ЕЛЕМЕНТАРНІ ВІДОМОСТІ ЗМЕХАНІКИ.
20 МЕХАНІЧНИЙ РУХ.ВІДНОСНІСТЬ РУХУІСПОКОЮ
Вдалині на дорозі видноавтомобіль. Ми не чуємо шуму його двигуна і не бачимо, чи обертаються йогоколеса. Як визначити, чи рухається автомобіль.
Простежимо за положеннямавтомобіля відносно дерева, яке росте біля дороги. Якщо віддаль від дерева доавтомобіля змінюється, ми робимо висновок, що автомобіль рухається; якщо ж незмінюється, значить автомобіль перебуває у спокої
Корабель знаходиться у відкритомуморі. Берега уже не видно і не видно ніяких предметів на поверхні води. Напалубу вийшов пасажир. Йому важко визначити чи корабель рухається, чи стоїть намісці. Аж раптом удалині він побачив маяк. Корабель став наближатися до маяка.Тепер пасажир зрозумів, що корабель рухається. Отже, рух корабля пасажирвизначив відносно маяка.
На паралельних коліях стоять два поїзди. Раптом один з них рушив. Пасажиру, який дивиться на сусідній поїзд, важко визначити, який поїзд рухається.Щоб визначити чи рухається його поїзд, треба вибрати якийсь предмет на землі:приміщення вокзалу, дерево, будівлю чи телеграфний стовп. Відносно цьогопредмету і можна визначити рухається його поїзд чи стоїть на місці.
Механічним рухом називаєтьсязміна положення даного тіла відносно інших тіл.
Механічні рухи тіл дужерізноманітні. Рух Землі, планет, хмар,
води в ріках, поїздів, літаків,автомобілів, різних частин машин і верстатів, людей, тварин, птахів і т.д.
Механічні рухи вивчаються врозділі фізики, що називається механікою. Слово механіка походить від грецькогослова “механе” що означає машина або пристрій.
Кожний механічний рух, щовивчається у фізиці, завжди є відносний рух. Пароплав рухається відносноберега, поїзд — відносно полотна залізниці, різець токарного верстата — відноснооснови верстам і т.д. Але і берег, і полотно залізниці, і основа верстата самірухаються разом із Землею.
Тіла, відносно яких розглядаєтьсярух, називаються тілами відліку.
Рух тіла відбувається протягомпевного проміжку часу. Рухоме тіло під час свого руху за цей час опише лініюю.
Лінія, по якій рухається тіло,називається траєкторією руху.
Проведемо крейдою лінію накласній дошці: ця лінія буде траєкторією руху грудки крейди /мал. 45/. Видимутраєкторію руху — світлий слід — заливає в нічному небі метеор /мал. 46/ абосигнальна ракета. На малюнку 47 видно лижний слід, залишений дівчинкою, якаспустилася на ликах з гори. На малюнку 48 штриховою лінією зображено траєкторіюлижника, який стрибав з трампліна. Довжина Траєкторії ОА — це шлях, пройденийлижником за час спускання з гори.
За траєкторією рухи тілподіляються на прямолінійні і криволінійні.
1. Якийрух називається механічним?
2. Якітіла називають тілом відліку?
3. Чомукажуть, що Сонце сходить і заходить? Що в даному випадку є тілом відліку?
4. Увагоні рухомого поїзда сидить пасажир. Що може сказати про його рух провідниквагона і стрілочник, повз якого рухається поїзд?
5. Навестиприклади відносного руху тіл і пояснити, відносно яких тіл пасажир, що їде вавтобусі, рухається, а відносно яких перебуває у спокої.
6. Щотаке траєкторія руху тіла?
7. Якимиможуть бути траєкторії руху тіл?
Завдання. Виміряйте довжину свогокроку і, користуючись цією мірою, визначте, який шлях ви проходите від школи домайстерень. За який час ви проходите цей шлях?
21 ВИДИ РУХІВ
Рухи тіл можуть бути дужерізноманітними. Рух кузова автомобіля, наприклад, відрізняється від руху йогоколіс. Колеса обертаються, а кузов не бере участі в обертальному русі.
Обертаючи колодязний вал,витягають з колодязя відро з водою. При цьому вал і відро рухаються по-різному.
Основними видами руху тіл впоступальний, обертальний і коливальний.
Розглянемо ці рухи окремо.
Поступальний рух.
Поступальним рухом є, наприклад,рух шухляди, що висувається з стола, рух поршня в двигуні внутрішньогозгоряння, рух машини, рух різця вздовж корпусу токарного верстата /мал. 49/ абодеталі на поздовжньо-стругальному верстаті відносно різця /мал. 50/, рух вантажу,яких переносять підіймальним краном /мал. 51/, рух предмета на стрічцітранспортера /мал. 52/ і багато інших рухів.
Розглянемо ознаки поступальногоруху тіла.
При перенесенні вантажу краномлегко побачити, що всі точки вантажу при його перенесенні описують у просторіоднакові траєкторії і проходять одинакові шляхи за один і той самий час.
Отже, при поступальному русі тілавсі його точки описують однакові траєкторії в просторі і за один і той самийпроміжок часу проходять однакові шляхи.
Не слід думати, що поступальнимможе бути лише прямолінійний рух. Прикладом може бути рух олівця /мал. 53/.
Обертальний рух.
Обертальний рух здійснюють колесомашин, гвинти літаків і пароплавів, махові колеса, вали, шестерні, шківи, пасиверстатів та машин, деталі затиснуті у токарнях верстатах, циркульна пила.Кожна точка Землі здійснює обертальний рух, внаслідок добового обертання Землінавколо своєї осі. Цей рух Землі спричиняє зміну дня і ночі. Сама Земляздійснює обертальний рух навколо Сонця, а планети — навколо Землі.
Кінці стрілки годинникарівномірно обертаються по колу. Щоб виявити особливості обертального руху,виконаємо дослід. Візьмемо картонний диск з намальованими на ньому точками нарізних відстанях від центра /мал. 54/ і будемо його швидко обертати. Замістькружечків ми побачимо на диску ряд кіл різних радіусів /мал. 55/.
Цей дослід показує, що приобертальному русі тіла різні його точки рухаються по колах. Центри цих кіл лежатьна одній прямій, яка називається віссю обертання тіла.
При обертанні тіла по кодувиникав відцентрова сила. Ця відцентрова сила широко використовується людиною урізних відцентрових машинах /мал. 56/.
У кулясту скляну посудину надитирідини різної густини /олії, води, меду/, накидати кусочків корка і привестипосудину /мал. 57/ в обертання на відцентровій машині. Рідини розмістятьсякільцями: зовнішній — мед, дальшим — вода, далі — олія /на внутрішні й поверхніолії розмістяться кусочки корка/ і, нарешті, всередині — повітряний стовп.Взагалі найгустіша рідина розміщується далі від осі обертання.
Центрифуга з сітчастими стінкамивживається для відокремлення меду від стільників, для відокремлення воді відцукру /сушіння цукру/, води від мокрої білизни, соку від помелених овочів іфруктів у соковижималках, вершків від молока у сепараторах /мал. 58/. Широковикористовуються відцентрові насоси /мал. 59/.
Коливальний рух.
Якщо у фізичному штативізатиснути пружну пластину у горизонтальному положенні і підняти її вільнийкінець у верх, то коли відпустимо вільний кінець, він почне коливатись. Рухвільного кінця пластини буде коливальним рухом.
До штатива підвісимо на нитцікульку чи висок. Відхилимо її в сторону і відпустимо. Кулька почне коливатися.Це явище називається коливанням маятника /мал. 60/.
Коливальний рух здійснюютьзвичайна дитяча гойдалка, маятник
годинника, маятник метронома іінші /мал. 61/.
Різні види руху тіл можнаспостерігати під час роботи швейної машини /мал. 62/. Рукоятка машини 1, маховеколесо 2, вал машини З обертаються. Голководій з голкою 4 рухається вгору івниз поступальної човник 5 і нитконатягувач 6 виконують коливальні рухи.
Рух свердла свердлильноговерстата при роботі складається з двох рухів) обертального і поступального.
1. Яківиди рухів ви знаєте?
2. Датиприклади поступальних рухів.
3. Датиприклади коливальних рухів.
4. Санкиз’їжджають з гори; кулька скочується похилим жолобом; камінь, випущений з рук,падає; Які з цих тіл рухаються поступально?
5. Якийвид руху здійснюють: деталь у токарному верстаті; свердло у свердлильномуверстаті; голка швейної машини, махове колесо швейної машини?
6. Яківиди рухів здійснюють при роботі ручного дриля? 7. По поверхні стола рухаєтьсяіграшкова машина. Який вид руху вона здійснює?
7. Девикористовують відцентрові машини?
ШВИДКІСТЬ РУХУ. ОДИНИЦІ ШВИДКОСТІ
22 РІВНОМІРНИЙ І НЕРІВНОМІРНИЙ РУХИ
Якщо яке-небудь тіло за будь-якіоднакові проміжки часу проходить однакові шляхи, то його рух називаютьрівномірним.
На мал. 63 зображено візок, наякому встановлено крапельницю.
3 крапельниці через однаковіпроміжки часу падають краплі. Під час руху візка відстані між слідами, що їхзалишили краплі на папері, однакові. Отже, візок за однакові проміжки часу проходитьоднакові шляхи, тобто він рухається рівномірно.
Прив’язаний до нитки тягарець маєбути такої величини, щоб візок починав рухатись при найменшому поштовху.
Рівномірний рух зустрічається вприроді дуже рідко. Приблизно однакові шляхи за однакові проміжки часупроходить Земля, обертаючись навколо Сонця, кінець стрілки годинника.
Більшість рухів не врівномірними. Наприклад, поїзд, відходячи від станції, проходить за однаковіпроміжки часу все більші і більші шляхи. Наближаючись до станції, він, навпаки,за одинакові проміжки часу проходить щоразу менші шляхи. Отже, поїзд рухаєтьсянерівномірно.
Знову проведемо дослід з візком.Підвісимо важчий тягарець до візка /мал. 64/. Візок почне рухатись базпоштовху. Падаючі краплі залишать сліди, але вже не на однакових відстанях однавід одної. Це означає, що тепер візок за однакові проміжки часу проходять вженеоднакові відстані.
Рух, при якому тіло за будь-якіоднакові проміжки часу проходять не однакові шляхи, називається нерівномірнимрухом.
23. ШВИДКІСТЬ. ОДИНИЦІ ШВИДКОСТІ
Автомобіль, що рухаєтьсярівномірно, випереджає людину, яка йде рівномірно тому, що рухається швидше віднеї. Літак рухається швидше, ніж автомобіль, а штучний супутник Землі — швидше,ніж літак. Рухи всіх цих тіл відрізняються між собою швидкістю.
Швидкість тіла при рівномірномурусі показує, який шлях проходить тіло за одиницю часу.
Наприклад, якщо за кожну годинуавтомобіль, проходить 65 км, а літак пролітає 600км, то кажуть, що швидкістьавтомобіля 66 кілометрів за годину, а швидкість літака 600кілометрів за годину.
Щоб визначити швидкість тіла прирівномірному русі, треба шлях, пройдений тілом за який-небудь проміжок часу,поділити на цей проміжок часу.
/>
Позначимо всі величини, щовходять у цей вираз буквами: S — шлях, t —проміжок часу, за який пройдено шлях, V— швидкість; тодідістанемо формулу для обчислення швидкості:
/>
За одиницю швидкості берутьшвидкість такого рівномірного руху, при якому рухоме тіло за 1 секундупроходить шлях, що дорівнює 1м.
Цю одиницю швидкості записуютьтак 1м/сек.
Використовують і інші одиницішвидкості 1км/год.
Транспортні засоби рухаютьсянерівномірно. На зупинках їх швидкість дорівнює нулю, потім вона збільшується,а перед наступною зупинкою зменшується. При такому русі говорять про середню швидкістьруху на даному відрізку шляху або за певний проміжок часу руху.
Щоб визначити швидкість,пройдений шлях ділять на час руху, тобто роблять так само, як і при обчисленнішвидкості рівномірного руху.
/> або />
Розглянемо приклад. Відстань міхдвома містами 3200 км. Поїзд, рухаючись нерівномірно, проходить цей шлях за 64години. Знайти середню швидкість поїзда.
/>
/>S= 3200км
t= 64 год /> />
/>V-?
Середня швидкість поїзда 50км загод.
Таблиця швидкості різних тіл:№ з/п Швидкість км/год
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Пішохід
Велосипедист
Трактор
Пароплав
Вантажний автомобіль
Поїзд
Легковий автомобіль
Електропоїзд “ЕР — 200”
Літак
Ракета
5
15
30
60
75
90
120
200
450
25 000
1. Якийрух навивається рівномірним?
2. Наведітьприклади рухів, близьких до рівномірного.
3. Якийрух називається нерівномірним?
4. Наведітьприклади нерівномірного руху.
5. Щопоказує швидкість рівномірного руху?
6. Яквизначити швидкість руху, знаючи шлях та час, протягом якого його пройдено?
7. Якіодиниці швидкості ви знаєте?
8. Якушвидкість мають на увазі, коли говорять про швидкість руху автомобіля, літака?
9. Яквизначити швидкість нерівномірного руху? Записати формулу швидкості.
Розв'яжіть задачі.
1. Велосипедистза 30 хв. проїхав шлях 6000 м. Обчисліть середню швидкість руху велосипедиста/в м/сек/.
2. Електровозза 4 год проїхав шлях 360км. Яка середня швидкість руху електровоза?
3. Дваавтомобілі рухаються рівномірно. Перший протягом 5 хв. проходить 6км, а другийпротягом 3 сек — 90м. Швидкість якого автомобіля більша? /Швидкість виразити ум/сек/.
4. Знайтишвидкість руху мотоцикліста, коли відомо, що він за 3 год. пройшов шлях І30,5км.
5. Швидкістьтечії ріки 5км/год. На яку відстань переміститься пліт, що пливе за течією за3 год?
6. Першакосмічна швидкість /швидкість, яку повинне мати тіло, щоб стати штучнимсупутником Землі/ дорівнює 8 км/с. Яку відстань пройде ракета за 1 хв, якщовона летить з такою швидкістю?
7. Черезякий час ракета, запущена з поверхні Землі з швидкістю 8 км/с, перебуватиме віднеї на відстані 480км?
8. Поїздрухається із швидкістю 48км/год. За скільки годин він пройде шлях, що дорівнює604км?
9. Віддальміж двома пристанями 144км. Скільки часу потрібно буде пароплавові, щоб пройтиміж зазначеними пристанями туди і назад, якщо швидкість пароплава у стоячійводі 14 км/год, а швидкість течії 2 км/год?
ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ.
24 ІНЕРЦІЯ.
Ми з досвіду знаємо, що колияке-небудь тіло перебуває в спокої, то саме воно, без ніякої причини, не почнерухатись.
Покладена на стіл книжка лежитьна місці, поки хто-небудь не перекладе її на інше місце. Поїзд стоїть на місцідоти, поки тепловоз його не потягне. Куля, вкладена в рушницю, не вилетитьдоти, поки її не виштовхнуть порохові гази.
У всіх випадках, для того, щобвивести тіло з стану спокою, на нього повинне подіяти яке-небудь інше тіло,або, як кажуть, на тіло повинна подіяти сила.
Часто доводиться спостерігати, якрухається велосипедист, не працюючи педалями. Досить довго рухається автомобільпісля вимкнення двигуна. Куля, виштовхнута з рушниці пороховими газами,продовжує рух і поза рушницею, де на неї вже не діють порохові гази.
Однак зрештою всі згадані тіла зчасом зупиняються. Чому? Щоб відповісти на це запитання, виконаємо дослід.
Установимо похило на столі дошку.На невеликій відстані від кінця дошки насиплемо купку піску. На похилу дошкуставимо візок. Візок скочуючись, потрапляє у пісок і швидко зупиняється /мал.65а/. Вирівнявши пісок, знову пускаємо візок по дошці з попередньої висоти.Тепер візок проходять більшу відстань по столу /мал. 65б/. Якщо ж зовсімприбрати пісок з шляху візка, то до зупинки він пройде ще більшу відстань /мал.65в/.
Отже, чим менша дія іншого тілана візок, тим довше зберігається його рух, тим цей рух ближчий до рівномірного.
Прикладом руху тіл при наявностідуже малого опору може бути рух штучних супутників Землі. Верхні розрідженішари атмосфери чинять незначний опір їх рухові, тому супутники можутьобертатись навколо Землі тривалий час.
Якби перешкод рухові зовсім небуло, то будь-яке тіло, приведене в рух, продовжувало б рухатися як завгоднодовго.
Спостереження показують, що тіло,яке рухається прямолінійно, саме по собі не може змінити і напрям свого руху.Велосипедист, повертаючи руль, змінює напрям руху коліс велосипеда.
Отже, тіло, яке перебуває вспокої, само собою /без дії на нього інших тіл/ не може почати рухатися, арухоме тіло само собою не може ні зупинитися, ні змінити напряму свого руху.
Властивість тіла зберігати станспокою або прямолінійного рівномірного руху називається інерцією тіла.
(Інерція — латинське слово,означає «нерухомість»).
Автомобіль з вимкненим двигуномзберігав би швидкість свого руху. Але на нього діє сила тертя, тому швидкістьйого зменшується і він поступово зупиняється. Шлях, що його проходятьавтомобіль після вимкнення двигуна до повної зупинки, називається гальмівнимшляхом. Наприклад, автомобіль “Таврія”, що рухається по асфальтовому шосе зішвидкістю 50 км/год, після вимкнення двигуна пройде до повної зупинки 355 м. Ця відстань і буде гальмівним шляхом. Якщо навіть загальмувати колеса автомобіля, то все-такидеякий час він буде рухатися, ковзаючи колесами по дорозі.
Переходити дорогу перед рухомимтранспортом дуже небезпечно, бо жодну машину не можна вмить зупинити.
У розглядуваних прикладах: мичасто вживали слово сила тертя, сила опору повітря, сила тяжіння. Отже,причиною зміни швидкості тіл є дія інших тіл.
Сила — причина зміни швидкостітіла.
Пасажир у машині, вагоні, човніпри кожному сповільненні руху нахиляється вперед, при кожному прискоренні рухувідхиляється назад, при кожному повороті відхиляється до зовнішнього бокукривизни шляху.
Предмети, що їх викидають злітака, вагона, спершу летять за нами, але під впливом сили тяжіннявідхиляються від прямолінійного шляху.
1. Чомушвидкість тіл змінюється? Наведіть приклади.
2. Якрухалося б тіло, якби на нього не діяли інші тіла?
3. Щоназивається інерцією?
4. Щоназивається силою?
5. Намалюнку 66 показано спосіб насаджування молотка на рукоятку. Поясніть його.
6. Намалюнку 67 показано як можна надати залізку рубанка потрібного положення. Чомувід удару по залізку воно входить у рубанок, а від удару по колодці — виходитьз нього?
7. Уякий бік падає людина, яка спіткнулася? яка посковзнулася?
8. Якзмінилась швидкість руху вагонів, зображених на малюнку 68?
9. Яквистрибувати з вагона, який швидко рухається?
10. Щотреба робити при швидкій їзді на велосипеді на поворотах?
25 ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ.
Ще раз розглянемо чому тілопочинав рухатись або змінить свою швидкість.
На мал.69а зображено візок зприкріпленою до нього пружною пластинкою. Пластинку зігнуто і зв’язано ниткою.Візок перебував у спокої відносно стола. Чи почне він рухатися, якщо пластинкавипрямиться? Перепалимо нитку. Пластинка різко випрямляється, але візокзалишається на попередньому місці /мал. 69б/.
Тепер з другого боку відпластинки поставимо ще один такий самий візок /мал. 70а/. Коли перепалитинитку, обидва візки почнуть рухатися і роз'їдуться в різні боки /мал. 70б/. Мибачимо, щоб змінити швидкість візка, потрібне друге тіло — другий візок.
Раз обидва візки стали рухатисявідносно стола, то вони обидва подіяли один на одного.
Отже, дія тіла на інше тіло неможе бути односторонньою. Обидва тіла діють одне на одне — вони взаємодіють.Так, наприклад, куля перед пострілом перебуває в спокої відносно рушниці. Підчас пострілу куля й рушниця взаємодіють і рухаються в різні боки. Відбуваєтьсяявище відбою.
Коли людина, що сидить у човні,відштовхує від себе рукою інший човен, то і її човен також починає рухатись упротилежний бік.
Людина стрибає з човна на берег/мал. 72/. Людина став на край. човна і відштовхується від нього, тобто штовхаєйого назад. При цьому човен діє на людину і вона набуває швидкості в напрямі доберега. Дія людини на човен проявляється в тому, що він відходить у бік,протилежний стрибку.
На мал. 73 зображено двахлопчики, які стоять на візках. У рухах у них вірьовка. Коли хлопчики натягуютьвірьовку, то обидва вони разом з візками почнуть рухатись назустріч одинодному. Сили, які при цьому прикладені до хлопчиків, виявляються завжди рівнимиі протилежно напрямленими, незалежно від того, як хлопчики натягують вірьовку(діюча і протидіюча сила).
Отже, в усіх випадках сили, зякими два тіла діють одне на друге, рівні за величиною і протилежні занапрямом.
Ноги людини і тварин, ведучіколеса автомобіля і тепловоза при русі відштовхуються від землі, гребний гвинтпароплава — від води, птах і гвинт літака під час польоту — від повітря. У всіхтаких випадках. відштовхуюче і відштовхуване тіла починають рухатися впротилежних напрямах.
Сили дії і протидії завжди рівніі протилежно напрямлені, але ніколи одна одну не зрівноважують, оскільки вониприкладені до різних тіл.
Якщо кінь везе воза, то це неозначає, що сила, з якою він тягне воза, більша від сили, з якою віз тягне коняу протилежну сторону. Ці сили рівні за величиною. Але ні кінь, ні віз, внаслідоксамої тільки взаємодії один з одним, не можуть почати рухатися обидва в одномуі тому ж напрямі. Для цього необхідна третя сила, прикладена одночасно і доконя, і до воза. Така сила виникав при взаємодії коня з Землею. Кінь підковамивідштовхує Землю в одну сторону, а Земля штовхає коня з возом у другу.
1. Опишітьдосліди, які показують, що тіла починають рухатися Тільки тоді, коли вони взаємодіютьз іншими тілами.
2. Наведітьприклади, які показують, що внаслідок взаємодії змінюються швидкості обох тіл.
3. Опишітьявища взаємодії на прикладі, зображеному на малюнку 72.
4. Порівняйтеявища, зображені на мал. 70 і 71.
МАСА ТІЛА. ВАГА ТІЛА.ДИНАМОМЕТР
На попередньому уроці мипроводили дослід з двома однаковими візками. Їхні швидкості були однаковими.
Проведемо такий самий дослід зрізними візками /мал.74/. Після перепалення нитки пластина випрямляється, візкивзаємодіють і їхні швидкості змінюються. Візки роз’їжджаються з різнимишвидкостями. Це тому, що візки мають різні маси. Той візок, що рухається збільшою швидкістю має меншу масу. Якщо швидкість першого візка у 2 рази більша,ніж другого, то маса першого у 2 рази менша, ніж маса другого.
При пострілі з рушниці пороховігази і рушниця після взаємодії рухаються в протилежні сторони (відбій). Тому,що маса рушниці набагато більша від маси кулі, то швидкість рушниці менша. Якщомаса човна, з якого стрибає людина, у 5 разів більша за масу людини, то швидкістьчовна буде у 5 разів менша.
Вивчаючи взаємодію тіл, ми ознайомились з фізичною величиною, яканазивається масою тіла. Порівнювати маси тіл можна за швидкостями, якихнабувають внаслідок взаємодії тіла, якщо до взаємодії вони були у спокої.
За одиницю маси взято кілограм —1кг. Міжнародний зразок /еталон/ кілограма зберігається у Франції, в м. Севрі,поблизу Парижа. 3 цього зразка з великою точністю виготовлено копії для іншихкраїн. /Мал. 75/.
Порівнюючи швидкості, набутітілами, які перебувають у спокої, внаслідок взаємодії, можна визначити, ускільки разів маса одного тіла більша за масу другого. Цим способом можнавиміряти масу тіла, якщо маса одного з тіл, які взаємодіють, відома.
Масу тіл можна визначити задопомогою важільних терезів /мал. 76/.
Коли тіло ставлять на опору, тостискається не тільки опора, а й тіло, яке притягується Землею. Деформоване,стиснуте тіло тисне на опору. Так само, коли тіло підвішене, то деформується нетільки підвіс, а й саме тіло. Деформоване /розтягнуте/ тіло, деформує/розтягає/ підвіс.
Силу, з якою тіло внаслідокпритягання до Землі діє на горизонтальну опору або вертикальний підвіс,називають вагою тіла.
Треба розрізняти силу тяжіння,яка діє на тіло, і вагу тіла. Сила тяжіння діє на саме тіло, а вага цього тіладіє на опору або підвіс. /Мал. 77/.
Вага — це сила, прикладена не дотіла, а до опори.
Існує два способи зважування тіл:1(на пружинних терезах) і 2 (на важільних терезах). Обидва ці способипринципіально різні.
Якщо вимірювати пружиннимитерезами вагу одного і того ж тіла на різних висотах над поверхнею Землі, томожна помітити, що із збільшенням висоти вага тіла зменшується. Це зменшенняваги не велике, але однакове для всіх тіл. При підніманні на 1 км вага зменшується на 0,0003 своєї величини.
Так само вага тіла змінюєтьсязалежно від географічної широти місцевості: в міру наближення до екватора вагатіла зменшується. Всяке тіло, перенесене з полюса на екватор, зменшується увазі приблизно на 0,006 його ваги на полюсі.
Якщо тіло зважувати на важільнихтерезах, то в будь-якому місці ми матимемо завжди один і той же результат.Важільні терези показують масу тіла. Маса тіла ніколи не змінюється.
У місці зберігання еталона маси/Севрі/ числове значення маси тіла дорівнює числовому значенню його ваги. І кг= І кГ. В інших місцях на Землі цього збігу не буде.
На Місяці вага тіла зменшується у6 разів, бо сила тяжіння Місяця у 6 разів менша, ніж сила тяжіння Землі.
Динамометром називають прилад длявимірювання сили (від грецьких слів динаміс — сила, метрео — вимірюю).
Будова найпростішого /пружинного/динамометра грунтується на порівнянні будь-якої сили з силою пружності пружини.На дощечці, обклеєній білим папером, закріплюють пружину, яка закінчуєтьсявнизу стержнем з гачком /мал.78/. До верхньої частини стержня прикріплюютьпокажчик. При нерозтягнутій пружині покажчик показує нульову позначку. До гачкапідвішують тягарець в 100г. Пружина розтягнулася. Проти покажчика пишуть 100г,потім 200г і т.д. Відстані між поділками 0 і 100; 100 і 200; 200 і 300 і т.д.треба поділити на 10 однакових частин. Проградуйована пружина й буде найпростішимдинамометром. (Проградуювати прилад — значить нанести на нього шкалу зподілками).
Для вимірювання м’язової силируки при стисканні кисті в кулак застосовують ручний динамометр — силомір /мал.79/. Для вимірювання сили тяги трактора — тяговий динамометр /мал.80/.
1. Опишітьдослід на взаємодію двох різних візків.
2. Якийз цих візків мав більшу масу?
3. Щовзято за одиницю маси?
4. Щоназивається вагою тіла?
5. Учому відмінність ваги тіла від сили тяжіння, що діє на тіло? На які тіла дієкожна сила?
6. Розповістипро будову динамометра.
Лабораторнаробота
27 ГРАДУЮВАННЯ ПРУЖИНИ ЙВИЗНАЧЕННЯ ВАГИ ТІЛА З ДОПОМОГОЮ ДИНАМОМЕТРА
Мета роботи — навчитисяградуювати пружину, виготовляти шкалу з ціною поділки 10г і за її допомогоювизначати вагу тіла.
Прилади і матеріали — динамометр,шкалу якого закрито папером, набір тягарців масою по 100г, штатив з муфтою,лапкою і кільцем.
Вказівки до роботи.
1. Закріпіть динамометр іззакритою шкалою вертикально в ланці штатива. Позначте горизонтальною рисочкоюпочаткове положення покажчика динамометра: — це буде нульова поділка шкали.
2. Підвісьте до гачка динамометратягарець масою 100г. Нове положення покажчика динамометра також позначтегоризонтальною рискою на папері.
З. Підвішуйте до динамометрадругий, третій і четвертий тягарці такої самої маси /100г/, щоразу позначаючирисочками на папері положення покажчика /мал.37/.
4. Зніміть динамометр із штативаі проти горизонтальних рисочок, починаючи з верхньої, поставте числа0,100,200,300,400. Над. числом 0 пишіть г.
5. Виміряйте відстані міжсусідніми рисочками. Чи однакові вони?
6. Відстані 0-100. І00-200,200-300, 300-400 поділіть на 10 рівних частин. Ціна поділки буде 10г.
7. Виміряйте проградуйованимдинамометром вагу кільця від штатива, лапки штатива, інших твердих тіл.