Презентация по теме: "Законы Ньютона"

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова» (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) Институт естественных наук и математики Кафедра математики, физики и информационных технологий Направление подготовки 44.03.05 Педагогическое образование с двумя профилями подготовки: Математика и Физика

Законы Ньютона

Выполнила: Шипилова Анастасия Александровна

Введение:

Цель: Изучить законы движения, сформулированные Исааком Ньютоном, и их применение в различных физических системах.

Объект исследования: Физические явления и процессы, связанные с движением тел и взаимодействиями между ними.

Предмет исследования: Законы движения Ньютона (первый, второй и третий законы) и их математическое описание.

Введение (продолжение):

Задачи исследования:

1. Изучить исторический контекст создания законов Ньютона.

2. Проанализировать каждый из трех законов и их математические формулировки.

3. Рассмотреть примеры применения законов Ньютона в реальных физических системах.

4. Исследовать ограничения и условия применимости законов Ньютона.

Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона

1 закон Ньютона: существуют такие системы отсчёта, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действия других тел компенсируются.

Шары покоятся относительно тележки при её движении с постоянной скоростью и приходят в движение (т. е. меняют скорость) при её торможении.

Инерциальными можно считать также системы отсчёта, связанные с любым телом, которое покоится или движется равномерно и прямолинейно относительно поверхности земли.

Системы отсчёта, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, являются неинерциальными.

Солнечная (гелиоцентрическая) система – инерциальная система отсчёта.

Второй закон Ньютона

2 закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

Математически второй закон Ньютона записывается так:

Опыт, свидетельствующий о том, что ускорение, получаемое телом, зависит от массы тела.

В скалярном виде второй закон Ньютона можно записать:

или

где и - проекции векторов ускорения и силы на ось Х, а и F- модули этих векторов.

Третий закон Ньютона

К укреплённому на штативе демонстрационному динамометру подвесим второй такой же динамометр. При этом стрелки приборов отклонятся в противоположные стороны, но их показания будут одинаковы. Следовательно, динамометры взаимодействуют равными по модулю и противоположно направленными силами.

Тела действуют друг на друга с равными по модулю силами и в том случае, если взаимодействие происходит на расстоянии. На стержни динамометров надеты круглые столики, к которым клейкой лентой прикреплены плоские керамические магниты. Магниты отталкиваются, поскольку обращены друг к другу одноимёнными полюсами.

Теперь рассмотрим опыт, в котором силы взаимодействия измеряются в процессе движения взаимодействующих тел. На рисунке изображён самодвижущийся игрушечный трактор, который тянет на буксире металлическую коробку с грузом. В качестве буксирного троса использованы сцепленные друг с другом трубчатые динамометры, один из которых прикреплён к трактору, а второй к коробке. Показания динамометров одинаковы, значит, движущиеся трактор и коробка действуют друг на друга с равными по модулю силами.

3 закон Ньютона: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Математически он записывается в следующем виде:

Заключение:

По совокупности же три закона Ньютона дали физикам инструменты, необходимые для начала комплексного наблюдения всех явлений, происходящих в нашей Вселенной. И, невзирая на все колоссальные подвижки в науке, произошедшие со времен Ньютона, чтобы спроектировать новый автомобиль или отправить космический корабль на Юпитер, вы воспользуетесь все теми же тремя законами Ньютона.

Спасибо за внимание!!!