Что такое инерция? Определение, формула

Понятие инерция в формулировках Галилея и Ньютона

Галилео Галилей и Исаак Ньютон внесли свой вклад в развитие такого раздела физики, как механика. Неудивительно, что каждый из них предложил свою формулировку.

	Галилео Галилей	Исаак Ньютон
Формулировка закона инерции	Когда тело движется по горизонтальной поверхности, не встречая никакого сопротивления движению, то его движение — равномерно, и продолжалось бы постоянно, если бы плоскость простиралась в пространстве без конца.	Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не принуждается приложенными силами изменить это состояние.
Определение инерции	Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или покоится, если на него не действуют другие тела.	Инерция – это физическое явление сохранения скорости тела постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Варианты формулировки не противоречат друг другу и говорят по сути об одном и том же, просто разными словами — выбирайте ту, что вам нравится больше.

Сила: первый закон Ньютона

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причина любого действия или взаимодействия — сила.

Сила — это физическая векторная величина, которая воздействует на данное тело со стороны других тел. Она измеряется в Ньютонах (в честь Исаака Ньютона, разумеется). Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.

Теперь зная, что такое сила, мы можем вернуться к ньютоновской формулировке закона инерции — он же, Его Величество, первый закон Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость постоянной, в том числе равной нулю, если действие на него других сил отсутствует или скомпенсировано.

Первый закон Ньютона R — результирующая сила, сумма всех сил, действующих на тело [Н] v — скорость [м/с] const — постоянная величина

В этом законе встречается такое словосочетание, как «система отсчета». Оно изучается в самом начале курса физики, но там это понятие читают в контексте «такие системы отсчета». Напрашивается вопрос: какие такие системы отсчета?

Системы отсчета: инерциальные и неинерциальные

Чтобы описать движение нам нужны три штуки:

• тело отсчета, относительно которого определяем местоположение других тел;
• система координат: в школьном курсе мы используем прямоугольную декартову систему координат;
• часы, чтобы измерять время.

В совокупности эти три опции образуют систему отсчета:

Инерциальная система отсчета — система отсчёта, в которой все тела движутся прямолинейно и равномерно, либо покоятся.

Неинерциальная система отсчета — система отсчёта, движущаяся с ускорением.

Рассмотрим разницу между этими системами отсчета на примере задачи.

Аэростат — летательный аппарат на картиночке ниже — движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускоренно движется автомобиль.

Выберите правильное утверждение:

1. Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инерциальной не является.


2. Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инерциальной не является.


3. Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.


4. Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной.

Решение:

Система отсчёта, связанная с землёй, инерциальна. Да, планета движется и вращается, но для всех процессов вблизи планеты этим можно пренебречь. Во всех задачах систему отсчета, связанную с землей можно считать инерциальной.

Поскольку система отсчёта, связанная с землёй инерциальна, любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится — по первому закону Ньютона тоже инерциальна.

Движение аэростата удовлетворяет этому условию, так как оно равномерное и прямолинейное, а равноускоренное движение автомобиля — нет. Аэростат — инерциальная система отсчёта, а автомобиль — неинерциальная.

Ответ: 1.

Инерция покоя

На столе лежит лист бумаги. На него поставили стакан и резко выдернули лист бумаги из-под него. Стакан почти не двинулся.

То, что стакан остался в состоянии покоя, можно объяснить законом инерции, так как «скорость остается постоянной,

в том числе равной нулю». В данном случае инерция покоя — это способность тела сохранять состояние полного механического покоя и «сопротивляться» любым внешним воздействиям. То есть та часть закона инерции, в котором скорость равна нулю.

Так, например, если выбивать пыль из ковра, то в ковер-самолет ваш любимый предмет интерьера не превратится — вместе с пылью не улетит.

Инерция движения

В случае с движением мы берем ту часть первого закона Ньютона, в которой скорость постоянна, но не равна нулю. Здесь мы откроем способность тела к движению, которое было вызвано силой, прекратившей своё действие на тело.

Вернемся к самому началу:

Велосипедист наезжает на камень и падает с велосипеда. Благодаря инерции скорость велосипедиста сохраняется, несмотря на то, что сам велосипед не едет дальше. Наездник слетает с лошади, если та остановилась. Это тоже происходит из-за инерции — скорость наездника остается постоянной, при этом сама лошадь останавливается.

Мир не идеален

К сожалению, а может быть и к счастью, мы не живем в мире, в котором все тела движутся прямолинейно и равномерно. Из-за этого инерция в реальной жизни невозможна, потому что всегда есть трение, сопротивление воздуха и прочие, препятствующие движению, факторы.

Пуля, вылетевшая из ружья, продолжала бы двигаться, сохраняя свою скорость, если бы на неё не действовало другое тело — воздух. Поэтому скорость пули уменьшается.

Велосипедист, перестав работать педалями, смог бы сохранить скорость своего движения, если бы на велосипед не действовало трение. Поэтому, если педали не крутить — скорость велосипедиста уменьшается, и он останавливается.

Инерция — урок. Физика, 7 класс.

По опытным данным известно, что изменение скорости тела имеет причины. Что же будет происходить, если на данное тело никакие другие тела не действуют? В этом случае тело будет либо оставаться в покое относительно Земли, либо двигаться относительно неё равномерно и прямолинейно.

Пример:

Без воздействия силы мяч не движется.

 

Обрати внимание!

Для изменения скорости мяча нужно на него воздействовать. Для этого футболист ударяет ногой по мячу.

 

 

Энергия от ноги футболиста превращается в энергию движения мяча. Мяч приобретает скорость.

 

Пример:

Для движения снаряда необходима энергия пороховых газов. Для изменения скорости снаряда тепловая энергия (взрыва пороховых газов) переходит в кинетическую (энергию движения).

Скорость любого тела изменяется только под воздействием внешних сил.

Колесо, катясь по земле, замедляет движение, потому что часть энергии тратится на

преодоление сил трения. Энергия уменьшается, поэтому уменьшается скорость движения.

  

 

Снаряд при попадании в цель передаёт энергию. Чаще всего энергия движения переходит в тепловую энергию.

Значит, изменение скорости тела (по величине и направлению) происходит в результате действия на него внешней силы.

Если воздействие этой силы незначительно, то скорость будет сохранять своё значение длительное время.

Инерция (от лат. inertia — неподвижность, бездеятельность) — способность тела сохранять скорость равномерного движения или состояние покоя при отсутствии внешнего воздействия.

Таким образом, движение тела при отсутствии действия на него других тел называют движением по инерции.

Снаряд продолжит движение без изменения скорости при отсутствии трения о воздух. В реальной жизни трение уменьшает энергию любого движения.

Пример:

Если велосипедист не вращает педали, то скорость сохранится, только если движение идёт со склона. Иначе трение колёс о дорогу уменьшит энергию движения. Скорость велосипедиста будет уменьшаться со временем даже по ровной дороге.

При отсутствии воздействия на тело сил, оно будет двигаться равномерно или покоиться.

Это — закон инерции, установленный Галилеем.

В конце \(18\) века Исаак Ньютон включил закон инерции в качестве первого закона движения. Поэтому закон инерции часто называют первым законом Ньютона.

Что такое инерция?

Тела не могут самостоятельно приходить в движение или изменять его направление, для этого необходимо воздействие внешней силы. Такое противодействие изменениям называется инерцией, которая просто означает, что тела, находящиеся в покое, остаются в покое, а движущиеся — в движении, пока на них не окажут воздействие внешние силы.

Например, после выключения электрического вентилятора колесо с лопастями продолжает какое-то время быстро вращаться и лишь потом замедляет свой ход и останавливается. Если бы не было трения в подшипниках и аэродинамического сопротивления, колесо вращалось бы неограниченное время и после выключения вентилятора. Однако после того как колесо остановится, оно уже не сможет снова начать самостоятельно вращаться. Для того чтобы вентилятор начал работать, необходима внешняя сила,

в данном случае электродвигатель. Стремление всех тел сохранять состояние движения или покоя объясняет, почему пассажиры, стоящие в проходе поезда, начинают падать назад или вперед в те моменты, когда поезд трогается или останавливается (рисунки сверху и снизу).

С тех пор как греческий философ Аристотель более 2000 лет назад ввел понятие инерции, многие великие мыслители ломали себе голову над ее смыслом. В 1635 году итальянский физик Галилео Галилей выполнил серию экспериментов с шарами, скатывающимися по наклонной плоскости, что позволило ученому впервые сформулировать понятие инерции в современном ее понимании. Основываясь на работах Галилея, Исаак Ньютон обобщил свои наблюдения в области инерции в первый из трех законов механики, носящих его имя.

Покоящиеся тела

Как показано на рисунке над текстом, пассажиры были застигнуты врасплох, когда поезд начал движение, и они начинают падать назад. Диаграмма справа показывает, что силу, препятствующую падению пассажиров, передает ручной ремень, в то время как сила тяжести держит их на месте. Пассажиры реагируют на ускорение так, как будто невидимая сила тянет их назад.

Движущиеся тела

Когда движущийся поезд замедляет свой ход, его тормоза создают силу, направленную противоположно направлению движения {голубая стрелка). Так как на пассажиров, стоящих внутри поезда, тормозящая сила не действует, они продолжают движение и начинают падать вперед. Сила, передаваемая через ручной ремень, и сила тяжести останавливают падение пассажиров. Резкое торможение поезда создает у пассажиров ощущение, что какая-то сила толкает их вперед.

Эксперимент Галилея

Наблюдая за шарами, перекатывающимися по наклонным плоскостям, Галилей правильно сформулировал понятие инерции. При отсутствии трения, замедляющего движение тел, шарик, скатывающийся по наклонной плоскости, продолжал бы качение вверх по другой наклонной плоскости {верхний рисунок) до тех пор, пока его кинетическая энергия (энергия движения) не была бы полностью израсходована на преодоление силы тяжести. В среднем примере шарик перемещается вдоль второй наклонной плоскости дальше, чем в верхнем, так как вторая наклонная плоскость не столь крута. Галилей сделал вывод, что если бы угол наклона второй наклонной плоскости стал бы еще меньше, шарик прокатился бы еще дальше, прежде чем уступить силе тяжести. А если бы вторая плоскость была бы горизонтальной, как в нижнем примере, сила тяжести не влияла бы на движение и шарик катился бы вечно.

6. Инертность. Масса. Инерция. Сила. Законы Ньютона.

6. Инертность. Масса. Инерция. Сила. Законы Ньютона. | физика

Инертность — свойство разных тел по разному изменять свою скорость под действием одной и той же силы. (большая инертность у того, у кого изменения меньше за единицу времени)
— это свойство всех тел оказывать «сопротивление» при любых попытках изменить его скорость как по модулю, так и по направлению.
Масса (m) — скалярная физическая величина, мера инертности тела; измеряется в килограммах (кг). свойства:

1. масса системы тел = сумма масс отдельных частей этой системы.
2. масса системы тел, не обменивающихся веществом с окружением, — величина постоянная, и не изменяется при движении этой системы.
3. ~~ отношение масс двух тел обратно отношению их ускорений ( m₁ / m₂ = a₂ / a₁ ) ~~

Инерция — свойство тела сохранять свою скорость, при отсутствии действия на него других тел.
Сила (F{век}) — мера взаимодействия тел, в результате которого тела деформируются или приобретают ускорение; измеряется в ньютонах (Н).
— величина, характеризующая действия одного тела на другое.
Силы:

• Гравитационные
• Электрические

Законы Ньютона
Первый закон Ньютона — существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела, или их действие скомпенсировано.
Второй закон Ньютона — ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально приложенной силе, и обратно пропорционально его массе: a{век} = F{век} / m, где F{век} — сила или результирующая всех сил, действующих на тело.
Третий закон Ньютона — силы, с которыми взаимодействуют тела, направлены в противоположенные стороны вдоль одной прямой, равны по модулю, имеют одинаковую физическую природу, приложены к разным телам(F₁{век} = -F₂{век}) время их действия одинаково.
Второй закон Ньютона в импульсной форме — изменение импульса равно изменению действующей на тело силы: Δp{век} = F{век}Δt

в чем заключается и примеры из жизни

 

Доводилось ли вам играть в футбол? Вероятно, да. Но даже если и нет, то вы все равно без труда сообразите, что мяч, лежащий посреди поля, не подпрыгнет и не покатится, если его перед этим не пнуть ногой.

Также каждый знает на собственном опыте, что когда быстро бежишь, то моментально остановиться нельзя. Приходится тормозить ногами об пол, хвататься за что-то руками, в общем, помогать себе сторонними предметами. Что же такое не дает начать движение и прервать его в одно мгновение без посторонней помощи? В физике это явление называется инерцией и изучается в седьмом классе. В чем же заключается явление инерции?

В чем заключается явлении инерции?

На примере мяча мы убедились, что тело, находящееся в покое относительно Земли, будет сохранять свое состояние покоя до тех пор, пока его не выведут из этого состояния другие тела. На том же примере видно, что и уменьшение скорости не происходит само собой. Так, катясь по траве, мяч не останавливается сам, его останавливает трение о траву и землю.

Например, катясь по льду, мяч переместился бы на расстояние в несколько раз большее, потому что трение о лед в разы меньше, чем о поверхность футбольного поля. Так же и направление своего движения летящий или катящийся мяч не поменяет по собственной прихоти. Для этого надо, чтобы кто-то пнул его в другую сторону, или чтобы мяч врезался во что-то, например, в штангу ворот. Собственно, вот это явление и называется в физике инерцией.

Определение инерции

Инерция – это явления сохранения скорости тела при отсутствии действия других тел. То есть, когда мяч лежит себе спокойненько на траве, его скорость равна нулю. И она не изменится без посторонней помощи. И когда мяч катится, он бы так и катился себе с постоянной скоростью бесконечно, если бы не трава, трение о воздух и назойливые футболисты, у которых чешутся ноги попинать ни в чем не повинный мячик.

Примеры инерции в жизни

Примеры инерции в жизни, кроме несчастного мячика, это – полет любого предмета, например, спортивного копья, пули, которые останавливаются в конце концов под действием силы тяжести и трения о воздух. Это большие и тяжелые вещи, которые нам трудно сдвинуть с места, например, шкаф, пианино или собранный на отдых чемодан. Это ситуация, когда нам для того, чтобы повернуть на бегу, приходится или замедлять бег или хвататься рукой за столб либо дерево.

И наконец, это автомобиль, который на полном ходу при всем желании водителя не может затормозить моментально, а особенно во время гололеда. И об этом следует всегда помнить и не проверять срабатывание закона инерции на дороге. Поверьте, инерция сработает, она никуда не денется. А у вас жизнь одна.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Расчет пути, скорости и времени движения: равномерное и неравномерное
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspВзаимодействие тел: мера и виды взаимодействия

Инерция. 7 класс — Класс!ная физика

Инерция. 7 класс

Подробности

Просмотров: 305

1. В чем состоит причина изменения скорости тела?

Скорость тела сама со себе измениться не может.
Тело начинает движение или уменьшает свою скорость и останавливается только лишь под действием других тел.
Тело может изменить величину своей скорости или направление движения (или то и другое одновременно) в результате действия на него другого тела.

Изменение скорости тела (величины и направления) происходит в результате действия на него другого тела.

Например:

Лежащий на футбольном поле мяч сам по себе никуда не покатится, он сохраняет состояние покоя.
Если по мячу ударить ногой (подействовать другим телом), мяч начнет движение, т.е.изменит свою скорость.
Если мяч положить на наклонную доску, он начнет скатываться вниз, т.е. изменит свою скорость, т.к. на мяч действует притяжение Земли (действует другое тело).
И в том и в другом случае через какое-то время мяч остановится, т.к. подействовала сила трения о землю и сопротивление воздуха (подействовали другие тела — земля и воздух).

2. Как будет двигаться тело, если на него не будут действовать другие тела?

Тело при отсутствии действия на него других тел сохраняет свою скорость неизменной по величине и направлению.
Состояние покоя тела тоже можно рассматривать как движение с нулевой скоростью.
То есть тело при отсутствии действия на него других тел сохраняет состояние покоя, в котором оно пребывало, неизменным.

Итальянский физики Галилео Галилео (1564— 1642) на опытах доказал, что если на тело не действуют другие тела, то оно находится или в покое, или движется прямолинейно и равномерно относительно Земли.

3. Что такое инерция?

Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на нero других тел называют инерцией.
(Инерция — от лат. инерциа — неподвижность, бездеятельность.)

Например:

Когда автобус трогается с места, то стоящий в нем человек отклоняется назад, т.к. ноги вместе с полом автобуса приобрели уже какую-то скорость, а тело человека еще находится в состоянии покоя.
Когда едущий автобус резко останавливается, человек, стоящий в нем падает вперед, т.к. ноги вместе с полом автобуса уже остановились, а тело сохраняет прежнюю скорость движения.

Когда бегущий человек спотыкается о камень, его ноги остановились, но тело, сохраняя прежнюю скорость, по инерции продолжает двигаться, и человек падает вперед.
Когда человек подскальзывается на льду, ноги начинают быстрее скользить вперед, а тело сохраняет прежнюю скорость, и человек падает назад.
Это примеры проявления инерции.

4. Что называется движением по инерции?

Движение тела при отсутствии действия на него других тел называют движением по инерции.

При движении по инерции тело не меняет свою скорость ни по величине, ни по направлению, то есть тело движется с постоянной скоростью.

Например:

На Земле трудно наблюдать идеальное движение по инерции, т. к. движению тел всегда сопутствует сопротивление воздуха или воды, трение о землю.
Так пуля, выпущенная при выстреле, казалось бы, должна лететь по инерции бесконечно долго, но сопротивление воздуха и притяжение Земли останавливают ее движение.
Движущийся автомобиль после выключения двигателя должен бы ехать по инерции с той же скоростью тоже бесконечно долго, но на него действует сопротивление воздуха и трение колес о землю, в результате автомобиль останавливается.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Инерция – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Форма урока: урок-путешествие.

Тип урока: Урок открытия и первичного закрепления знаний.

Цель: Обеспечение усвоения знаний о явлении «инерция». проверка качества знаний учащихся при решении задач.

Задачи урока:

• Предметные: выяснить физическое содержание явления «инерция», формировать умения находить проявления инерции в окружающем мире.
• Метапредметные: продолжить развивать внимание, память, логическое мышление, умение делать выводы.
• Личностные: способствовать формированию научного мировоззрения, развивать познавательный интерес, содействовать формированию самостоятельности, продолжить формирование коммуникативных умений.

Оборудование к уроку: компьютер, видеопроектор, интерактивная доска, штатив с муфтой и лапкой, желоб, шарик, салфетка (полотенец), интерактивная доска, указка, мячик, листочки с тестом на каждую парту, карточки с заданием.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация имеющихся знаний и постановка проблемы (в форме игры «Составляйки»)

Учитель. Добрый день, ребята! Я вам предлагаю сейчас отправиться на автобусе в путешествие по стране знаний. Согласны? Все вы- пассажиры заняли места в нашем автобусе. Но прежде чем нам отправиться в путешествие, наш автобус должен заправиться. Заправка будет необычная – это будут ваши отличные и хорошие ответы. У вас на столах лежат листочки с тестом. В своих рабочих тетрадях вы должны его выполнить: рядом с цифрой вопроса напишите выбранную букву ответа. Вам на это отводиться 5 минут.

1) Механическим движением называется …

К. движение всякого тела по земле среди окружающих тел

И. изменение положения тела относительно других тел

Д. изменение положения автомобиля на дороге.

2) Траекторией движения тела называется …

Н. линия, по которой движется тело

О. след, который оставляет движущееся тело

С. кривая линия движения молекулы.

3) Длина траектории, по которой движется тело в течении некоторого промежутка времени, называется…

А. след

Е. путь

М. кривая

4) При равномерном движении тело за равные промежутки времени…

Б. проходит разные пути

Н. движется равномерно

Р. Проходит равные пути

5) Формула для нахождения скорости при равномерном движении:

В. t =	s	Г. s = v · t    Ц. v =	s
	v		t

6) В системе СИ скорость измеряется в…

И. м/с

К. км/ч

Л. км/с

7) При неравномерном движении тело за равные промежутки времени…

Е. Проходит равные пути

Я. Проходит разные пути

Л. движется равномерно

Рис. 1. Страница 1 на ИД.

А теперь в руки возьмите карандаш и проверьте, правильно ли вы ответили: я вам показываю букву правильного ответа на соответствующий вопрос (на ИД (страница 1 на ИД) в беспорядке размещены буквы И; Н; Е; Р; Ц; И; Я), вы сравниваете со своими ответами, ставите «+» или «-» и таким образом сами себя оцениваете:

• 7 правильных ответов = «5»;
• 6 правильных ответов = «4»;
• 5 правильных ответов = «3».

Ребята, поднимите руки, кто получил “5”? А кто получил “4”? Молодцы!

Итак, заправились – поехали! Но, к сожалению, наш автобус ведет стажер-практикант. Он очень волнуется и, как всякий новичок, резко трогает автобус с места. Что происходит с нами? Покажите. (Мы отклоняемся назад, ведь автобус поехал вперёд, а наше тело продолжает покоиться). Молодцы! Стажёр-водитель наконец-то успокоился, спокойно ведёт автобус. Мы с удовольствием глядим в окна. Но вдруг на светофоре загорелся красный свет. Что делает водитель?

Учащиеся. — Он давит на тормоза.

Учитель. — Покажите, что происходит с нами. (Автобус останавливается, а наше тело продолжает движение). Подумайте!: может быть кто-то из вас сможете ответить, какое же физическое явление играет с нами в автобусе такие шутки?

Затрудняетесь? Давайте выбранные вами буквы ответа правильно расположим от 1-го вопроса до 7-го и узнаем, как зовут шутницу-хулиганку. К доске выходит учащийся выполнять задание ни ИД.

ЭТО ИНЕРЦИЯ!

О ней мы и будем говорить на сегодняшнем уроке. Запишите в рабочих тетрадях тему нашего сегодняшнего урока: «Инерция».

 Какова цель нашего урока? (варианты учащихся)

Итак, цель нашего урока: изучить явление инерция. (изучить необыкновенное явление под названием инерция, которая проявляется в окружающем нас мире на каждом шагу, но мы настолько привыкли к ней, что и не замечаем её).

3. Открытие нового знания.

Учитель. — Проведем следующий опыт. У меня на столе находится мяч. Чему равна его скорость относительно стола?

Учащиеся. – 0.

Учитель. – Если мы не будем воздействовать на этот мяч, изменится ли его скорость?

Учащиеся. – Нет, без воздействия изменить скорость мяча нельзя.

Учитель. – Как можно изменить скорость мяча?

Учащиеся. – Подтолкнуть, т.е. подействовать на него рукой.

Учитель. – Мяч начинает двигаться. Перестаю действовать, что наблюдаете?

Учащиеся. – Мяч останавливается.

Учитель. – Итак, делаем вывод: тело может находиться в покое бесконечно долго, изменение его скорости связано с действием на него других тел.

Так же думал и древнегреческий философ Аристотель, живший в 4 веке до н.э: «Все, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого. Нет действия, нет движения».

(страница 2 на ИД)

Рис. 2. Страница 2 на ИД.

Идеи древнегреческого философа господствовали в науке около 2 000 лет. В 17 веке итальянский ученый Галилео Галилей пришел к иному суждению. Он первый показал, что тело может не только покоиться в отсутствии внешнего воздействия, как утверждал Аристотель, но может ещё и двигаться. (страница 3 на ИД)

Рис. 3 Страница 3 на ИД.

Галилей использовал опыт. Наблюдал за движением шара по наклонной плоскости. Давайте и мы проделаем этот опыт и пронаблюдаем за движением шарика по наклонному желобу: сначала с тканью, а после без неё, т.е. без воздействия. Я предлагаю вам поработать в группах по 4 человека. У каждой группы на столах карточка с заданием и необходимое оборудование (штатив с муфтой и лапкой, желоб, металлический шарик, салфетка или полотенец небольшой) находится на столах учащихся)

Учащиеся выполняют опыт.

Карточка с заданием. На столе возьмите желоб, установите его наклонно. Под желоб подложите салфетку. Скатите шарик с желоба. Что наблюдаете? Почему?

Уберите салфетку и вновь отпустите шарик с прежней высоты. Что наблюдаете?

Учитель. – Что наблюдали? Какой вывод вы можете сделать из опыта? (Нам необходимо выяснить, как будет двигаться тело при отсутствии внешнего воздействия).

Учащиеся. – Мы заметили, что в первом случае скорость шарика уменьшилась очень быстро (движение было неравномерным), но во втором случае убрали ткань, шарик катится дальше, т.к. скорость шарика изменяется медленнее, т.е. дольше сохраняется, но шарик снова останавливается.

Учитель. – Почему?

Учащиеся. – Потому что движению шарика мешает бортик стола, трение шарика о поверхность стола.

Учитель. – Подумайте и скажите, как бы двигался шарик, если на него совсем не будут действовать другие тела? (не будет совсем преграды, трения)

Учащиеся. – Шарик совершал бы равномерное и прямолинейное движение (РПД).

Учитель. — Именно такое предположение высказал Галилей в ХVII в. Если на тело не действуют другие тела, то оно находится в покое или движется прямолинейно равномерно относительно Земли. Это значит, что скорость не меняется, остается постоянной величиной.

Рис. 4 Страница 4 на ИД.

В этом заключается понятие инерции. (страница 4 на ИД)

Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией.

Учитель. — откройте, пожалуйста, учебник на стр.53 § 18 «Инерция», прочитайте выделенный абзац, что называется инерцией и запишите это понятие в тетрадях.

 (учащиеся из учебника записывают понятие инерции)

Учитель. — Инерция (лат.) – неподвижность, бездеятельность.

Таким образом, движение тела при отсутствии действия на него других тел называют движение по “инерции”. Вот почему мы падаем вперед, когда запинаемся и падаем назад, когда поскользнемся. Мы продолжаем свое движение по инерции – так принято говорить. Может ли явление инерции в чистом виде наблюдать на земле? Почему?

 Учащиеся. – Нет, потому что действует сила трения и сила тяжести.
Учитель. — Правильно. Поэтому мы будем явление называть “инерцией” только приблизительно.

Что-то мы с вами засиделись.

4. Физкультминутка с музыкой. «В автобусе». (страница 5 на ИД)

Рис. 5 Страница 5 на ИД.

Предлагаю вам изобразить поведение пассажиров во время поездки в автобусе.

Учитель. – Мы едем в автобусе. Покачаемся!

— Автобус резко набирает скорость. Куда отклоняемся? (Назад).

— Автобус тормозит. Куда отклоняемся? (Вперед).

— Наш автобус поворачивает направо. (Мы — влево).

— Наш автобус поворачивает налево. (Мы — вправо).

— Наш автобус резко тормозит (Мы — вперед), пристегните ремни!

Молодцы! А зачем в автомобилях страховочные ремни?

Инерция проявляется в окружающем нас мире на каждом шагу, но мы настолько привыкли к ней, что и не замечаем её. (страница 6 на ИД)

Стрелы из лука, снаряды из пушки и пули из ружья летят по инерции.

После взмаха веслами лодка некоторое время плывет по инерции. (Слайд 1.1)

Рис. 6. Слайд 1.1.

Ракета после выхода в открытый космос летит с выключенными двигателями по инерции. (Слайд 2.1)

Рис. 7. Слайд 2.1.

Явление инерции учитывается во многих видах спорта. Полет стрелы, движение мяча при ударе ногой спортсмена, прыжок в длину,– это примеры движения по инерции. Велосипедист, перестав крутить педали, еще старается сохранить свою скорость постоянной, то есть движется по инерции. (Слайд 3.1)

Именно инерция помогает устанавливать мировые рекорды!

(Слайд 4.1)

Рис. 8. Слайд 3.1.

Рис. 9. Слайд 4.1.

Движение по инерции учитывается при обеспечении безопасности движения. Машину нельзя мгновенно остановить, повернуть или стронуть с места. Поэтому у светофоров есть желтый сигнал, а перед поворотами ставят заранее знак. (Слайд 5.1)

Рис. 10. Слайд 5.1.

Рис. 11. Слайд 6.1.

5. Закрепление материала.

Во всех падениях виновата инерция! (Слайд 6.1)

• В какую сторону падает человек, споткнувшись?
• В какую сторону он упадет, если поскользнется?
• Почему так происходит?

(Страница 7 на ИД)- Посмотрите в переднее окно. Впереди нас движется троллейбус, а у него надпись “Соблюдай дистанцию”. Зачем она нужна? Что означает эта надпись?
(Страница 8 на ИД) — А теперь у едущего впереди автомобиля зажглись красные огоньки. Зачем?
(Страница 9 на ИД) — А вот за окнами рекламный плакат. Рекламируют “инерцию”. А ошибок-то? Явно не физик рисовал. Поможем их исправить?

Рис. 12. Страница 7 на ИД.

Рис. 13. Страница 8 на ИД.

Рис. 14. Страница 9 на ИД.

Учитель. — Мы устали, да и время поджимает. Быстро возвращаемся на нашу первую остановку. А чтобы вы не грустили, проверим свои знания, выполнив тест. Тест будем выполнять на ИД. При выборе правильного ответа, сам ответ выделяется цветом, а неверные ответы исчезают. (Слайды 1.2 – 3.2)

Учащиеся по одному выходят к доске для выполнения теста.

Рис. 15. Слайд 1.2.

Рис. 16. Слайд 2.2.

Если вы правильно ответили, то у вас получится слово. (ответ “УСПЕХ”)

Попробуйте объяснить явления, изображённые на доске.

(Слайды 4.2)

Рис. 17. Слайд 3.2.

Рис. 18. Слайды 4.2.

6. Подведение итогов урока. Рефлексия

Подведём итоги. Давайте вспомним, какова цель нашего урока? Достигли мы её?

Проведём рефлексию. (Слайды 5.2)

1. На уроке мне было …
2. Тема урока мне…
3. Я работл(а) на уроке…
4. У меня есть вопросы по теме…
5. Свою работу на уроке я оцениваю…

7. Домашнее задание

§ 18. По вариантам написать положительные и отрицательные стороны инерции.

Творческая работа — сделать рисунки проявления инерции в быту, придумать опыты или найти предметы, демонстрирующие явление инерции. (Слайды 6.2)

(Учащиеся записывают Д.З. в дневниках).

Инерция и масса

Первый закон движения Ньютона гласит, что «объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя, а объект в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении, если на него не действует неуравновешенная сила». Объекты имеют тенденцию «продолжать делать то, что они делают». Фактически, это естественная тенденция объектов сопротивляться изменениям в их состоянии движения. Эта тенденция сопротивляться изменениям в их состоянии движения описывается как инерция .

Инерция: сопротивление объекта изменению его состояния движения.

Концепция инерции Ньютона прямо противоположна более популярным представлениям о движении. Доминирующей мыслью до дней Ньютона была естественная тенденция объектов приходить в положение покоя. Считалось, что движущиеся объекты в конечном итоге перестанут двигаться; сила была необходима, чтобы удерживать объект в движении. Но если его предоставить самому себе, движущийся объект в конце концов остановится, а покоящийся объект останется в покое; таким образом, идея, которая доминировала в мышлении людей почти за 2000 лет до Ньютона, заключалась в том, что это была естественная тенденция всех объектов принимать положение покоя.

Галилей и концепция инерции

Галилей, ведущий ученый семнадцатого века, разработал концепцию инерции. Галилей рассуждал, что движущиеся объекты в конечном итоге останавливаются из-за силы, называемой трением. В экспериментах с использованием пары наклонных плоскостей, обращенных друг к другу, Галилей наблюдал, что шар катится по одной плоскости и поднимается по противоположной плоскости примерно на одинаковую высоту. Если бы использовались более гладкие плоскости, мяч катился бы по противоположной плоскости еще ближе к исходной высоте.Галилей рассуждал, что любая разница между начальной и конечной высотами связана с наличием трения. Галилей предположил, что если бы трение можно было полностью устранить, то мяч достиг бы точно такой же высоты.

Галилей далее заметил, что независимо от угла, под которым были ориентированы плоскости, конечная высота почти всегда была равна начальной высоте. Если бы наклон противоположного наклона был уменьшен, то мяч покатился бы на большее расстояние, чтобы достичь этой исходной высоты.

Рассуждения Галилея продолжались — если бы противоположный наклон был поднят почти на угол 0 градусов, то мяч катился бы почти бесконечно, пытаясь достичь исходной высоты. И если бы противоположный наклон вообще не был наклонен (то есть если бы он был ориентирован по горизонтали), то … движущийся объект продолжал бы движение ….

Смотрите! Другой мысленный эксперимент Галилея объясняется в этом видео с использованием реального эксперимента, выполненного с использованием современного оборудования.

Силы не удерживают предметы в движении

Исаак Ньютон основывается на размышлениях Галилея о движении. Первый закон движения Ньютона гласит, что сила , а не , необходима для удержания объекта в движении. Переместите книгу по столу и посмотрите, как она переместится в исходное положение. Книга, движущаяся по столешнице, не приходит в положение покоя из-за отсутствия силы ; скорее это присутствие силы (эта сила является силой трения), которая переводит книгу в исходное положение.В отсутствие силы трения книга продолжала бы движение с той же скоростью и направлением — вечно! (Или, по крайней мере, до конца столешницы.) Для удержания движущейся книги в движении сила не требуется. На самом деле это сила, которая останавливает книгу.

Масса как мера инерции

Все объекты сопротивляются изменениям в своем состоянии движения.У всех объектов есть эта тенденция — у них есть инерция. Но имеют ли некоторые объекты большую тенденцию сопротивляться изменениям, чем другие? Абсолютно да! Тенденция объекта сопротивляться изменениям в его состоянии движения зависит от массы. Масса — это величина, равная исключительно , зависящая от инерции объекта. Чем больше инерция у объекта, тем больше у него масса. Более массивный объект имеет большую тенденцию сопротивляться изменениям в своем состоянии движения.

Предположим, что на лекционном столе по физике лежат два, казалось бы, одинаковых кубика.Однако один кирпич состоит из раствора, а другой — из пенополистирола. Не поднимая кирпичей, как вы могли определить, какой кирпич был из пенополистирола ? Вы можете дать кубикам такой же толчок, чтобы изменить их состояние движения. Кирпич с наименьшим сопротивлением — это кирпич с наименьшей инерцией — и, следовательно, кирпич с наименьшей массой (т. Е. Кирпич из пенополистирола ).

Обычная физическая демонстрация основана на том принципе, что чем массивнее объект, тем сильнее он сопротивляется изменениям в своем состоянии движения.Демонстрация выглядит следующим образом: на голову учителя кладут несколько массивных книг. Поверх книг кладут деревянную доску и молотком забивают в доску гвоздь. Из-за большой массы книг сила удара молотка имеет достаточное сопротивление (инерция). Об этом свидетельствует тот факт, что учитель не чувствует удара молотка. (Конечно, эта история может объяснить многие из наблюдений, которые вы ранее делали относительно своего «странного учителя физики».) Обычный вариант этой демонстрации включает в себя разбивание кирпича о руку учителя быстрым ударом молотка.Массивные кирпичи сопротивляются силе, и рука не болит. (ВНИМАНИЕ: не пробуйте эти демонстрации на hom

.

Смотрите! Инструктор по физике объясняет свойство инерции с помощью демонстрации физики.

Проверьте свое понимание

1. Представьте себе место в космосе , удаленное от всех гравитационных и фрикционных влияний. Предположим, вы посетили это место (представьте себе) и бросили камень. Скала будет

а. постепенно прекращать.

г. продолжать движение в том же направлении с постоянной скоростью.

2. Объект весом 2 кг движется по горизонтали со скоростью 4 м / с.Какая полезная сила требуется, чтобы удерживать объект в движении с этой скоростью и в этом направлении?

3. Мак и Тош спорят в кафетерии. Мак говорит, что если он бросит Jell-O с большей скоростью, у него будет большая инерция. Тош утверждает, что инерция зависит не от скорости, а, скорее, от массы. С кем ты согласен? Объяснить, почему.

4.Предположим, вы находитесь в космосе в невесомой среде , потребуется ли сила, чтобы привести объект в движение?

5. В воскресенье после обеда Фред отдыхает на диване, смотрит профессиональные футбольные матчи и потребляет много еды. Какое влияние (если вообще есть) эта практика оказывает на его инерцию? Объяснять.

6.Бена Туклоуз преследует по лесу лось, которого он пытался сфотографировать. Огромная масса лосей-быков чрезвычайно устрашает. Тем не менее, если Бен сделает зигзагообразный узор в лесу, он сможет использовать большую массу лося в своих интересах. Объясните это с точки зрения инерции и первого закона движения Ньютона.

7. Два кирпича лежат на краю лабораторного стола.Ширли Шешорт встает на цыпочки и замечает два кирпича. У нее возникает сильное желание узнать, какой из двух кирпичей самый массивный. Поскольку Ширли препятствует вертикальному положению, она не может подняться достаточно высоко и поднять кирпичи; однако она может дотянуться достаточно высоко, чтобы толкнуть кирпичи. Обсудите, как процесс толкания кирпичей позволит Ширли определить, какой из двух кирпичей самый массивный. Какую разницу заметит Ширли и как это наблюдение может привести к необходимому выводу?

Первый закон движения Ньютона: инерция

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определите массу и инерцию.
• Понять первый закон движения Ньютона.

Опыт подсказывает, что покоящийся объект будет оставаться в покое, если его оставить в покое, и что движущийся объект имеет тенденцию замедляться и останавливаться, если не прилагать каких-либо усилий, чтобы удержать его в движении. Однако первый закон движения Ньютона гласит:

Первый закон движения Ньютона

Покоящееся тело остается неподвижным или, если оно движется, остается в движении с постоянной скоростью, если на него не действует чистая внешняя сила.

Обратите внимание на неоднократное использование глагола «остается». Мы можем думать об этом законе как о сохранении статус-кво движения.

Вместо того, чтобы противоречить нашему опыту, первый закон движения Ньютона утверждает, что должна быть причина (которая является чистой внешней силой) , чтобы произошло какое-либо изменение скорости (изменение величины или направления) . В следующем разделе мы определим чистую внешнюю силу . Предмет, скользящий по столу или полу, замедляется из-за действующей на объект чистой силы трения.Если трение исчезнет, ​​будет ли объект по-прежнему замедляться?

Идея причины и следствия имеет решающее значение для точного описания того, что происходит в различных ситуациях. Например, рассмотрим, что происходит с объектом, скользящим по шероховатой горизонтальной поверхности. Объект быстро останавливается. Если мы распыляем на поверхность тальк, чтобы сделать поверхность более гладкой, объект скользит дальше. Если мы сделаем поверхность еще более гладкой, нанеся на нее смазочное масло, объект будет скользить еще дальше.Экстраполируя поверхность без трения, мы можем представить себе, как объект скользит по прямой бесконечно долго. Таким образом, трение — это причина замедления (в соответствии с первым законом Ньютона). Объект вообще не замедлился бы, если бы трение было полностью устранено. Рассмотрим стол для аэрохоккея. Когда подача воздуха отключена, шайба скользит лишь на небольшое расстояние, прежде чем трение замедляет ее до полной остановки. Однако, когда воздух включен, он создает поверхность, почти не имеющую трения, и шайба скользит на большие расстояния, не замедляясь.Кроме того, если мы достаточно знаем о трении, мы можем точно предсказать, насколько быстро объект будет замедляться. Трение — это внешняя сила.

Первый закон Ньютона является полностью общим и может применяться ко всему: от объекта, скользящего по столу, до спутника на орбите и крови, перекачиваемой из сердца. Эксперименты полностью подтвердили, что любое изменение скорости (скорости или направления) должно быть вызвано внешней силой. Идея общеприменимых или универсальных законов важна не только здесь — это основная черта всех законов физики.Выявление этих законов похоже на распознавание закономерностей в природе, из которых можно обнаружить дальнейшие закономерности. Гений Галилея, который первым разработал идею первого закона, и Ньютона, который его разъяснил, заключался в том, чтобы задать фундаментальный вопрос: «В чем причина?» Причинно-следственное мышление — это мировоззрение, коренным образом отличающееся от типичного древнегреческого подхода к таким вопросам, как «Почему у тигра полосы?» можно было бы ответить по-аристотелевски: «Такова природа зверя.Возможно, это правда, но бесполезная догадка.

Масса

Свойство тела оставаться в покое или оставаться в движении с постоянной скоростью называется инерцией . Первый закон Ньютона часто называют законом инерции . Как мы знаем из опыта, некоторые объекты обладают большей инерцией, чем другие. Очевидно, что изменить движение большого валуна сложнее, чем, например, баскетбольного мяча. Инерция объекта измеряется его массой .Грубо говоря, масса — это мера количества «вещества» (или материи) в чем-либо. Количество или количество вещества в объекте определяется количеством атомов и молекул различных типов, которые он содержит. В отличие от веса, масса не зависит от местоположения. Масса объекта одинакова на Земле, на орбите или на поверхности Луны. На практике очень сложно подсчитать и идентифицировать все атомы и молекулы в объекте, поэтому массы не часто определяются таким образом.Оперативно массы предметов определяют путем сравнения с условным килограммом.

Проверьте свое понимание

Что имеет большую массу: килограмм ватных шариков или килограмм золота?

Они равны. Килограмм одного вещества равен по массе килограмму другого вещества. Величины, которые могут различаться между ними, — это объем и плотность.

Сводка раздела

• Первый закон движения Ньютона гласит, что тело в состоянии покоя остается в покое или, если оно находится в движении, остается в движении с постоянной скоростью, если на него не действует чистая внешняя сила.Это также известно как закон инерции.
• Инерция — это тенденция объекта оставаться в покое или оставаться в движении. Инерция связана с массой объекта.
• Масса — это количество вещества в веществе.

Концептуальные вопросы

1. Как связаны инерция и масса?

2. Какова связь между весом и массой? Что является неотъемлемым неизменным свойством тела?

Глоссарий

инерция:

Тенденция объекта оставаться в покое или оставаться в движении

закон инерции:

см. Первый закон движения Ньютона

масса:

количество вещества в веществе; измеряется в килограммах

Первый закон движения Ньютона:

тело в состоянии покоя остается в покое или, если оно находится в движении, остается в движении с постоянной скоростью, если на него не действует чистая внешняя сила; также известный как закон инерции

Инерция и законы движения

Инерция — это название тенденции движущегося объекта оставаться в движении или неподвижного объекта оставаться в состоянии покоя, если на него не действует сила.Эта концепция была определена количественно в Первом законе движения Ньютона.

Слово инерция произошло от латинского слова iners , что означает праздный или ленивый, и впервые было использовано Иоганном Кеплером.

Инерция и масса

Инерция — это свойство всех объектов, состоящих из материи, обладающих массой. Они продолжают делать то, что делают, пока сила не изменит их скорость или направление. Мяч, неподвижно лежащий на столе, не начнет катиться, если что-то не будет давить на него, будь то ваша рука, порыв воздуха или вибрации от поверхности стола.Если вы подбросите мяч в космическом вакууме без трения, он будет вечно лететь с той же скоростью и направлением, если только на него не действует сила тяжести или другая сила, например, столкновение.

Фолькер Мёрке / Getty Images

Масса — это мера инерции. Объекты большей массы сопротивляются изменениям в движении больше, чем объекты меньшей массы. Более массивный шар, например, сделанный из свинца, потребует большего толчка, чтобы он начал катиться. Шар из пенополистирола такого же размера, но малой массы может быть приведен в движение потоком воздуха.

Теории движения от Аристотеля до Галилея

В повседневной жизни мы видим, как катящиеся шары останавливаются. Но они делают это, потому что на них действует сила тяжести, а также трение и сопротивление воздуха. Поскольку это то, что мы наблюдаем, на протяжении многих веков западная мысль следовала теории Аристотеля, который утверждал, что движущиеся объекты в конечном итоге останутся в покое и что для их движения требуется постоянная сила.

В семнадцатом веке Галилей экспериментировал с катанием шаров по наклонным плоскостям.Он обнаружил, что по мере уменьшения трения шары, катящиеся по наклонной плоскости, достигают почти той же высоты, что и обратное движение по противоположной плоскости. Он рассудил, что если бы не было трения, они катились бы по склону, а затем продолжали бы катиться по горизонтальной поверхности бесконечно. Это не было чем-то врожденным, что заставило мяч перестать катиться; это был контакт с поверхностью.

Первый закон движения и инерции Ньютона

Исаак Ньютон развил принципы, показанные в наблюдениях Галилея, в свой первый закон движения.Требуется сила, чтобы мяч не продолжал катиться после того, как он был приведен в движение. Требуется сила, чтобы изменить его скорость и направление. Чтобы продолжить движение с той же скоростью в одном направлении, не нужна сила. Первый закон движения часто называют законом инерции. Этот закон применим к инерциальной системе отсчета. Следствие 5 Принципов Ньютона гласит:

Движения тел, включенных в данное пространство, одинаковы между собой, независимо от того, находится ли это пространство в покое или движется равномерно вперед по прямой линии без кругового движения.

Таким образом, если вы уроните мяч на движущийся поезд, который не ускоряется, вы увидите, как мяч упадет прямо вниз, как если бы вы это сделали на поезд, который не двигался.

Что такое инерция? | Sciencing

Вы можете думать об инерции как о таинственной силе, удерживающей вас от того, что вы должны делать, например от домашней работы, но это не то, что физики подразумевают под этим словом. В физике инерция — это тенденция объекта оставаться в покое или в состоянии равномерного движения.Эта тенденция зависит от массы, но это не совсем то же самое. Вы можете измерить инерцию объекта, применив силу, чтобы изменить его движение. Инерция — это тенденция объекта сопротивляться приложенной силе.

Концепция инерции проистекает из Первого закона Ньютона

Поскольку сегодня они кажутся настолько здравыми, трудно оценить, насколько революционными были три закона движения Ньютона для научного сообщества того времени. До Ньютона и Галилея ученые 2000 лет назад верили, что объекты имеют естественную тенденцию останавливаться, если их оставить в покое.Галилей обратился к этому убеждению с помощью эксперимента с наклонными плоскостями, обращенными друг к другу. Он пришел к выводу, что шар, циклически перемещающийся вверх и вниз по этим плоскостям, продолжал бы подниматься на одну и ту же высоту вечно, если бы трение не было фактором. Ньютон использовал этот результат, чтобы сформулировать свой Первый закон, который гласит:

Каждый объект продолжает в состоянии покоя или движения по прямой линии, если на него не действует внешняя сила.

Физики считают это утверждение формальным определением инерции.

Инерция зависит от массы

Согласно второму закону Ньютона сила (F), необходимая для изменения состояния движения объекта, является произведением массы объекта (м) и ускорения, создаваемого силой (a):

Чтобы понять, как масса связана с инерцией, рассмотрим постоянную силу F _c , действующую на два разных тела. Первое тело имеет массу m ₁ , а второе тело имеет массу m ₂ .

При воздействии на m ₁ , F _c вызывает ускорение a ₁ :

При воздействии на m ₂ вызывает ускорение a ₂ :

Поскольку F _c является постоянным и не меняется, верно следующее:

Если m ₁ больше, чем m ₂ , то вы знаете, что ₂ будет больше, чем ₁ , чтобы оба были равны F _c , наоборот.

Другими словами, масса объекта является мерой его тенденции сопротивляться силе и продолжать движение в том же состоянии. Хотя масса и инерция не означают одно и то же, инерция обычно измеряется в единицах массы. В системе СИ его единицами измерения являются граммы и килограммы, а в британской системе единицы — это слитки. Ученые обычно не обсуждают проблемы инерции в движении. Обычно они обсуждают массу.

Момент инерции

Вращающееся тело также имеет тенденцию сопротивляться силам, но поскольку оно состоит из набора частиц, находящихся на разном расстоянии от центра вращения, ученые говорят о его моменте инерции, а не о его инерции.Инерцию тела при поступательном движении можно приравнять к его массе, но вычислить момент инерции вращающегося тела сложнее, поскольку он зависит от формы тела. Обобщенное выражение для момента инерции (I) вращающегося тела массы m и радиуса r равно

, где k — постоянная величина, которая зависит от формы тела. Единицы момента инерции: (масса) • (расстояние от оси до массы вращения) ² .

4.2 Первый закон движения Ньютона: инерция — физика

Задачи обучения разделу

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

• Опишите первый закон Ньютона и трение, и
• Обсудите взаимосвязь между массой и инерцией.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут учащимся освоить следующие стандарты:

• (4) Научные концепции. Учащийся знает и применяет законы движения в самых разных ситуациях. Ожидается, что студент:
  • (D) вычисляет влияние сил на объекты, включая закон инерции, взаимосвязь между силой и ускорением и характер пар сил между объектами.

Перед тем, как студенты приступят к работе с этим разделом, полезно повторить концепции силы, внешней силы, чистой внешней силы и сложения сил.

[BL] [OL] [AL] Попросите учащихся поразмышлять о том, что происходит с объектами, когда они приходят в движение. Они остаются в движении или останавливаются через некоторое время? Почему?

Предупреждение о заблуждении

Учащиеся могут подумать, что движущиеся объекты имеют свойство замедляться и останавливаться. Объясните понятие трения.Поговорим об объектах в космическом пространстве, где нет атмосферы и гравитации. Попросите учащихся описать движение таких объектов.

Раздел Основные термины

трение	инерция	закон инерции
масса	Первый закон движения Ньютона	система

Первый закон Ньютона и трение

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] [AL] Обсудите примеры первого закона Ньютона, встречающиеся в повседневной жизни.

[BL] [OL] [AL] Расскажите о разных парах поверхностей и о том, что каждая из них демонстрирует разные уровни трения. Попросите учащихся привести примеры гладких и шероховатых поверхностей. Спросите их, где трение может быть полезно, а где нежелательно.

[OL] [AL] Попросите студентов привести различные примеры систем, в которых действуют множественные силы. Нарисуйте для них диаграммы свободного тела. Включите силу трения. Подчеркните направление силы трения.

Первый закон движения Ньютона гласит:

1. Тело в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в покое.
2. Движущееся тело стремится оставаться в движении с постоянной скоростью, если на него не действует чистая внешняя сила. (Напомним, что с постоянной скоростью означает, что тело движется по прямой линии с постоянной скоростью.)

На первый взгляд этот закон может показаться противоречащим повседневному опыту. Вы, вероятно, заметили, что движущийся объект обычно замедляется и останавливается, если не прилагать каких-либо усилий, чтобы удержать его в движении. Ключ к пониманию того, почему, например, скользящий ящик замедляется (по-видимому, сам по себе), состоит в том, чтобы сначала понять, что чистая внешняя сила действует на коробку, заставляя коробку замедляться.Без этой чистой внешней силы ящик продолжал бы скользить с постоянной скоростью (как указано в первом законе движения Ньютона). Какая сила действует на коробку, чтобы ее замедлить? Эта сила называется трением. Трение — это внешняя сила, действующая противоположно направлению движения (см. Рисунок 4.3). Думайте о трении как о сопротивлении движению, которое замедляет работу.

Рассмотрим стол для аэрохоккея. Когда подача воздуха отключена, шайба скользит лишь на небольшое расстояние, прежде чем трение замедляет ее до полной остановки.Однако, когда подается воздух, он слегка приподнимает шайбу, поэтому при движении по поверхности шайба испытывает очень небольшое трение. Когда трение почти исключено, шайба скользит с очень небольшим изменением скорости. На поверхности без трения шайба не будет испытывать чистой внешней силы (без учета сопротивления воздуха, которое также является формой трения). Кроме того, если мы достаточно знаем о трении, мы можем точно предсказать, насколько быстро объекты будут замедляться.

А теперь давайте подумаем о другом примере.Человек толкает коробку по полу с постоянной скоростью, прикладывая силу
+50 Н. (Положительный знак указывает, что, по соглашению, направление движения — вправо). Какая сила трения противодействует силе трения. движение? Сила трения должна быть −50 Н. Почему? Согласно первому закону движения Ньютона, любой объект, движущийся с постоянной скоростью, не имеет чистой внешней силы, действующей на него, а это означает, что сумма сил, действующих на объект, должна быть равна нулю. Математический способ сказать, что никакая чистая внешняя сила не действует на объект: Fnet = 0Fnet = 0 или ΣF = 0.ΣF = 0. Таким образом, если человек применяет силу +50 Н, тогда сила трения должна быть -50 Н, чтобы две силы в сумме делились до нуля (то есть, чтобы две силы, составляющие , компенсировали друг друга). Каждый раз, когда вы встречаете фразу при постоянной скорости , первый закон Ньютона говорит вам, что чистая внешняя сила равна нулю.

Рис. 4.3. Для коробки, скользящей по полу, трение действует в направлении, противоположном скорости.

Сила трения зависит от двух факторов: коэффициента трения и нормальной силы.Для любых двух поверхностей, которые контактируют друг с другом, коэффициент трения является константой, которая зависит от характера поверхностей. Нормальная сила — это сила, действующая со стороны поверхности, которая толкает объект в ответ на гравитацию, притягивающую объект вниз. В форме уравнения сила трения равна

.

, где μ — коэффициент трения, а Н — нормальная сила. (Коэффициент трения более подробно обсуждается в другой главе, а нормальная сила обсуждается более подробно в разделе Третий закон движения Ньютона .)

Вспомните из раздела Сила, что чистая внешняя сила действует извне на интересующий объект. Более точное определение состоит в том, что он действует на интересующую систему. Система — это один или несколько объектов, которые вы выбираете для изучения. Важно определить систему в начале проблемы, чтобы выяснить, какие силы являются внешними и должны быть учтены, а какие — внутренними, и их можно игнорировать.

Например, на рис. 4.4 (a) двое детей толкают третьего ребенка в повозке с постоянной скоростью.Интересующая нас система — это повозка плюс маленький ребенок, как показано в части (b) рисунка. Двое детей позади вагона оказывают внешнее воздействие на эту систему ( F 1, F 2). Трение f , действующее на оси колес и на поверхность, где колеса касаются земли, две другие внешние силы, действующие на систему. На систему действуют еще две внешние силы: вес W , тянущий вниз, и нормальная сила Н , толкающая землю вверх.Обратите внимание, что повозка не ускоряется вертикально, поэтому первый закон Ньютона говорит нам, что нормальная сила уравновешивает вес. Поскольку повозка движется вперед с постоянной скоростью, сила трения должна иметь ту же силу, что и сумма сил, приложенных двумя детьми.

Рис. 4.4 (a) Повозка и водитель образуют систему , на которую действуют внешние силы. (b) Двое детей, толкающих повозку, и ребенок создают две внешние силы. Трение, действующее на оси колес и на поверхность шин, где они касаются земли, создает внешнюю силу, действующую против направления движения.Вес W и нормальная сила N от земли — это еще две внешние силы, действующие на систему. Все внешние силы изображены на рисунке стрелками. Все внешние силы, действующие на систему, складываются, но поскольку вагон движется с постоянной скоростью, все силы должны в сумме равняться нулю.

Масса и инерция

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] Просмотрите первый закон Ньютона. Объясните, что свойство объектов сохранять свое состояние движения называется инерцией.

[OL] [AL] Возьмите две одинаковые тележки или тележки с колесами. В одну из них поместите тяжелый груз. Спросите студентов, какой тележке потребуется больше силы, чтобы изменить ее состояние движения. Спросите студентов, кто из них дольше оставался бы в движении, если бы вы привели их в движение. На основе этого обсуждения предложите учащимся подумать о том, от чего может зависеть инерция.

[BL] [OL] Объясните понятия массы и веса. Объясните, что в повседневной жизни эти термины могут использоваться как взаимозаменяемые, но в науке они имеют разное значение.

Инерция — это тенденция покоящегося объекта оставаться в покое или подвижного объекта оставаться в движении по прямой с постоянной скоростью. Это ключевое свойство объектов впервые было описано Галилеем. Позже Ньютон включил понятие инерции в свой первый закон, который часто называют законом инерции.

Как мы знаем из опыта, некоторые объекты обладают большей инерцией, чем другие. Например, изменить движение большого грузовика сложнее, чем изменить движение игрушечного грузовика.Фактически, инерция объекта пропорциональна массе объекта. Масса — это мера количества вещества (или материала, ) в объекте. Количество или количество вещества в объекте определяется количеством и типом атомов, которые он содержит. В отличие от веса (который меняется при изменении силы тяжести), масса не зависит от силы тяжести. Масса объекта одинакова на Земле, на орбите или на поверхности Луны. На практике очень сложно подсчитать и идентифицировать все атомы и молекулы в объекте, поэтому масса обычно не определяется таким образом.Вместо этого масса объекта определяется путем сравнения ее со стандартным килограммом. Поэтому масса выражается в килограммах.

Советы для успеха

В обиходе люди часто используют термины вес и вес как синонимы, но это неверно. Вес — это на самом деле сила. (Мы рассмотрим эту тему более подробно в разделе Второй закон движения Ньютона .)

Watch Physics

Первый закон движения Ньютона

В этом видео мы противопоставляем то, как мы думали о движении и силе до появления концепции инерции Галилея и первого закона движения Ньютона, с тем, как мы понимаем силу и движение сейчас.

Проверка захвата

До того, как мы поняли, что объекты имеют тенденцию сохранять свою скорость по прямой, если на них не действует чистая сила, люди думали, что объекты имеют тенденцию останавливаться самостоятельно. Это произошло потому, что конкретная сила еще не была понята. Что это была за сила?

1. Сила тяжести
2. Электростатическая сила
3. Ядерная сила
4. Сила трения

Виртуальная физика

Силы и движение — Основы

В этом моделировании вы сначала исследуете чистую силу, поместив синих людей на левой стороне каната для перетягивания каната, а красных — на правой стороне каната (по щелкая людей и перетаскивая их мышью).Поэкспериментируйте с изменением количества и размера людей с каждой стороны, чтобы увидеть, как это влияет на исход матча и чистую силу. Нажмите «Вперед!» кнопку, чтобы начать матч, и кнопку «сбросить все», чтобы начать заново.

Затем щелкните вкладку Friction. Попробуйте выбрать разные объекты, которые человек будет толкать. Сдвиньте кнопку приложенной силы вправо, чтобы приложить силу вправо, и влево, чтобы применить силу влево. Сила будет продолжать действовать, пока вы удерживаете кнопку.См. Стрелку, обозначающую изменение силы и направления трения в зависимости от того, какое усилие вы прикладываете. Попробуйте увеличить или уменьшить силу трения, чтобы увидеть, как это изменение влияет на движение.

Проверка захвата

Щелкните вкладку лаборатории ускорения и отметьте параметр «Сумма сил ». Сдвиньте коробку вправо, а затем отпустите. Обратите внимание, в каком направлении указывает стрелка суммы сил после того, как человек перестает толкать коробку и позволяет ей продолжить движение вправо самостоятельно.В этот момент, в каком направлении направлена ​​чистая сила, сумма сил? Почему?

1. Чистая сила действует вправо, потому что приложенная внешняя сила действует вправо.
2. Чистая сила действует влево, потому что приложенная внешняя сила действует влево.
3. Чистая сила действует вправо, потому что сила трения действует вправо.
4. Чистая сила действует влево, потому что сила трения действует влево.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте вопросы в Проверьте свое понимание , чтобы оценить, усвоили ли учащиеся цели обучения, описанные в этом разделе.Если учащиеся не справляются с какой-либо конкретной целью, тест Проверьте свое понимание поможет определить, какая цель вызывает проблему, и направит учащихся к соответствующему содержанию.

Проверьте свое понимание

5.

Что гласит первый закон Ньютона?

1. Покоящееся тело стремится оставаться в покое, а тело в движении стремится оставаться в движении с постоянным ускорением, если на него не действует чистая внешняя сила.
2. Покоящееся тело стремится оставаться в покое, а движущееся тело стремится оставаться в движении с постоянной скоростью, если на него не действует чистая внешняя сила.
3. Скорость изменения количества движения тела прямо пропорциональна внешней силе, приложенной к телу.
4. Скорость изменения количества движения тела обратно пропорциональна внешней силе, приложенной к телу.

6.

Согласно первому закону Ньютона, движущееся тело стремится оставаться в движении с постоянной скоростью. Однако, когда вы перемещаете объект по поверхности, он в конечном итоге замедляется и останавливается. Почему?

1. На объект действует сила трения от поверхности, которая препятствует его движению.
2. На объект действует гравитационная сила, действующая со стороны Земли, которая препятствует его движению
3. Объект испытывает внутреннюю силу со стороны самого тела, которая препятствует его движению.
4. На объект действует псевдосила от движущегося тела, которая препятствует его движению.

7.

Что такое инерция?

1. Инерция — это способность объекта сохранять свою массу.
2. Инерция — это тенденция объекта оставаться в состоянии покоя.
3. Инерция — это тенденция объекта оставаться в движении
4. Инерция — это тенденция объекта оставаться в покое или, если он движется, оставаться в движении.

8.

Что такое масса? От чего это зависит?

1. Масса — это вес объекта, который зависит от гравитационной силы, действующей на объект.
2. Масса — это вес объекта, который зависит от количества и типов атомов в объекте.
3. Масса — это количество вещества, содержащегося в объекте, и оно зависит от гравитационной силы, действующей на объект.
4. Масса — это количество вещества, содержащегося в объекте, и оно зависит от количества и типов атомов в объекте.

10 примеров инерции в повседневной жизни — StudiousGuy

Инерция — это понятие в физике, которое определяется как тенденция объекта сопротивляться изменению его движения. Другими словами, инерция действует как сопротивление любому изменению скорости любого физического объекта.

Что такое инерция?

Инерция определяется как сила, которая удерживает неподвижные объекты в неподвижном состоянии (оставаться в состоянии покоя) или движущиеся объекты в движении с той же скоростью и в том же направлении, если только они не останавливаются внешней силой. Его также можно определить как сопротивление объекта изменению, оставаясь в состоянии покоя или в движении.

Закон инерции и Ньютона ’ s Первый закон движения

Концепция инерции заложена в первом законе движения Ньютона, который также называют «законом инерции».”Согласно этому закону —

Объект будет продолжать находиться в состоянии покоя или в состоянии движения, если на него не действует внешняя сила ».

Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять концепцию инерции.

Допустим, человек крутит педаль на велосипеде и внезапно нажимает на передний тормоз. В этом случае его тело продолжает двигаться, и они летят через руль. Здесь сила, приложенная к передним тормозам, действует как внешняя сила.

Типы инерции

Есть три типа инерции, а именно:

А.Инерция покоя

Инерция покоя может быть определена как неспособность объекта или тела самостоятельно изменить свое состояние покоя. Например, когда автомобиль внезапно заводится, пассажиры в нем падают назад. Вы когда-нибудь задумывались, почему это происходит? Итак, нижняя часть, которая соприкасается с автомобилем, приходит в движение, а верхняя часть остается в покое за счет инерции покоя.

B. Инерция движения

Инерция движения может быть определена как неспособность объекта или тела самостоятельно изменить свое состояние движения.Например, если мы обратим первый пример, мы поймем инерцию движения. Допустим, вы находитесь в движущейся машине, и когда она внезапно останавливается, все пассажиры падают вперед. Это потому, что нижняя часть кузова, которая контактирует с автомобилем, находится в покое, тогда как верхняя часть имеет тенденцию оставаться в движении из-за инерции движения.

C. Инерция направления

Инерция направления может быть определена как неспособность любого физического объекта самостоятельно изменить направление своего движения.Например, когда автомобиль движется по круговой кривой, сидящие внутри пассажиры выбрасываются наружу. Это происходит из-за инерции направления, чтобы сохранить направление движения.

Примеры инерции в повседневной жизни

(я). Спутники

Спутник — это космический объект, который вращается или движется вокруг более крупного объекта. Вы знаете, как он перемещается вокруг более крупного объекта, не останавливаясь? Это происходит из-за инерции движения, которая заставляет его двигаться круговыми движениями.

(ii). Опадение плодов и листьев

Вы когда-нибудь задумывались, почему плоды или листья падают, когда ветви дерева трясутся? Это из-за инерции покоя. Перед встряхиванием ветка находится в состоянии покоя, но когда дерево встряхивается, ветка начинает двигаться, тогда как плоды и листья остаются в исходном состоянии покоя. Таким образом, они падают.

(iii). Чистка ковра

Вы знаете, почему частицы пыли падают с ковра? Все из-за магии инерции.Когда вы ударяете по ковру палкой, ковер начинает двигаться, но частицы пыли в нем остаются в своем первоначальном состоянии инерции покоя. Повторяющиеся удары по ковру заставляют частицы пыли падать, и вы получаете чистый ковер.

(iv). Падение вперед при выходе из движущегося автобуса

Вы когда-нибудь пробовали выйти из движущегося автобуса? Что ж, если да, то вы должны знать результат, но задумывались ли вы когда-нибудь, почему падаете вперед, а не назад? Это опять же из-за инерции движения.Когда пассажир выходит из движущегося автобуса, его верхняя часть тела все еще находится в движении, а когда он соприкасается с неподвижной землей, его тело опрокидывается вперед из-за инерции движения.

(в). Продолжающееся взбалтывание молока после прекращения перемешивания

Вы когда-нибудь замечали, что молоко продолжает кружиться даже после того, как вы перестали размешивать ложку сахара или какао в молоке? Магия, не правда ли? Было бы неправильно сказать, что это связано с магией инерции движения, которая заставляет молоко двигаться внутри стакана.

(vi). Бег спортсмена перед прыжком в длину

Вы, должно быть, видели бегущих спортсменов перед прыжком в длину, но задумывались ли вы когда-нибудь, почему они это делают? Что ж, они делают это, чтобы привести себя в инерцию движения из инерции покоя. Это облегчает им прыжок в длину. Разве это не увлекательно?

(vii). Предмет, брошенный за пределы движущегося поезда

Вы когда-нибудь замечали, почему объект, выброшенный за пределы движущегося поезда, движется в противоположном направлении и с той же скоростью, что и поезд? Что ж, это опять же из-за концепции инерции покоя.

(viii). Движение по извилистой дороге

Во время движения по извилистой дороге вы, должно быть, чувствовали, будто вылетаете из машины. Это из-за инерции направления, которая стремится сохранить прямолинейность вашего движения.

(ix). Падение монеты в стакан

Вы, должно быть, испытали этот трюк, когда кладут монету в стакан, не касаясь его. Это происходит потому, что, когда вы внезапно тянете картон, на котором находится монета, он падает в стакан, так как имеет тенденцию оставаться в состоянии покоя.

(х). Ремни безопасности

Что ж, автомобильные ремни безопасности нужны, чтобы обезопасить вас во время аварии. Он действует как внешняя сила, чтобы сохранить ваше тело в целости, когда ваш автомобиль сталкивается с любым внешним объектом. В этом случае верхняя часть вашего тела, которая находится в состоянии движения, пытается двигаться вперед из-за инерции движения, но ремень безопасности приходит вам на помощь и нейтрализует эффект инерции.

законов инерции: определение и формула — видео и стенограмма урока

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона объясняет, как инерция влияет на движущиеся и неподвижные объекты.Первый закон Ньютона гласит, что объект будет оставаться в покое или двигаться с постоянной скоростью по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила. Инерция происходит от массы. Объекты с большей массой имеют большую инерцию.

Чтобы понять инерцию, представьте, что движутся шар для боулинга и мяч для гольфа, которые находятся в покое. Мяч для гольфа имеет массу 0,05 килограмма, а шар для боулинга — пять килограммов. Шар для боулинга имеет в 100 раз большую массу, чем мяч для гольфа, поэтому у него также в 100 раз больше инерция.

Теперь спросите себя, чему нужно больше силы, чтобы начать движение? Если вы оттолкнетесь на такое же расстояние, шар для боулинга потребует гораздо больше силы, чтобы заставить его двигаться с той же скоростью, что и мяч для гольфа. Шар для боулинга требует большей силы, потому что шар для боулинга имеет большую инерцию, чем мяч для гольфа. Чем больше инерция объекта, тем больше сила, необходимая для изменения его движения.

Согласно первому закону Ньютона, для перемещения книги на вашем столе требуется неуравновешенная сила. Вы могли приложить силу, толкая книгу.

Неуравновешенная сила необходима для изменения скорости или направления космического корабля. Эта сила могла создаваться двигателями космического корабля.

Из-за инерции покоящийся объект будет оставаться в покое, пока что-то не заставит его двигаться. Точно так же движущийся объект продолжает двигаться с той же скоростью и в том же направлении, если что-то не действует на него, чтобы изменить его скорость или направление.

Эффекты инерции

Эффект инерции ощущается каждый день.Предположим, вы едете в машине. Что произойдет, если машина внезапно остановится? В вашем теле есть инерция. Когда машина останавливается, вы продолжаете двигаться вперед. Что происходит, когда машина трогается с места? Из-за инерции ваше тело имеет тенденцию оставаться в покое, когда машина движется вперед.

В бейсболе инерция заставляет игрока двигаться по прямой. Таким образом, бегуны по базам должны «округлять» базы вместо того, чтобы делать крутые повороты.

Осциллятор — это физическая система, которая имеет повторяющиеся циклы (гармоническое движение).Ребенок на качелях — это осциллятор, как и вибрирующая гитарная струна. Телега, катящаяся с холма, — это не осциллятор. Системы, которые колеблются, движутся вперед и назад вокруг центра или положения равновесия . Вы можете думать о равновесии как о системе в состоянии покоя, невозмущенной, с нулевой чистой силой. Вагон, катящийся с холма, не находится в равновесии, потому что сила тяжести, заставляющая его ускоряться, не уравновешивается другой силой. Ребенок, неподвижно сидящий на качелях, находится в равновесии, потому что сила тяжести уравновешивается натяжением веревок.

Возвращающая сила — это любая сила, которая всегда действует, чтобы вернуть систему к равновесию. Восстанавливающая сила связана с силой тяжести или веса и подъемной силой (или натяжением) струны маятника. Если маятник тянется вперед или назад, гравитация создает восстанавливающую силу, которая тянет его к равновесию. Системы с восстанавливающими силами становятся осцилляторами.

Инерция заставляет осциллятор выйти из состояния равновесия. Движение осциллятора является результатом взаимодействия восстанавливающей силы и инерции.Например, возвращающая сила тянет маятник к равновесию. Но из-за первого закона Ньютона маятник не останавливается просто в состоянии равновесия. Согласно первому закону движущийся объект стремится оставаться в движении. Маятник имеет инерцию, которая заставляет его двигаться вперед, поэтому он каждый раз выходит за пределы своего положения равновесия.

Примеры

Автомобили и самолеты с большей инерцией требуют большей силы для разгона . Поскольку инерция связана с массой, чтобы уменьшить инерцию, вы должны уменьшить массу.Масса автомобиля или самолета — это компромисс между инерцией и прочностью материалов, из которых изготовлен автомобиль или самолет. Вам нужны прочные материалы, но вы не хотите, чтобы они были настолько тяжелыми, что потребовалось бы слишком много энергии (топлива), чтобы заставить автомобиль или самолет двигаться!

Ремни безопасности можно назвать «антиинерционными». Автомобиль имеет тенденцию двигаться по прямой, даже если нога водителя не нажата на педали газа. У всех в машине тоже есть инерция. Они движутся с той же скоростью, что и машина.

Предположим, вы едете в машине.Водитель вынужден внезапно нажать на тормоз. Инерция заставляет вас двигаться вперед с той же скоростью, что и машина. Вы будете продолжать двигаться, пока вас что-то не остановит. Это может быть руль, приборная панель или лобовое стекло автомобиля. Если вы не пристегнуты ремнем безопасности, вы можете получить травму, ударив об эти части автомобиля. Ремень безопасности не дает вам двигаться вперед, когда автомобиль внезапно останавливается. Ремни безопасности могут предотвратить серьезные травмы. Вы всегда должны не забывать «пристегиваться», когда садитесь в машину.

Если вы внезапно затормозите свой быстро движущийся велосипед, вам придется собраться с силами, чтобы не упасть вперед. Если вы катаетесь в парке развлечений, в котором вы внезапно ускоряетесь вперед, ваше тело, кажется, отталкивается от сиденья.

В обоих случаях вы продемонстрировали первый закон Ньютона, закон инерции . Принцип или закон инерции гласит: покоящаяся масса стремится оставаться в покое; масса, движущаяся с постоянной скоростью, стремится продолжать движение с этой скоростью, если только на нее не действует внешняя сила.Таким образом, первый закон Ньютона затрагивает проблему изменения скорости или ускорения. Например, предположим, что вы стоите в «бамперной машине» в парке развлечений, и кто-то въезжает в вашу.

Вы будете ускорены с нуля километров в час до некоторого значения больше нуля. Сила столкновения способна сдвинуть вашу машину с места. Эта неуравновешенная сила вызывает ускорение. Первый закон Ньютона гласит, что сила не нужна, чтобы что-то двигалось по прямой с постоянной скоростью.Необходима сила, чтобы остановить это движение или каким-то образом его изменить. Это описание инерции, присущей всем вещам.

Вы, наверное, привыкли думать, что движущиеся объекты в конечном итоге замедляются сами по себе. Но это замедление является результатом таких сил, как трение. Без таких сил движущийся объект двигался бы вечно.

Автомобиль и красный блок на этой паре изображений могут служить еще одним примером Закона инерции.

На левой панели оба объекта перемещаются вправо.На правой панели деревянный ящик прикладывает силу к машине, заставляя ее остановиться. Красный блок не испытывает силы, приложенной деревянным ящиком. Он продолжает двигаться вправо с той же скоростью, что и на левой панели.

Инерция — это сила? № Силы — это результат взаимодействия двух объектов; они не являются свойствами отдельных объектов, поэтому инерция не может быть силой. Помните, что поскольку скорость включает в себя как скорость, так и направление движения, для изменения скорости или направления движения требуется чистая сила.Если результирующая сила равна нулю, первый закон Ньютона означает, что объект будет двигаться с той же скоростью и в том же направлении.

Масса — это мера инерции, потому что объект с большой массой труднее начать движение и труднее остановить, чем объект с меньшей массой. Это потому, что объект с большой массой имеет большую инерцию. Например, представьте, что вы собираетесь толкать тележку с продуктами, в которой только одна картошка. Нет проблем, правда? Но предположим, что тележка с продуктами заполнена картошкой.Теперь общая масса — и инерция — тележки, полной картофеля, намного больше. Тележку будет труднее заставить двигаться, и сложнее остановить ее, когда она движется.

Краткое содержание урока

Инерция — это тенденция объекта оставаться в покое или в движении. Первый закон движения Ньютона гласит, что объект будет оставаться в покое или двигаться с постоянной скоростью по прямой линии, если на него не действует неуравновешенная сила. Эффект инерции ощущается каждый день.

Обращающие внимание термины

• Первый закон движения Ньютона : объясняет, как инерция влияет на движущиеся и неподвижные объекты; первый закон гласит, что объект будет оставаться в покое или двигаться с постоянной скоростью по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила
• Осциллятор : физическая система, имеющая повторяющиеся циклы (гармоническое движение)
• Равновесие : система в состоянии покоя, ненарушенная, с нулевой чистой силой
• Восстанавливающая сила : любая сила, которая всегда действует, чтобы вернуть систему к равновесию
• Accelerate : изменение скорости
• Закон инерции : покоящаяся масса стремится оставаться в покое; масса, движущаяся с постоянной скоростью, стремится продолжать движение с этой скоростью, если на нее не действует внешняя сила

Результаты обучения

После того, как вы подробно изучите урок, вы сможете достичь следующих целей:

• Распознать значение термина «инерция»
• Первый закон движения Ньютона
• Понять влияние инерции
• Обсудите несколько примеров законов инерции

.