重力の影響下での体の動きは動的物理学の中心的なテーマの1つ。普通の学生でさえ、ダイナミクスのセクションがニュートンの3つの法則に基づいていることを知っています。このトピックを徹底的に分解してみましょう。各例を詳細に説明している記事は、重力の影響下での体の動きの研究を可能な限り役立つものにするのに役立ちます。
太古の昔から、人々は好奇心を持って見てきました私たちの生活の中で起こっているさまざまな現象。長い間、人類は多くのシステムの原理と構造を理解することができませんでしたが、私たちの周りの世界を研究する長い道のりは私たちの祖先を科学革命に導きました。今日、テクノロジーが信じられないほどのスピードで発展しているとき、人々は特定のメカニズムがどのように機能するかについてほとんど考えません。
その間、私たちの祖先は常に興味を持っていました自然のプロセスと世界の構造の謎、彼らは最も難しい質問への答えを探していて、彼らがそれらへの答えを見つけるまで勉強をやめませんでした。たとえば、16世紀の有名な科学者ガリレオガリレイは、「なぜ体は常に倒れるのですか、体を地面に引き寄せる力は何ですか？」と質問しました。 1589年に彼は一連の実験を開始し、その結果は非常に貴重でした。彼は、ピサ市の有名な塔から物体を落とし、さまざまな物体の自由落下の法則を詳細に研究しました。彼が推論した法則は、別の有名な英国の科学者であるアイザックニュートン卿による公式によって改善され、より詳細に説明されました。事実上すべての現代物理学が基づいている3つの法則を所有しているのは彼です。
物体の運動の法則が500年以上前に記述された、今日に関連する、私たちの惑星が不変の法則に従うことを意味します。現代人は、少なくとも表面的に世界の配置の基本原則を研究する必要があります。
そのような運動の原理を完全に理解するために、あなたは最初にいくつかの概念に精通する必要があります。したがって、最も必要な理論用語は次のとおりです。
上記の概念は、重力の影響下での体の動きのモデリングを頭の中で正しく描画または想像するのに十分です。
テーマの基本的な考え方に移りましょう。したがって、力は量であり、その意味は、ある物体が別の物体に定量的に及ぼす影響または影響です。そして重力は、私たちの惑星の表面または近くにある絶対にすべての体に作用する力です。疑問が生じます：この力はどこから来るのでしょうか？答えは重力の法則にあります。
地球の側からのどんな体も影響を受けますそれにある程度の加速を与える重力。重力は常に惑星の中心に向かって下向きの垂直方向を持っています。言い換えれば、重力は物体を地球に向かって引き寄せます。そのため、物体は常に落下します。重力は万有引力の特殊なケースであることがわかります。ニュートンは、2つの物体間の引力を見つけるための主要な公式の1つを導き出しました。次のようになります：F = G *（m1 バツ メートル2） / NS2.
ある高さから解放された体、重力の影響下で常に下向きに飛ぶ。重力の作用下での垂直方向の上下の物体の動きは、方程式で表すことができます。ここで、主な定数は加速度「g」の値になります。この値は重力の作用のみによるものであり、その値は約9.8 m / sです。2..。初速度のない高さから投げられた物体は、「g」の値に等しい加速度で下に移動することがわかります。
重力を求めるための基本的な式は次のとおりです。F重力 =mхg、ここでmは力が作用する物体の質量、「g」は重力の加速度です（タスクを簡略化するために、10 m / sに等しいと見なされます）。2）。
に使用される式は他にもいくつかあります体の自由な動きの中でこれまたは未知のものを見つける。したがって、たとえば、体が移動した経路を計算するには、既知の値を次の式に代入する必要があります：S = V0 バツ t + a x t2 / 2（パスは、初速度に時間を掛け、加速度に時間の2乗を掛け、2で割った積の合計に等しくなります）。
垂直方向に沿った重力の作用下での物体の動きは、次のような方程式で表すことができます。x= x0 + v0 x t + a x t2 / 2。この式を使用すると、既知の時点での体の座標を見つけることができます。問題でわかっている量を置き換える必要があります。初期位置、初期速度（ボディが解放されただけでなく、何らかの力で押された場合）、および加速度です。この場合、加速度gに等しくなります。
同様に、重力の影響下で動く物体の速度を見つけることができます。いつでも未知の量を見つけるための式：v = v0 + g x t（初速度の値はゼロに等しくなる可能性があり、速度は重力加速度と体が動く時間の値の積に等しくなります）。
重力に関連する多くの問題を解決するときは、次の計画を使用することをお勧めします。
動きなどの現象になると重力の影響下にある体では、問題を解決するためにどちらの方法がより実用的であるかを判断するのは難しい場合があります。ただし、いくつかのトリックがあり、それを使用すると、最も難しいタスクでも簡単に解決できます。それでは、特定の問題を解決する方法の実例を見てみましょう。わかりやすいタスクから始めましょう。
一部の遺体は、初速度なしで20mの高さから解放されました。地球の表面に到達するのにかかる時間を決定します。
解決：体が移動した経路がわかり、初速度が0であることがわかります。また、重力だけが体に作用していることもわかります。これは、重力の作用下での体の動きであることがわかります。したがって、これは式を使用する必要があります：S = V0 バツ t + a x t2/ 2。私たちの場合はa = gなので、いくつかの変換の後、次の方程式が得られます。S= g x t2 / 2.これで、この式で時間を表すだけで、次のようになります。2 = 2S / g。既知の値に置き換えます（この場合、g = 10 m / sと仮定します2） NS2 = 2 x 20/10 = 4。したがって、t = 2秒。
だから、私たちの答え：体は2秒で地面に落ちます。
問題をすばやく解決する秘訣は次へ：与えられた問題で記述された体の動きが一方向（垂直下向き）で発生することがわかります。重力（空気抵抗の力は無視します）を除いて、体に力が作用しないため、均一に加速された運動と非常によく似ています。このおかげで、簡単な式を使用して、体に作用する力の配置で図面の画像をバイパスして、均一に加速された動きのあるパスを見つけることができます。
ここで、重力の影響下での物体の動きの問題を、物体が垂直方向に動かないが、より複雑な動きの特性を持っている場合に、どのように解決するのが最善かを見てみましょう。
たとえば、次のタスク。質量mの物体の中には、摩擦係数がkに等しい傾斜面を未知の加速度で移動するものがあります。傾斜角の場合、このボディの移動中に存在する加速度の値を決定します αは既知です。
解決：上記のプランを使用する必要があります。まず、体とそれに作用するすべての力のイメージで傾斜面の図面を描きます。重力、摩擦、サポートの反力の3つの要素が作用していることがわかります。合力の一般式は次のようになります。F摩擦 + N + mg = ma。
問題の主なハイライトは、ある角度での傾斜の状態です。 α。 ox軸とoy軸に力を投影する場合、この条件を考慮する必要があります。次の式が得られます。mgxsinα--F摩擦 = ma（ox軸の場合）およびN-mgxcosα= F摩擦 （oy軸用）。
F摩擦 力を求める式で簡単に計算できます摩擦は、k x mg（摩擦係数に体重と重力による加速度の積を掛けたもの）に等しくなります。すべての計算の後、式に見つかった値を代入するだけで、物体が傾斜面に沿って移動する加速度を計算するための簡略化された方程式が得られます。
