

Інерціальні є й системи відліку, які рухаються рівномірно і прямолінійно відносно будь-якої інерціальної системи відліку. Галілей встановив, що ніякими механічними дослідами, поставленими всередині інерціальної системи відліку, неможливо установити, спочиває ця система чи рухається рівномірно і прямолінійно. Це твердження носить назву принципу відносності Галілея або механічного принципу відносності.

Принцип відносності Галілея: у всіх інерціальних системах відліку всі механічні процеси протікають однаково.

Системи відліку, в яких перший закон Ньютона не виконується, називають неінерціальними.



Неінерціальна система відліку – це система відліку, яка рухається з прискоренням відносно інерціальної системи відліку.
На минулому уроці, ми говорили , що мірою інерції тіла щодо поступального руху є маса, а щодо обертального — момент інерції.

Перший закон Ньютона стосується саме руху тіл за відсутності дії на нього інших тіл, тому його називають законом інерції.



Закон інерції (Г.Галілея): якщо на тіло не діють інші тіла або їхня дія скомпенсована, то тіло рухається прямолінійно й рівномірно або знаходиться в стані спокою.
ІІІ. Закріплення нового матеріалу.

Усне розв’язування задач.

  1. До матеріальної точки прикладені двісили. За якої умови точка буде рухатися рівномірно прямолінійно? (Згідно з І законом Ньютона, дія цих сил повинна бути скомпенсована,тобто їх векторна сума має дорівнювати нулю).

  2. Чи всі точки тіла, яке рухається за інерцією, мають однакову швидкість? (Якщо тіло здійснює поступальний рух, то всі його точки мають однакову швидкість, якщо обертальний рух – ні.)

  3. Поясніть, чому небезпечно переходити дорогу близько до автомобіля,який гальмує перед перехрестям на червоний сигнал світлофора? (Автомобіль не може зупинитися миттєво після вимкнення двигуна, а продовжує рухатися за інерцією).

  4. Яке з двох коліс мотоцикла слід блокувати під час різкого гальмування? (Різко загальмувавши, мотоцикл продовжує рухатися за інерцією, тому блокувати необхідно заднє колесо. У цьому разі мотоцикл від дії сили тертя не перекинеться, оскільки збільшується реакція опори, прикладена вгору до переднього колеса).

  5. Який рух здійснить тіло водія у випадку зіткнення автомобіля з перешкодою? (Якщо автомобіль зіткнеться з перешкодою, то водій рухатиметься вперед, зберігаючи початкову швидкість).

  6. Автомобіль з несправними гальмами суворо заборонено транспортувати на гнучкому тросі. Чому? (Автомобіль, який транспортують, не зможе загальмувати, маючи несправні гальма, і продовжить рухатися вперед за інерцією,що може привести до зіштовхування автомобілів).



Перегляд відео фрагменту «Ісаак Ньютон».

Підсумок уроку.

Домашнє завдання. Опрацювати §17. Питання після параграфа


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка