Справочный материал для подготовки учащихся 9 классов к ОГЭ по теме «Механические явления (4)»

Справочный материал для подготовки учащихся 9 классов к ОГЭ по теме «Механические явления (4)»

1. Сила – векторная физическая величина. Сложение сил.

Силой называют векторную величину, характеризующую такое действие на данное тело других тел, которое может вызвать ускорение и деформацию тела.

Сила, ока­зы­ва­ю­щая на тело такое же дей­ствие, как несколь­ко од­но­вре­мен­но дей­ству­ю­щих сил, на­зы­ва­ет­ся рав­но­дей­ству­ю­щей (ре­зуль­ти­ру­ю­щей) этих сил.

Если на тело дей­ству­ют силы, на­прав­лен­ные в одну сто­ро­ну, то мо­дуль рав­но­дей­ству­ю­щей равен сумме мо­ду­лей этих сил и направлена в ту же сторону.

Если на тело действуют силы, на­прав­лен­ные в про­ти­во­по­лож­ные сторон, то необ­хо­ди­мо из мо­ду­ля боль­шей силы вы­честь мо­дуль мень­шей силы и направлена равнодействующая в сторону большей силы..

Если к телу приложено две силы под углом α в одной точке, то равнодействующую находят по правилу параллелограмма.

2. Явление инерции. Первый закон Ньютона.

Инерция – это свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия других тел.

Ньютон продолжил исследования, начатые Галилеем, и после анализа явления природы сформулировал закон, который называют законом инерции.

I закон Ньютона (законом инерции): В инерциальных системах отсчета (ИСО) всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела, или действие тел скомпенсировано (а = 0).

Инерциальными называют такие системы отсчета, которые сами не имеют ускорения.

3. Второй закон Ньютона. Сонаправленность вектора ускорения тела и вектора силы, действующей на тело.

Второй закон Ньютона. Произведение массы тела на вектор ускорения есть равнодействующая всех сил, приложенных к телу: .

• - модуль ускорения,  - модуль равнодействующей силы.

Вектор ускорения сонаправлен с вектором равнодействующей силы.

4. Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона.

Два тела взаимодействуют друг с другом с силами:

1) равными по модулю;

2) противоположными по направлению;

3) лежащими на одной прямой.

В третьем законе Ньютона также сказано, что силы взаимодействия двух тел всегда являются силами одной природы.

Подчеркнем еще раз, что силы, о которых говорится в третьем законе Ньютона, приложены к равным телам, т. е. к телам, которые взаимодействуют друг с другом. Поэтому эти силы не могут уравновесить друг друга.

5. Трение покоя и трение скольжения. Формула для вычисления модуля силы трения скольжения.

Как известно, в природе не существует абсолютно гладких и абсолютно твердых тел, поэтому при перемещении одного тела по поверхности другого возникает сопротивление, которое называется трением.

Трение – явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкасания поверхностей по касательной к ним.

Различают трение покоя, трение скольжения, трение качения и трение качения.

Сила трения скольжения — сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении

F=μmg

Коэффициент трения обозначается чаще всего латинской буквой μ. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей. 

 — сила трения скольжения;

 — коэффициент трения скольжения;

 — сила реакции опоры;

 — масса тела;

g — Ускорение свободного падения.

6. Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука).

Деформациями называются любые изменения формы, размеров и объема тела.

Упругими деформациями называются деформации, полностью исчезающие после устранения внешних сил.

Пластическими деформациями называются деформации, полностью или частично сохраняющиеся после прекращения действии внешних сил.

Силы упругости – это силы, возникающие в теле при его упругой деформации и направленные в сторону, противоположную смещению частиц при деформации.

Закон упругой деформации (закон Гука).

Сила упругости, возникающая при деформации тела прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела и направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела:

F=kΔx,

k - жесткость тела, зависящая от размеров тела и материала, из которого оно изготовлено, единица жесткости в системе СИ Н/м;

Δx – удлинение тела (на сколько изменилась длина), единица измерения в СИ- м.

7. Всемирное тяготение. Закон всемирного тяготения.

Два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:

• Сила притяжения, направленная по линии, соединяющая центры тел – F, измеряется в Ньютонах (Н).

• Гравитационные массы взаимодействующих тел — m1, m2, измеряются в килограммах (кг).

• Расстояние между телами – r, измеряется в метрах (м). Если это сферические тела, то расстояние между их центрами.

• Гравитационная постоянная G.

8.Сила тяжести. Ускорение свободного падения. Формула для вычисления силы тяжести вблизи поверхности Земли.

Сила тяжести. Формула для вычисления силы тяжести вблизи поверхности Земли.

Земной шар всем телам, падающим на Землю, сообщает одинаковое ускорение g = 9,8м/с², называемое ускорением свободного падения. А это значит, что Земля действует, притягивает, все тела с силой, называемой силой тяжести. Это частный вид сил всемирного тяготения. Сила тяжести равна , зависит от массы тела m, измеряемой в килограммах (кг).

Ускорение свободного падения у поверхности Земли.

Ускорение свободного падения на высоте h от поверхности Земли.

,

 g — ускорение свободного падения на поверхности Земли;

G — гравитационная постоянная;

М_з —масса Земли;

R_з — радиус Земли;

 — высота тела над поверхностью Земли.

9.Искусственные спутники Земли.

Первой космической скоростью (круговой скоростью) называется наименьшая начальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником планеты.

Первая космическая скорость ИСЗ у поверхности Земли: 

Первая космическая скорость ИСЗ на высоте h от поверхности Земли: