중력에 의한 신체의 움직임은동적 물리학의 중심 주제 중 하나입니다. 역학 섹션이 뉴턴의 세 가지 법칙을 기반으로한다는 사실은 일반 학생조차도 알고 있습니다. 이 주제를 철저히 분석해 보도록하겠습니다. 각 예를 자세히 설명하는 기사를 통해 중력의 영향을받는 신체 운동 연구를 최대한 유용하게 만들 수 있습니다.
옛날부터 사람들은 호기심으로 보았습니다우리 삶에서 일어나는 다양한 현상. 인류는 오랫동안 많은 시스템의 원리와 구조를 이해할 수 없었지만, 우리 주변의 세계를 연구하는 먼 길은 조상을 과학적 혁명으로 이끌었습니다. 오늘날 기술이 놀라운 속도로 발전하고있을 때 사람들은 특정 메커니즘이 어떻게 작동하는지 거의 생각하지 않습니다.
한편 조상들은 항상 관심을 가져 왔습니다자연 과정의 수수께끼와 세계의 구조, 그들은 가장 복잡한 질문에 대한 답을 찾고 답을 찾을 때까지 공부를 중단하지 않았습니다. 예를 들어, 16 세기의 유명한 과학자 갈릴레오 갈릴레이 (Galileo Galilei)는 "몸이 항상 쓰러지는 이유는 무엇입니까?" 1589 년에 그는 일련의 실험을했으며 그 결과는 매우 중요했습니다. 그는 다양한 신체의 자유 낙하 패턴을 자세히 연구하여 피사시의 유명한 탑에서 물건을 떨어 뜨 렸습니다. 그가 파생 한 법률은 다른 유명한 영국 과학자-아이작 뉴턴 경의 공식에 의해 개선되고 자세히 설명되었습니다. 현대 물리학의 근간이되는 세 가지 법칙을 소유 한 사람은 바로 그 사람이었습니다.
신체 운동의 법칙이500 년 전에 묘사 된이 날과 관련이 있으며 지구는 변하지 않는 법의 적용을받습니다. 현대인은 최소한 세계 배치의 기본 원칙을 피상적으로 연구해야합니다.
그러한 운동의 원리를 완전히 이해하려면 먼저 몇 가지 개념을 숙지해야합니다. 따라서 가장 필요한 이론적 용어 :
위의 개념은 중력의 영향을받는 신체의 움직임을 머리에 정확하게 그리거나 상상하기에 충분합니다.
주제의 기본 개념으로 넘어 갑시다.따라서 힘은 양이며, 그 의미는 한 신체가 다른 신체에 미치는 영향 또는 정량적 영향입니다. 그리고 중력은 표면이나 지구 근처에 위치한 모든 몸에 절대적으로 작용하는 힘입니다. 문제는 바로이 힘이 어디에서 오는가? 답은 중력의 법칙에 있습니다.
지구의 모든 몸에 영향을 미칩니다중력에 의해 가속도를 높입니다. 중력은 항상 행성의 중심까지 수직 방향을 가지고 있습니다. 다시 말해, 중력은 물체를 지구로 끌어 당기므로 물체가 항상 떨어지게됩니다. 중력은 특별한 중력 사례입니다. 뉴턴은 두 몸체 사이의 인력을 찾는 주요 공식 중 하나를 도출했습니다. F = G * (m1 x m2) / R2.
일정 높이에서 풀린 몸중력으로 인해 항상 날아갑니다. 수직으로 위아래로 중력 작용 하에서 신체의 움직임은 가속도 값 "g"가 주요 상수가되는 방정식으로 설명 할 수 있습니다. 이 값은 인력의 작용에 의해서만 발생하며 그 값은 대략 9.8 m / s와 같습니다2. 초기 속도없이 높이에서 던져진 물체는 "g"값과 같은 가속도로 아래로 이동합니다.
중력을 찾는 기본 공식은 다음과 같습니다. F중력 = m x g, 여기서 m은 힘이 작용하는 물체의 질량이고 "g"는 중력의 가속도입니다 (작업을 단순화하기 위해 10m / s와 동일한 것으로 간주 됨)2).
몇 가지 공식이 더 있습니다몸의 자유로운 움직임으로 미지의 것을 찾는 것. 예를 들어 신체가 이동 한 경로를 계산하려면 다음 공식에서 알려진 값을 대체해야합니다. S = V0 x t + a x t2 / 2 (경로는 초기 속도 곱하기 시간과 제곱 시간당 가속도를 2로 나눈 곱의 합과 같습니다).
중력 작용 하에서 신체의 움직임은 다음과 같은 방정식으로 설명 할 수 있습니다. x = x0 +0 x t + a x t2 / 2.이 표현식을 사용하면 알려진 시점에서 신체의 좌표를 찾을 수 있습니다. 문제에 알려진 값, 즉 초기 위치, 초기 속도 (본체가 방금 풀린 것이 아니라 약간의 힘으로 밀린 경우) 및 가속도를 대체하기 만하면됩니다.이 경우 가속도 g와 같습니다.
같은 방식으로 중력 작용으로 움직이는 신체의 속도를 찾을 수 있습니다. 알 수없는 수량을 언제든지 찾을 수있는 표현식 : v = v0 + g x t (초기 속도의 값은 0 일 수 있으며, 속도는 신체가 움직이는 시간의 값에 의해 중력 가속도의 곱과 같습니다).
중력과 관련된 많은 문제를 해결할 때는 다음 계획을 따르는 것이 좋습니다.
운동과 같은 현상에 관해서몸이 중력의 영향을 받아 문제를 해결하기에 더 실용적인 방법을 결정하는 것은 어려울 수 있습니다. 그러나 가장 까다로운 작업조차 쉽게 해결할 수있는 몇 가지 트릭이 있습니다. 따라서 특정 문제를 해결하는 방법에 대한 실제 예를 살펴 보겠습니다. 이해하기 쉬운 작업부터 시작하겠습니다.
일부 물체는 초기 속도없이 20m 높이에서 분리되었습니다. 그것이 지구 표면에 도달 할 시간을 결정하십시오.
해결책 :우리는 몸이 이동 한 경로를 알고 초기 속도가 0이라는 것을 알고 있습니다. 또한 중력 만 몸에 작용한다는 것을 알 수 있습니다. 이것은 중력의 영향을받는 몸의 움직임이라는 것을 알 수 있습니다. 따라서 다음 공식을 사용해야합니다 : S = V0 x t + a x t2/ 2. 우리의 경우 a = g이므로, 일부 변환 후 다음 방정식을 얻습니다. S = g x t2 / 2. 이제이 공식의 관점에서 시간을 표현하는 것만 남았습니다.2 = 2S / g. 우리는 알려진 값을 대체합니다 (g = 10 m / s라고 가정합니다)2) t2 = 2 x 20/10 = 4. 따라서 t = 2 s.
우리의 대답은 : 몸은 2 초 안에 땅에 떨어질 것입니다.
신속하게 문제를 해결하는 비결은주어진 문제에서 설명 된 신체 움직임이 한 방향으로 (수직 아래로) 발생 함을 알 수 있습니다. 중력 이외의 힘이 신체에 작용하지 않기 때문에 균일하게 가속 된 운동과 매우 유사합니다 (공기 저항의 힘을 무시 함). 덕분에 쉬운 공식을 사용하여 신체에 작용하는 힘의 정렬로 도면의 이미지를 무시하고 균일하게 가속 된 이동 경로를 찾을 수 있습니다.
그리고 몸이 수직으로 움직이지 않지만 더 복잡한 운동 특성을 가지고 있다면 중력의 작용 하에서 신체 운동의 문제를 해결하는 것이 가장 좋은 방법을 살펴 보겠습니다.
예를 들어, 다음 작업.질량 m의 물체는 마찰 계수가 k 인 경 사진 평면 아래로 알려지지 않은 가속도로 움직입니다. 경사각 인 경우 신체가 움직일 때 사용할 수있는 가속도 값 결정 α가 알려져 있습니다.
해결책 :위에서 설명한 계획을 사용해야합니다. 우선, 몸의 이미지와 그에 작용하는 모든 힘으로 경사면의 그림을 그립니다. 중력, 마찰 및 지지력의 세 가지 구성 요소가 작용한다는 것이 밝혀졌습니다. 결과 힘의 일반 방정식은 다음과 같습니다. F마찰 + N + mg = ma.
문제의 주요 특징은 비스듬히 기울어 진 상태입니다. α. ox 축과 oy 축에 힘을 투영 할 때이 조건을 고려해야하며 다음 식을 얻습니다. mg x sin α-F마찰 = ma (축 ox) 및 N-mg x cos α = F마찰 (oy 축용).
F마찰 힘을 찾는 공식으로 계산하기 쉽습니다.마찰은 k x mg (마찰 계수에 체중과 중력으로 인한 가속도의 곱을 곱한 값)과 같습니다. 모든 계산이 끝나면 발견 된 값을 공식으로 대체하는 것만 남아 있으며 신체가 경사면을 따라 움직이는 가속도를 계산하는 간단한 방정식을 얻습니다.
