Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6: Застосування законів Ньютона

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    75465

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    • Зрозумійте, коли рух об'єкта може бути змодельований як одновимірний (лінійний).
    • Вміти розробляти моделі для об'єктів, що зазнають лінійного руху.
    • Вміти розробляти моделі для об'єктів, що зазнають кругового руху.
    • Вміти розробляти моделі для об'єктів, що зазнають довільного тривимірного руху.
    • Зрозумійте сили, що беруть участь в круговому русі, і зрозумійте, що «доцентрові» і «відцентрові» сили насправді не є силами.

    У цьому розділі ми детальніше розглянемо, як використовувати Закони Ньютона для побудови моделей для опису руху. У той час як попередня глава була зосереджена на виявленні сил, які діють на об'єкт, ця глава зосереджена на використанні цих сил для опису руху об'єкта.

    Закони Ньютона призначені для опису «точкових частинок», тобто об'єктів, які можна розглядати як точку і, таким чином, не мають орієнтації. Блок, що ковзає з пагорба, людина на каруселі, птах, що летить по повітрю, можуть бути змодельовані як точкові частинки, до тих пір, поки нам не потрібно моделювати їх орієнтацію. У всіх цих випадках ми можемо моделювати сили на об'єкт, використовуючи діаграму вільного тіла, оскільки місце, де зусилля прикладені до об'єкта, не має значення. У наступних розділах ми представимо інструменти, необхідні для застосування Другого закону Ньютона до об'єктів, які можуть обертатися, де ми побачимо, що місце, де діє сила, має значення.

    прелюдія

    Якщо людина гойдається на гойдалках, де пошкоджені мотузки, де найімовірніше зламаються мотузки?

    1. внизу траєкторії, коли швидкість найбільша.
    2. у верхній частині траєкторії, коли швидкість дорівнює нулю.
    3. в точці траєкторії, де швидкість дорівнює половині її максимального значення.

    • 6.1: Статика
      У статичних ситуаціях прискорення об'єкта дорівнює нулю. За Другим законом Ньютона це означає, що векторна сума сил (і крутних моментів, як ми побачимо в наступному розділі), що діють на об'єкт, повинна дорівнювати нулю. У динамічних ситуаціях прискорення об'єкта ненульове.
    • 6.2: Лінійний рух
      Ми можемо описати рух об'єкта, вектор швидкості якого безперервно не змінює напрямок як «лінійний» рух. Наприклад, об'єкт, який рухається по прямій в певному напрямку, потім різко змінює напрямок і продовжує рухатися по прямій лінії, може бути змодельований як зазнає лінійного руху над двома різними сегментами. Об'єкт, що рухається по колу, з його вектором швидкості, безперервно змінюваним напрямком, не вважатиметься, що зазнає лінійного руху.
    • 6.3: Рівномірний круговий рух
    • 6.4: Нерівномірний круговий рух
    • 6.5: Резюме
    • 6.6: Думаючи про матеріал
    • 6.7: Проблеми та рішення

    Мініатюра: Стокові автомобілі, що перегони в гонці Великого національного дивізіону на Iowa Speedway у травні 2015 року. Автомобілі часто розвивають швидкість 200 миль/год (320 км/год)