Приветствую вас вновь.
Сегодня я пополняя теорию четвертого задания по физике ОГЭ .
Надеюсь, что вам понравилась подборка по предыдущей теме и помогла с подготовкой. Очень хотелось бы узнать ваше мнение и выслушать ваши пожелания. Мне это очень интересно.
Сила
Каждый из нас постоянно встречается с различными случаями действия тел друг на друга.
В результате взаимодействия скорость движения какого-либо тела меняется.
Тело под действием другого тела может приходить в движение, может останавливаться или изменять направление своего движения, т.е.
скорость тела меняется при взаимодействии его с другими телами.
Сила является мерой взаимодействия тел.
Сила, как и скорость, является векторной величиной.
Сила характеризуется не только числовым значением, но и направлением.
Обозначают модуль силы — F.
Сила в 1Н будет приложена к телу, если тело массой 1кг под воздействием этой силы меняет свою скорость на 1м/с за 1секунду, т.е.
1Н=1кг*м/с2
Результат действия любой силы на тело зависит от :
1)её модуля
2)направления
3) точки приложения силы.
Сила гравитации или сила всемирного тяготения
Это сила притяжения любых тел вселенной. Заметно проявляется при больших массой тел .
Всемирное гравитационное взаимодействие проявляется в том, что все тела взаимно притягиваются с силой, которая зависит от масс тел и расстояния между телами.
Fгр=Gm1⋅m2/R2,
где G=6,67⋅10-11 Н⋅м2/кг2 — гравитационная постоянная,
R — расстояние между центрами тел,
m1,m2 — массы тел.
Чем больше масса тел, тем сильнее притяжение.
Сила тяжести
Силу гравитации, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи неё, называют силой тяжести. Эта сила направлена к центру Земли.
Земля притягивает всё, что находится вокруг неё: твёрдые тела, жидкости, газы.
Из-за того, что есть сила тяжести, возможно существование атмосферы (молекулы газа не улетают в космос), воды морей и океанов удерживаются на своих местах, если какой-либо предмет приподнимают и роняют, этот предмет падает вниз — в направлении Земли.
Силу, с которой Земля притягивает тела, можно рассчитать по формуле
F=m⋅g,
где m — масса тела, а g — ускорение свободного падения.
Ускорение свободного падения — это ускорение, которое вблизи Земли приобретает тело, падающее свободно и беспрепятственно. Вблизи поверхности Земли значение g равно примерно 9,81 мс2, для приблизительных расчётов можно использовать значение 10 мс2.
Вес тела
Сила, с которой тело в следствии его притяжения к земле давит на опору или растягивает подвес, называют весом.
Вес неподвижного тела равен P=m*g.
Вес тела обозначают P и измеряют в ньютонах (H).
Вес подвижного тела равен :
P=m (g + а) , при а-ускорении направленном вверх
P=m (g - а) , при а-ускорении направленном вниз
Вес P в момент свободного падения когда а= g , равен 0 H т.е тело находится в состоянии невесомости.
Состояние невесомости — это состояние, когда тело не давит на опору и не растягивает подвес. Такое происходит, когда тело свободно падает под воздействием только силы гравитации.
Деформация тел. Сила упругости. Закон Гука
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости.
Сила упругости восстанавливает форму и размеры тела. Причиной возникновения силы упругости является взаимодействие молекул или атомов.
Силу упругости обозначают буквой F с индексом — Fупр.
Сила упругости возникает только при деформации тел. Если исчезает деформация тела, то исчезает и сила упругости.
Деформации бывают разных видов: растяжения, сжатия, сдвига, изгиба и кручения.
Английский учёный Роберт Гук, современник Ньютона, установил, что
изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости. Это называется законом Гука.
Fупр=k*Δl, где
Δl — удлинение тела (изменение его длины),
k — коэффициент пропорциональности, который называется жёсткостью.
Жёсткость тела зависит от формы и размеров, а также от материала, из которого оно изготовлено.
Закон Гука справедлив только для упругой деформации.
Если после прекращения действия сил, деформирующих тело, оно возвращается в исходное положение, то деформация является упругой.
Сила трения
Сила трения — это сила, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого тела.
Направление силы трения противоположно направлению движения, она замедляет движение.
Сила трения появляется всегда, когда соприкасаются поверхности тел, находящихся в движении.
Причины трения:
1. неровности поверхностей соприкосновения;
2. при идеально гладких поверхностях — действие притяжения молекул.
Величина силы трения зависит от:
1. свойств соприкасающихся поверхностей;
2. силы, которая давит на поверхность. Чем больше сила, которая прижимает тело к поверхности, тем больше сила трения.ис показывающий направление силы трения
Трение является полезным, например, без трения мы не смогли бы сделать ни шагу (на льду трение меньше, поэтому идти по нему труднее), сила трения покоя позволяет предметам оставаться на своих местах, не позволяет выскальзывать опорам, которые удерживают на месте шурупы и гвозди, а также нити в тканях. Без трения автомобили и велосипеды не смогли бы двигаться в желаемом направлении.
Трение увеличивают, используя зимние покрышки, зимой посыпая скользкую дорогу песком, используя в механизмах шестерни и т.д.
Однако трение является также и вредным, оно влияет на нагрев и износ находящихся в соприкосновении деталей механизмов.
Это явление устраняют, используя смазочные вещества, заменяя трение скольжения трением качения (используя колёса и подшипники).
В направлении, противоположном движению тела, действует также сила сопротивления среды.
Сила сопротивления
Силу, возникающую при движении тела в газе или в жидкости и препятствующую движению, называют силой сопротивления.
Сила сопротивления действует на тело, движущееся в жидкой или газообразной среде. Сила сопротивления действует на тело, движущееся в жидкой или газообразной среде. Она направлена противоположно направлению движения и замедляет движение.
Сила сопротивления зависит от:
1. свойств среды (в воде бежать труднее, чем по суше);
2. формы тела;
3. скорости движения (чем выше скорость, тем больше возрастает сила сопротивления).
Чтобы устранить силу сопротивления, телу придают округлённые, плоские (обтекаемые) формы
Закон Архимеда
На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила — архимедова сила (Fв), равная весу жидкости (или газа), в объёме (Vт) этого тела.
Fв= Рв воздухе-Р в жидкости (1), где Р-это вес тела
Fв=ρ×g×Vт(2)
Vт-объем тела входящий в данную формулу, это объем той его части которая погруженна в данную жидкость
В СИ размерность силы выталкивающей : Н (Ньютон)
• Существует три условия плавания тел
1)Тело тонет:
а) Если архимедова сила (Fв) меньше силы тяжести (Fт) тела,
Fт>F в
б) Если плотность тела больше плотности жидкости
2) Тело плавает внутри жиидкости:
а) Если архимедова сила (Fв) равна силе тяжести (FТ) тела, то тело всплывает. Fв=F т
б) Если плотность тела= плотности жидкости
3)Тело всплывает:
а) Если архимедова сила (Fв) больше силы тяжести (FТ) тела, то тело всплывает.
Fв>F т
б) Если плотность тела меньше плотности тела.
Когда тело всплыло и плавает на его поверхности , силы архимедова и сила тяжести становятся согласно 1 закона Ньютона равны.
Плотность павающего на поверхности жидкости тела можно найти умножив плотность жидкости на часть от общего объема тела которая находится внутри данной жидкости.
Чем меньше отношение плотности плавающего тела к плотности жидкости,
тем меньшая часть объёма тела погружена в жидкость.
Vчасти тела/Vвсего тела=ρтела/ρжидкости
Корабли изготавливают из стали, но внутри них много воздуха, и поэтому общая плотность корабля меньше плотности воды.
Давление, сила давления
• Давление
Давление твердого тела на опору (p) — это физическая величина величина, численно равная отношению силы давления (F) действующей перпендикулярно поверхности, к площади (S) этой поверхности.
В СИ давление имеет размерность: Па ( Паскаль)
• Сила давления
Сила давления (F) — это сила, действующая перпендикулярно поверхности тела, равная произведению давления (p) на площадь этой поверхности (S).
В СИ сила давления как и любая сила имеет размерность: Н (Ньютон)
Давление газов и жидкостей
Газы и жидкости не имеют собственной формы. Молекулы газов свободно перемещаются в пространстве, между ними практически не действуют силы притяжения. Но молекулы газов находятся в хаотичном движении, и квадратный сантиметр поверхности любого тела за одну секунду получает так много ударов молекул воздуха, что их количество записывается 23-значным числом.
Совместный удар молекул создаёт давление газа на поверхность.
Если газом наполнить сосуд, то он займёт весь объём сосуда, к тому же количество молекул газа в сосуде можно увеличивать или уменьшать, таким образом изменяя давление на стенки сосуда. Скорость движения молекул также зависит от температуры.
Если масса газа неизменна, то при повышении температуры газа увеличивается его давление.
• Давление однородной жидкости
Давление жидкости (p) на дно сосуда зависит только от её плотности (ρ) и высоты столба жидкости (h).
p=ρgh, гдеg=9,81м/с2 — ускорение свободного падения.
В СИ давление газа или жидкости имеет размерность: Па ( Паскаль)
Если человек нырнул на глубину 100 м, то чтобы выжить, ему будет необходимо определённое время провести в декомпрессионной камере.
Интересно, что глубоководные рыбы, которые привыкли к огромному давлению, вынутые из воды, взрываются.
Гидростатический парадокс
Гидростатический парадокс:
давление жидкости на дно сосуда не зависит от формы сосуда, а только от плотности жидкости и от высоты столба жидкости.
На рисунке все сосуды с одинаковыми высотами столбов воды, поэтому давление на дно всех сосудов одинаковое.
Закон сообщающихся сосудов
Сообщающиеся сосуды-это два или более цилиндра различного сечения соединены между собой.
Закон сообщающихся сосудов утверждает:
Давление созданные жидкостями во всех коленах сообщающихся сосудов одинаковы.
ПОЭТОМУ:
- Уровни жидкости в этих сосудах будут абсолютно одинаковы при условии однородности налитых в них жидкостей ( те одинаковые или с одинаковыми плотностями).
- Если же в сосуды налить жидкости с разными плотностями, то уровни у них будут различны. Где плотность больше , там высота столба жидкости меньше( обратная зависимость высоты и плотности жидкости).
Закон гидравлической машины ( гидлавлического пресса)
Гидравлическую машину, служащую для прессования (сдавливания), называют гидравлическим прессом (от греч. «гидравликос» — водяной).
Основной частью гидравлического пресса служат два цилиндра разного диаметра, снабжённые поршнями и соединённые трубкой.
Пространство под поршнями и трубку заполняют жидкостью (обычно минеральным маслом).
Высоты столбов жидкости в обоих цилиндрах одинаковы, пока на поршни не действуют силы.
Обозначим силы, действующие на поршни, — F1 и F2, площади поршней — S1 и S2.
Тогда давление под малым поршнем — p1=F1/S1, а под большим — p2=F2/S2.
По закону Паскаля, давление жидкостью передаётся по всем направлениям одинаково, поэтому p1=p2.
Таким образом получаем, что
F1/S1=F2/S2 или
F2/F1=S2/S1 - это отношение еще называют выигрышем в силе.
Сила, действующая на больший поршень, во столько раз больше силы, действующей на малый поршень, во сколько раз площадь большего поршня больше площади малого.
Атмосферное давление
Атмосферу Земли удерживают гравитационные силы Земли. Атмосфера Земли простирается на высоту нескольких тысяч километров и своим весом давит на земную поверхность и на все тела на ней (масса 1 литра воздуха приблизительно равна 1,29 грамма). Почему это не ощущается? Потому что атмосферный воздух давит на тела со всех сторон с одинаковым давлением.
Закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку жидкости или газа.
Например, нормальное атмосферное давление на 1 квадратный метр стола равносильно 10-тонной массе, положенной на стол. Со столом ничего не происходит, потому что атмосферное давление воздействует и на нижнюю поверхность стола. Давления компенсируют друг друга.
Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).
Нормальным атмосферным давлением считают давление, равное 760 мм рт. ст.
760 мм рт. ст. =1013,25 гПа.
В технике используют и другие единицы, например, атмосферу (атм).
1 атм =760 мм рт. ст.
Давление в автомобильных шинах приблизительно равно 2 атм, а давление в бутылке шампанского равно почти 6 атмосферам.
Дальше от земной поверхности атмосферное давление снижается. На высоте 5 км оно уже приблизительно в 2 раза меньше. Поэтому в горах трудно дышать: разреженный воздух содержит меньше молекул, в том числе и молекул кислорода. При этом уменьшается также сила, с которой этот кислород давит на стенки легких, и падает концентрация кислорода в крови.
Для измерения атмосферного давления используют барометр-анероид. Давление газов в закрытых сосудах измеряют манометрами.
Для измерения большего или меньшего атмосферного давления используют манометры (от греч. «манос» — неплотный, «метрео» — измеряю).
Манометры бывают жидкостные и металлические.
Жидкостный манометр
Жидкостный манометр может измерять давление намного меньшее, чем атмосферное.
Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую наливают какую-нибудь жидкость. С помощью гибкой трубки одно из колен манометра соединяют с круглой плоской коробочкой, затянутой резиновой плёнкой.
Работа манометра основана на сравнении давления в закрытом колене с внешним давлением в открытом колене. Чем глубже погружают в жидкость коробочку, тем больше становится разность высот столбов жидкости в коленях манометра, и тем большее давление производит жидкость.
С помощью металлического манометра измеряют давление сжатого воздуха и других газов.
Основная часть такого манометра — согнутая в дугу металлическая трубка, один конец которой закрыт.
Другой конец трубки с помощью крана сообщается с сосудом, в котором измеряют давление.
При увеличении давления трубка разгибается. Движение закрытого конца её при помощи рычага и зубчатки передаётся стрелке, движущейся около шкалы прибора. При уменьшении давления трубка (благодаря своей упругости) возвращается в прежнее положение, а стрелка — к нулевому делению шкалы.
Подписывайтесь на канал и получайте информацию необходимую для ОГЭ по физике.
Жду ваши комментарии.