Interaktion mellem kroppe i fysik. Interaktion af legemer Formel for forbindelsen mellem accelerationer og masser af interagerende legemer
4.1. Interaktion mellem kroppe– kroppes indvirkning på hinanden, dvs. Legemernes handling på hinanden er altid en tovejshandling.
Eksempler:
Interaktionen er vist med pile:
∙ terning virker på overfladen - overflade på terning,
∙ kugle på tråd – tråd på kugle,
∙ motorens trækkraft gennem hjulene virker fremad - vejens friktionskraft virker baglæns gennem hjulene,
4.2. Konsekvensen af interaktionen er – forstyrrelse af kroppens hvile, ændring i dens hastighed eller deformation, dvs. ændring i kropsform.
Et illustrativt eksempel:
Konklusion af erfaring:
Jo mere masse, jo mere inert er kroppen.
Jo mere hastigheden af en krop ændrer sig under interaktion, jo stærkere modstår kroppen forstyrrelse af hvile og ændringer i hastighed.
Eksempel fra det praktiske liv:
+ 
Med samme slagkraft er det sværere at ændre hastigheden på et massivt legeme, dvs. ved toget.
4.3. Træghed i den fysiske krop– dette er en fysisk krops egenskab til at opretholde fred eller hastighed.
Eksempler:(Se i 4.2.)
4.4. Kropsmasse– en fysisk størrelse, der er et mål for et legemes inerti: Jo større kroppens masse er, jo mere inert er kroppen.
Massenheder: 1 kg (SI)– lig med massen af det internationale prototypekilogram, som blev opnået ved sammenligning med massen af 1 liter vand under visse forhold.
Kommentar: prototypen på 1 kg er opbevaret i Sevres nær Paris, i International Chamber of Weights and Measures.
Ikke-systemmasseenheder:
1t = 1000 kg = 10³kg,
1g = 0,001 kg = 10¯³kg,
1 mg = 0,000 001 kg = 10¯⁶kg.
Eksempler på masser:
M s = 1,99 ∙ 10³° KG,
m E = 9,11 ∙ 10¯³¹KG.
To måder at måle kropsvægt på
4.5. Formel for forholdet mellem masser og hastigheder under interaktion(Figur i 4.2.):
M₁ − … m₂− … ₁ − … ₂ − …
4.6. Måling af kropsmasse ved hjælp af samspillet mellem to legemer, hvoraf den ene har en referencemasse, dvs. kendt masse:
Fysik
Kropsmasse
Interaktion mellem kroppe.Årsagen til en ændring i en krops bevægelseshastighed er altid dens interaktion med andre kroppe.Konstans af forholdet mellem accelerationsmoduler. Når to legemer interagerer, ændres hastighederne af både det første og det andet organ altid, dvs. begge kroppe opnår acceleration. Accelerationsmodulerne for to interagerende legemer kan være forskellige, men deres forhold viser sig at være konstant for enhver interaktion:
Inerti af legemer. Konstansen af forholdet mellem accelerationsmodulerne for to legemer under enhver af deres interaktioner viser, at legemerne har en egenskab, som deres acceleration under interaktioner med andre legemer afhænger af.Jo mindre en krops hastighed ændres, når den interagerer med andre legemer, jo tættere er dens bevægelse på ensartet retlinet bevægelse ved inerti. Sådan en krop kaldes mere inert.
Alle legemer har egenskaben inerti. Den består i, at det tager lidt tid at ændre hastigheden af en krop, når den interagerer med andre kroppe.
Kropsmasse. Egenskaben ved et legeme, som dets acceleration, når det interagerer med andre kroppe afhænger, kaldes inerti. Et kvantitativt mål for inerti er kropsvægt. Jo mere masse et legeme har, jo mindre acceleration modtager det under interaktion.
Derfor er det i fysik accepteret, at forholdet mellem masserne af vekselvirkende legemer er lig med det omvendte forhold mellem accelerationsmodulerne:
m1/m2 =a2/a1 (5.2)Kropsmasse er en fysisk størrelse, der kendetegner dens inerti.
Densitet af stof. Masseforhold m kroppen til dens volumen V kaldes stoffets massefylde:
Tæthed udtrykkes i kilo per kubikmeter, densitetsenheden er 1 kg/m3.
Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0
Brug af webstedsmateriale er muligt under forudsætning af et aktivt link.
Fra observationer kan det bemærkes, at kroppe kun ændrer deres hastighed i nærvær af en ukompenseret handling. Da hastighedsændringen i hastighed er karakteriseret ved kroppens acceleration, kan vi konkludere, at årsagen til accelerationen er den ukompenserede virkning af en krop på en anden. Men én krop kan ikke handle på en anden uden at opleve dens virkning på sig selv. Følgelig opstår acceleration, når kroppe interagerer. Begge interagerende kroppe opnår acceleration. En kendsgerning mere kan fastslås ud fra observationer: med den samme handling opnår forskellige kroppe forskellige accelerationer.
Træghed - dette er en krops egenskab til at holde sin hastighed konstant (det samme som inerti). Det kommer til udtryk ved, at det tager lidt tid at ændre kroppens hastighed. Processen med at ændre hastighed kan ikke være øjeblikkelig.
For eksempel For eksempel kan en bil, der bevæger sig langs vejen, ikke stoppe øjeblikkeligt, at det tager noget tid at reducere hastigheden, og i løbet af denne tid formår den at bevæge sig et ret langt stykke (tivis af meter). (Kryd forsigtigt vejen!!!)
Inertimålet er inertimasse.
Masse (inert) er et mål for en krops inerti.
Jo mere inert et legeme er, jo større er dets masse. Jo større inerti, jo mindre acceleration. Følgelig, jo større kroppens masse er, desto lavere er accelerationen: a ~ 1 m \boxed(a\sim\frac 1m) .
Denne afhængighed er skrevet på den eneste rigtige måde, fordi form m ∼ 1 a m \sim \frac 1aikke sandt. Masse kan ikke afhænge af acceleration, det er en egenskab ved kroppen, og acceleration er en karakteristik af kroppens bevægelsestilstand.
Denne afhængighed bekræftes af talrige eksperimentelle resultater.
Ris. 2 Måling af masse ved metoden til vekselvirkning af legemer.
To kroppe, der er fastgjort sammen af en komprimeret fjeder, begynder efter at have brændt tråden, der holder fjederen ud, at bevæge sig i nogen tid med acceleration (fig. 1). Erfaring viser, at for enhver vekselvirkning mellem disse to legemer er forholdet mellem kroppens accelerationer lig med det omvendte forhold mellem deres masser:
\[\frac(a_1)(a_2) = \frac(m_2)(m_1);\]
hvis vi tager den første masse som reference (m 1 = m fl m_1 = m_\mathrm(fl)), så er m 2 = m fl a fl a 2 m_2 = m_\mathrm(fl)\frac(a_\mathrm( fl)) (a_2) .
Vægt, målt ved interaktion (måling af acceleration) kaldesinert .
Måling af masse ved at veje legemer.
Den anden metode til at måle masse er baseret på at sammenligne Jordens virkning på forskellige kroppe. En sådan sammenligning kan udføres enten sekventielt (først bestemmes fjederens spænding under påvirkning af referencemasser og derefter under påvirkning af kroppen under undersøgelse under samme betingelser), eller på samme tid placeres det undersøgte legeme på ligearmede vægtstangsvægte på den ene pande og referencemasserne på den anden (fig. 2).
Ris. 2
|
| Ris. 3 |
Masse målt ved vejning kaldes gravitationel.
Som standard for begge masser er massen af et legeme fremstillet i form af en cylinder med en højde på 39 mm 39\\mathrm(mm) og en diameter på 39 mm 39\\mathrm(mm), fremstillet af en legering af 10 % iridium og 90 % platin (fig. .3).
I 1971 fandt vores landsmænd Braginsky og Panov op med og gennemførte et eksperiment, der sammenlignede gravitations- og inertimasse. Det viste sig, at med en nøjagtighed på 10 - 12 10^(-12)%, er disse masser ens.
Det faktum var kendt tidligere, og tjente som grundlag for Einsteins formulering af ækvivalensprincippet.
Ækvivalensprincip fastslår, at
1) acceleration forårsaget af gravitationsinteraktion i et lille område af rummet, og over et kort tidsinterval, der ikke kan skelnes fra en accelereret bevægelig referenceramme.
2) et accelereret bevægeligt legeme svarer til et stationært legeme placeret i et gravitationsfelt.
Eksempel 1.
To legemer med en masse på 400 g 400\ \mathrm(g) og 600 g 600\ \mathrm(g) bevægede sig mod hinanden og stoppede efter sammenstødet. Hvad er hastigheden af den anden krop? Hvis den første bevægede sig med en hastighed på 3 m/s 3\ \mathrm(m)/\mathrm(s) ?
Du ved allerede, at kroppe, hvis de ikke blev påvirket af andre kroppe, friktion og luftmodstand, konstant ville bevæge sig eller være i hvile.
Lad os lave et eksperiment.
Vi bøjer pladen fastgjort til vognen og binder den med tråd. Sætter du ild til tråden, vil pladen rette sig ud, men vognen ender samme sted.
Lad os gentage dette eksperiment med to identiske vogne. Vi vil vedhæfte en anden lignende vogn til den bøjede plade. Efter at tråden er brændt ud og pladen retter sig, vil vognene bevæge sig et stykke fra hinanden. Når en krop virker på en anden, ændres deres hastighed.
Således ændrer kroppe kun deres hastighed, når de interagerer, det vil sige når en krop virker på en anden.
Se et spil billard eller curling. Når en krop virker på en anden, det vil sige under deres interaktion, ændres hastigheden for begge kroppe.
Husk den berømte tegneserie "The Adventures of Captain Vrungel". Ved hjælp af flasker champagne var han i stand til at fortsætte sin rejse på yachten "Trouble". Under samspillet mellem champagneproppen og selve flasken bevægede begge disse kroppe sig i modsatte retninger, hvilket gav yachten bevægelse fremad.
Lad os lave endnu et eksperiment med vogne. Lad os nu lægge en ekstra belastning på en af vognene. Lad os se, hvordan vognenes hastigheder ændrer sig under sådanne forhold.
Mange af jer, ved at bruge jeres livserfaringer, har allerede gættet, hvad der vil ske.
Efter at tråden er brændt ud, vil vognene bevæge sig en vis afstand. Selvfølgelig vil en vogn med en ekstra last ændre sin hastighed mindre end uden den. Ved at sammenligne ændringen i hastigheder efter interaktion kan vi bedømme deres masser: hvis hastigheden på en vogn er tre gange større, vil dens masse derfor være tre gange mindre.
Lad os se på eksempler.
To biler kører langs vejen med samme hastighed. Den ene er en lastbil, den anden er en personbil. Hvilken vil tage længere tid at stoppe?
Det er klart, at en lastbil skal bruge mere tid til at stoppe.
Hvilken vogn er sværere at flytte: tom eller fuldt læsset? Det er sværere at flytte en læsset vogn.
Lad os konkludere: et legeme med større masse er mere inert, det vil sige, at det "forsøger" længere at opretholde sin hastighed uændret. Et legeme med mindre masse er mindre inert, da dets hastighed ændrer sig mere.
Således er målet for legemers inerti kroppens masse.
Kropsmasse er en fysisk størrelse, der er et mål for en krops inerti.
Massen af et legeme kan ikke kun findes ved at sammenligne ændringen i legemers hastigheder under deres interaktion, men også ved at veje.
Masse betegnes med bogstavet m "em".
I det internationale system af enheder SI tages et kilogram som en masseenhed.
Et kilogram er standardens masse. Det internationale standardkilogram opbevares i Frankrig. I overensstemmelse med standarden blev der lavet 40 nøjagtige kopier, hvoraf den ene er opbevaret i Rusland, nemlig i St. Petersborg på Metrologiinstituttet.
Andre enheder bruges også til at måle masse: ton, gram, milligram.
1t=1000 kg
1 kg=1000g
1 kg=1.000.000 mg
1 g = 0,001 kg
1 mg=0,000001 kg
Kropsvægt kan bestemmes ved hjælp af skalaer. I dit liv er du stødt på forskellige typer skalaer:
-håndtag,
- forår,
- elektronisk.
Vi vil bruge laboratorievægte. De kaldes også løftestangsvægte. Princippet med at veje på en vægtstangsvægt er balancering. Et legeme, hvis masse skal kendes, placeres på den ene plade af vægten. Vægte, hvis masse er kendt for os, placeres på den anden bakke af vægten.
I en tilstand af ligevægt vil vægtens samlede masse være lig med massen af det legeme, der vejes.
Ved vejning skal visse regler følges:
1. Tjek vægten, før du begynder at veje: den skal være i balance.
2. Placer kroppen, der skal vejes, på venstre vægt og vægtene til højre.
3. Efter afbalancering af begge skåle, beregne den samlede masse af vægte, du har brug for.
Husk, at når to kroppe interagerer, ændres deres hastigheder. Hastigheden ændrer sig mere for kroppen, hvis masse er mindre og omvendt. Ved at måle hastigheden kan vi beregne kroppens masse. Vi kan også bestemme kropsvægten ved hjælp af vægte.
