содержание Введение Виды сил Сила тяготения Сила тяжести Вес Сила упругости Сила трения

Целью урока является расширение программного материала по теме: Силы в природе и совершенствование практических навыков и умений по решению задач. Задачи : закрепить изученный материал, сформировать у учащихся представления о силах вообще и о каждой силе в отдельности, грамотно применять формулы и правильно строить чертежи при решении задач.

введение Силой называется векторная величина, которая является причиной всякого движения как следствия взаимодействий тел. Взаимодействия бывают контактные, вызывающие деформации, и бесконтактные. В Международной системе единиц (СИ) единица силы называется ньютон (Н). 1 Н равен силе, придающей эталонному телу массой 1 кг ускорение 1 м/с 2 в направлении действия силы. Прибор для измерения силы – динамометр. Действие силы на тело зависит от: Величины прилагаемой силы; Точки приложения силы; Направления действия силы.

По своей природе силы бывают гравитационные, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия на полевом уровне. К гравитационным силам относятся сила тяжести, вес тела, сила тяготения. К электромагнитным силам относятся сила упругости и сила трения. К взаимодействиям на полевом уровне можно отнести такие силы как : сила Кулона, сила Ампера, сила Лоренца.

Сила тяготения Два тела взаимодействуют с силами равными по величине и противоположно направленными, прямо пропорциональными произведению масс и обратно пропорциональными квадрату расстояния между их центрами.

G = 6, Н. м 2 /кг 2 - гравитационная постоянная. m1 и m2 – массы взаимодействующих тел (кг) r – расстояние между центрами взаимодействующих тел.

Задача: Определите силу, с которой притягиваются друг к другу два корабля массой по 10 7 кг каждый, находящиеся на расстоянии 500 м друг от друга. Вопросы: От чего зависит сила тяготения? Как запишется формула силы тяготения, действующей на высоте h от поверхности Земли? Как была измерена гравитационная постоянная?

Сила тяжести Сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, называется силой тяжести. Обозначается - F тяж, приложена к центру тяжести, направлена по радиусу к центру Земли, определяется по формуле F тяж = mg.

Задача: сила тяжести на поверхности Земли составляет 10Н. Чему она будет равна на высоте, равной радиусу Земли ( м)? Вопросы: В каких единицах измеряется коэффициент g? Известно, что земля не шар. Она приплюснута у полюсов. Одинакова ли будет сила тяжести одного и того же тела на полюсе и экваторе? Как определить центр тяжести тела правильной и неправильной геометрической формы?

Вес тела Сила с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, в следствие земного притяжения, называется весом. Обозначается - Р, приложена к опоре или подвесу под центром тяжести, направлена вниз.

P = mg – вес тела в состоянии покоя P = m(g + a) – вес тела при движении с ускорением вверх P = m(g – a) – вес тела при движении с ускорением вниз

Задача: лифт массой 80 кг движется: Равномерно; Поднимается с ускорением 4,9 м/с 2 вверх; Спускается вниз с таким же ускорением. Определить вес лифта во всех трех случаях. Вопросы: Чем вес отличается от силы тяжести? Как найти точку приложения веса? Что такое перегрузка и невесомость?

Сила трения Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, направленная в сторону противоположную движению называется силой трения. Точка приложения силы трения под центром тяжести, в сторону противоположную движению вдоль соприкасающихся поверхностей.

Сила трения определяется по формуле: F = µN Где: µ - коэффициент трения безразмерная величина, зависит от характера обработки поверхности и от сочетания материалов соприкасающихся тел (силы притяжения отдельных атомов различных веществ существенно зависят от их электрических свойств); N – сила реакции опоры.

Задача: Собачья упряжка начинает тащить стоящие на снегу сани массой 100кг с постоянной силой 149Н. За какой промежуток времени сани проедут первые 200м пути, если коэффициент трения скольжения полозьев о снег 0,05? Вопросы: При каком условии возникает трение? От чего зависит сила трения скольжения? Когда трение бывает «полезное», а когда «вредное»?

Сила упругости При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Ее называют силой упругости.

F упр =k Δх закон Гука: сила упругости прямо пропорциональна изменению длины тела. Где: k - коэффициент жесткости тела, измеряется в ньютонах на метр (Н/м). Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. F упр = Р

Задача: Пружину детского пистолета сжали на 3 см. Определите возникшую в ней силу упругости, если жесткость пружины равна 700 Н/м. Вопросы: От чего зависит жесткость тел? Объяснить причину возникновения силы упругости? От чего зависит величина силы упругости?

В технике часто применяются спиралеобразные пружины. При растяжении или сжатии пружин возникают упругие силы, которые также подчиняются закону Гука, возникают деформации кручения и изгиба. Когда сила тяжести становится равной силе упругости, тело находится в покое на подвесе.

Равнодействующая сила Равнодействующей называется сила, заменяющая действия нескольких сил. Эта сила применяется при решении задач с использованием нескольких сил. Равнодействующая сила, в данном случае, находится по правилу параллелограмма и определяется по формуле

Сила Архимеда Сила Архимеда - это выталкивающая сила, возникающая в жидкости или газе и действующая противоположно силе тяжести. Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости F A = mg = ρVg Где: ρ – плотность жидкости или газа; V – объем погруженной части тела; g – ускорение свободного падения.

Задание

Задача: Чугунный шар объемом 1дм 3 опустили в жидкость. Его вес уменьшился на 8,9Н. В какой жидкости находится шар? Вопросы: Каковы условия плавания тел? Зависит ли сила Архимеда от плотности тела, погруженного в жидкость? Как направлена сила Архимеда?

Центробежная сила Центробежная сила возникает при движении по окружности и направлена по радиусу к центру. Где: v –линейная скорость; r – радиус окружности.

Сила Кулона Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Заряды взаимодействуют с силой Кулона. Где: q 1 и q 2 – взаимодействующие заряды, измеряющиеся в Кл (Кулонах); r – расстояние между зарядами; k – коэффициент пропорциональности. k= (Н. м 2 )/Кл 2

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: F 1 = - F 2. Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках.

Задача: Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0,5м, равна 3,6Н. Найти значения этих зарядов? Вопросы: Почему при электризации трением заряжаются оба трущихся тела? Остается ли неизменной масса тела при его электризации? В чем заключается физический смысл коэффициента пропорциональности в законе Кулона?

Сила Ампера На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. Где: I – сила тока в проводнике; В – магнитная индукция; l - длина проводника; α – угол между направлением проводника и направлением вектора магнитной индукции.

Сила Лоренца Сила, с которой электромагнитное поле действует на любое, находящееся в нем заряженное тело, называется силой Лоренца. F = qvBsinα Где: q – величина заряда; v – скорость движения заряженной частицы; В – магнитная индукция; α – угол между векторами скорости и магнитной индукции. Направление силы Лоренца можно определить по правилу левой руки.

Задача: в однородном магнитном поле, индукция которого равна 2Тл, движется электрон со скоростью 10 5 м/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Вычислить силу, действующую на электрон. Вопросы: Что называется силой Лоренца? Каковы условия существования силы Лоренца? Как определить направление действия силы Лоренца?