Le mouvement du corps sous l'action de la gravité: une définition de formule

Les mouvements du corps par gravité est un thème central dans la physique dynamique. Cette section est basée sur la dynamique des trois lois de Newton, il sait même collégien ordinaire. Essayons de comprendre le sujet à fond, et un article décrivant en détail chaque exemple nous aidera à faire l'étude du mouvement du corps sous la force de gravité utile.

Un peu d'histoire

Depuis des temps immémoriaux, les gens qui regardent curieusement les différents événements qui se déroulent dans notre vie. L'humanité depuis longtemps ne pouvait pas comprendre les principes et la disposition de nombreux systèmes, cependant un long chemin à explorer le monde autour a conduit nos ancêtres à la révolution scientifique. Dans ces jours où la technologie se développe à une vitesse incroyable, les gens presque ne pensent pas à la façon d'utiliser ces mécanismes ou d'autres.

Pendant ce temps, nos ancêtres ont toujours été intéressé par énigmes des processus naturels et la structure du monde, à la recherche des réponses aux questions les plus difficiles, et n'a pas cessé d'apprendre, mais n'a pas trouvé les réponses. Par exemple, le célèbre scientifique Galileo Galilei au 16ème siècle pour poser une question: « Pourquoi le corps tombent toujours vers le bas, ce qui est la force qui les attire à terre » En 1589, il a fait une série d'expériences, dont les résultats se sont révélés très précieux. Il a étudié en détail les lois de la chute libre des différents corps, jetant des objets de la célèbre tour de Pise. Les lois, qu'il a conduit, ont été améliorés et les formules décrites plus en détail un autre célèbre scientifique britannique – Sir Isaakom Nyutonom. Qu'il possède trois de la loi, qui est basé sur la quasi-totalité de la physique moderne.

Le fait que les lois du mouvement des corps, décrits il y a plus de 500 ans, sont pertinentes à nos jours, est que notre planète est soumise aux mêmes lois. L'homme moderne doit être au moins examiner superficiellement les principes de base de l'arrangement du monde.

Les concepts de base de la dynamique et de soutien

Afin de bien comprendre les principes de ce mouvement, vous devez d'abord vous familiariser avec quelques-uns des concepts. Ainsi, les termes théoriques les plus nécessaires:

• Interaction – est l'impact du corps contre l'autre, dans lequel le changement se produit ou le début de leur déplacement par rapport à l'autre. Il existe quatre types d'interactions: électromagnétiques, faibles, forts et gravitationnelles.
• Vitesse – une quantité physique indiquant la vitesse avec laquelle le corps se déplace. La vitesse est un vecteur, à savoir, a non seulement la valeur mais aussi la direction.
• Accélération – la quantité qui nous montre le taux de variation de la vitesse du corps dans une période de temps. Il est également une quantité de vecteur.
• La trajectoire de la voie – une courbe, et parfois – une ligne droite qui délimite le corps en mouvement. Avec un chemin de mouvement rectiligne uniforme peut coïncider avec la valeur de déplacement.
• Chemin – une longueur de chemin, qui est, autant que le corps a eu lieu pendant un certain laps de temps.
• système de référence inertiel – un environnement dans lequel vous êtes la première loi de Newton, à savoir, le corps maintient son élan, à condition que toutes les forces extérieures complètement absentes.

Les concepts ci-dessus est suffisant pour tirer avec compétence ou soumettre à la tête de la simulation de mouvement du corps sous l'influence de la gravité.

Que voulez-vous dire la force?

Passons maintenant au concept de base de notre thème. Ainsi, la puissance – c'est la valeur, dont le sens est l'impact ou l'influence d'un corps sur un autre plan quantitatif. Une gravité – est la force qui agit sur absolument tous les corps situés sur ou près de la surface de notre planète. La question est: d'où vient ce pouvoir? La réponse réside dans la loi de la gravitation universelle.

Quelle est la gravité?

Sur tout le corps est affecté par la force gravitationnelle de la Terre, ce qui lui donne une certaine accélération. La gravité est toujours direction verticale vers le bas au centre de la planète. En d'autres termes, la force de gravité attire les objets vers la Terre, voilà pourquoi les choses tombent toujours vers le bas. Il se trouve que la force de gravité – c'est un cas particulier de la force gravitationnelle. Newton a l'une des principales formules pour trouver une force d'attraction entre les deux corps. Il semble donc: F = G * (m x ₁ m ₂₎ / R ^2.

Quelle est l'accélération due à la pesanteur?

Le corps, qui a été libéré d'une certaine hauteur, toujours voler vers le bas sous la force de gravité. Le mouvement du corps sous l'influence de la gravité verticalement vers le haut et vers le bas peut être décrit par les équations où constante de base sera la valeur de l'accélération « g ». Cette valeur est déterminée exclusivement par la force de gravité, et sa valeur est approximativement égale à 9,8 m / s ^2. Il se trouve que le corps est moulé à partir d'une hauteur égale à zéro la vitesse initiale, se déplace vers le bas à la valeur de l'accélération « g ».

Le mouvement du corps sous l'action de la gravité: la formule pour résoudre

La formule de base de la constatation de la gravité est la suivante: la _pesanteur F = m x g, où m – est la masse du corps sur laquelle agit la force, et « g » – accélération de chute libre (pour simplifier les tâches , il est considéré comme étant égal à 10 m / s ²⁾ .

Il existe plusieurs formules utilisées pour trouver un inconnu en particulier avec le mouvement libre du corps. Par exemple, pour calculer le chemin parcouru par le corps, il est nécessaire de substituer les valeurs connues dans la formule suivante : S = V ₀ x t + a x t ^2/2 (trajet est égale à la somme des produits de la vitesse initiale multiplié par le temps et l'accélération au moment carré, divisé par 2).

Les équations pour décrire le mouvement vertical du corps

Le mouvement du corps sous l'influence de la gravité verticale à l'équation, qui est la suivante: x = x ₀ + v ₀ x t + a x t ^2/2 En utilisant cette expression, il est possible de trouver les coordonnées du corps à un moment connu. Il est simplement nécessaire de substituer des valeurs de problèmes connus: emplacement de départ, la vitesse initiale (si le corps est non seulement libéré et poussé avec une certaine force) et de l'accélération, dans ce cas, elle est égale à l'accélération g.

De la même manière peut être trouvée et la vitesse du corps qui se déplace sous l'action de la gravité. L'expression pour trouver toutes les quantités inconnues à tout moment: v = v ₀ + g x t (la valeur initiale de la vitesse peut être égale à zéro, la vitesse sera égale au produit de l'accélération de la pesanteur par la valeur du temps pour laquelle le corps effectue un mouvement).

Le mouvement des corps sous l'action de la gravité: défis et solutions

Dans la résolution de nombreux problèmes liés à la gravité, nous vous proposons le plan suivant:

1. Déterminer eux-mêmes est généralement constitué d'un cadre d'inertie de référence commode de choisir la Terre car elle répond à plusieurs des exigences de l'ISO.
2. Dessiner un petit dessin ou une image qui représente les principales forces agissant sur le corps. Le mouvement du corps sous l'influence de la gravité assume une esquisse ou un diagramme qui indique la direction dans laquelle le corps se déplace, si elle agit accélération égale à g.
3. Choisissez ensuite la direction de projeter des forces et accélérations obtenues.
4. Enregistrer des quantités inconnues et déterminer leur direction.
5. Enfin, en utilisant la formule ci-dessus pour résoudre les problèmes, pour calculer toutes les inconnues en substituant les données dans l'équation pour trouver l'accélération et la distance parcourue.

solution clé en main de tâche facile

En ce qui concerne un tel phénomène que le mouvement du corps sous l'action de la gravité, afin de déterminer comment moyen pratique de résoudre la tâche peut être difficile. Cependant, il y a plusieurs tours à l'aide que vous pouvez facilement résoudre même la tâche la plus difficile. Donc, nous expliquons aux exemples vivants de la façon de résoudre tel ou tel problème. Commençons par un outil facile à comprendre le problème.

Un corps libéré d'une hauteur de 20 m, sans vitesse initiale. Déterminer pour combien de temps il atteint la surface de la terre.

La solution: nous savons que le chemin parcouru par le corps, on sait que la vitesse initiale est égale à 0. On peut aussi déterminer que le corps est seulement la force de gravité agit, il se trouve que ce mouvement du corps sous l'action de la gravité, et vous devez donc utiliser cette formule: S = V ₀ x t + a x t ^2/2. Etant donné que dans notre cas a = g, puis après quelques transformations , on obtient l'équation suivante: S = g x t ² / 2. Il reste maintenant que le temps express par cette formule, on constate que t = ² 2S / g. En substituant la valeur connue (dans ce cas , on suppose que g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. Par conséquent, t = 2 s.

Donc, notre réponse: la chute du corps au sol pendant 2 secondes.

Trick à résoudre rapidement le problème, est le suivant: on peut voir que le mouvement du corps décrit dans le problème suivant se produit dans une direction (verticalement vers le bas). Il est très similaire au mouvement uniformément accéléré, puisque le corps aucune force autre que la force de gravité (la force de résistance à l'air est négligée). En raison de cela, nous pouvons utiliser la formule pour trouver un chemin facile à mouvement uniformément accéléré, en passant les images dessins arrangement agissant sur les forces du corps.

Un exemple des tâches les plus difficiles

Voyons maintenant la meilleure façon de résoudre le problème sur le mouvement du corps par gravité, si le corps ne se déplace pas verticalement, mais il a un mouvement plus complexe.

Par exemple, la tâche suivante. Un objet se déplaçant de masse m avec une accélération inconnue vers le bas du plan incliné, le coefficient de frottement est égal à k. Déterminer la valeur de l' accélération, qui est disponible pendant le mouvement du corps quand l'α l' angle d'inclinaison est connu.

Solution: Il est nécessaire de tirer parti du plan, qui est décrit ci – dessus. Le premier tirage en tirant un plan incliné de l' image corporelle et de toutes les forces agissant sur elle. Il se révèle qu'il comporte trois composantes: la force de gravité, la friction et la force de réaction du sol. Il semble équation générale que les forces résultantes F _Friction + N + mg = ma.

Le fait saillant du problème est la condition de l' angle d'inclinaison α. Lors de la projection des forces sur l' axe de bœuf et de l' axe oy, cette condition doit être prise en compte, nous obtenons l'expression suivante: mg α x sin – _friction F = ma (axe ox) et N – mg x cos α = _friction F (pour oy axe) .

F _friction est facilement calculé en trouvant la force de frottement de la formule, elle est égale à k x mg (coefficient de frottement multiplié par le produit du poids et de l'accélération de la pesanteur). Une fois que tous les calculs restent en ne substituant que les valeurs obtenues dans la formule, on obtient une équation simplifiée pour le calcul de l'accélération à laquelle le corps se déplace le long du plan incliné.