O movimento do corpo, sob a acção da gravidade: uma definição de fórmula

o movimento do corpo sob a gravidade é um tema central na física dinâmica. Essa seção é baseada na dinâmica das três leis de Newton, ele sabe estudante ainda comum. Vamos tentar entender o assunto completamente, e um artigo descrevendo em detalhe cada exemplo nos ajudará a tornar o estudo do movimento do corpo sob a força da gravidade como útil.

Um pouco de história

Desde tempos imemoriais, as pessoas curiosamente observando os vários eventos que ocorrem em nossas vidas. A humanidade por um longo tempo não conseguia entender os princípios e arranjo de muitos sistemas, no entanto, um longo caminho a explorar o mundo ao seu redor levou nossos antepassados à revolução científica. Nestes dias em que a tecnologia está em desenvolvimento com uma velocidade incrível, as pessoas quase não pensar sobre como operar estes ou outros mecanismos.

Enquanto isso, os nossos antepassados sempre fui interessado em enigmas processos naturais e da estrutura do mundo, à procura de respostas para as perguntas mais difíceis, e não deixou de aprender, mas não encontrou as respostas. Por exemplo, o famoso cientista Galileo Galilei no século 16 para fazer uma pergunta: "Por que o corpo sempre cair, qual é a força atrai-los para o chão" Em 1589 ele fez uma série de experiências, cujos resultados mostraram-se muito valiosa. Ele estudou em detalhes as leis da queda livre de vários órgãos, jogando objetos da famosa torre em Pisa. As leis, que levaram, foram melhorados e as fórmulas descritos mais detalhadamente outro cientista britânico famoso – Sir Isaakom Nyutonom. Que ele possui três da lei, que se baseia em praticamente toda a física moderna.

O fato de que as leis do movimento dos corpos, descrita há mais de 500 anos atrás, são relevantes para os dias de hoje, é que o nosso planeta está sujeito às mesmas leis. O homem moderno deve examinar ser pelo menos superficialmente os princípios básicos da organização do mundo.

conceitos básicos da dinâmica e suporte

A fim de compreender plenamente os princípios deste movimento, você deve primeiro se familiarizar com alguns dos conceitos. Assim, os termos teóricos mais necessárias:

• Interação – é o impacto de corpos uns contra os outros, em que a mudança ocorre ou o início de seu movimento em relação ao outro. Existem quatro tipos de interação: eletromagnéticas, fracas, fortes e gravitacionais.
• Speed – uma quantidade física que indica a velocidade com que o corpo se move. A velocidade é um vetor, ou seja, tem não só o valor, mas também a direção.
• Aceleração – a quantidade que nos mostra a taxa de variação da velocidade do corpo em um período de tempo. É também uma quantidade de vector.
• A trajetória do caminho – uma curva, e às vezes – uma linha reta que delineia o corpo em movimento. Com uma trajectória de movimento rectileo uniforme pode coincidir com o valor de deslocamento.
• Path – um comprimento do caminho, isto é, tanto quanto o corpo foi realizada por um determinado período de tempo.
• sistema inercial de referência – um ambiente em que você é a primeira lei de Newton, ou seja, o corpo mantém a sua dinâmica, com a condição de que completamente ausentes quaisquer forças externas.

Os conceitos acima é suficiente para chamar a competência ou submeter-se a cabeça da simulação de movimento do corpo sob a influência da gravidade.

O que quer dizer força?

Vamos passar para o conceito básico de nosso tema. Assim, o poder – é o valor, o significado do que é o impacto ou influência de um corpo em outro quantitativamente. A gravidade – é a força que age sobre absolutamente todos os corpos localizados em ou perto da superfície do nosso planeta. A pergunta é: onde é que esse mesmo poder? A resposta está na lei da gravitação universal.

Qual é a gravidade?

Em qualquer corpo é afetado pela força gravitacional da Terra, o que lhe confere uma certa aceleração. A gravidade é sempre sentido vertical para baixo para o centro do planeta. Em outras palavras, a força da gravidade puxa os objetos em direção à Terra, é por isso que as coisas sempre caem. Acontece que a força da gravidade – este é um caso especial da força gravitacional. Newton trouxe um dos principais fórmulas para encontrar uma força de atração entre os dois corpos. Parece assim: F = L * (m ₁ x m ₂₎ / ^R2.

Qual é a aceleração devida à gravidade?

O corpo, que foi libertado a partir de uma certa altura, sempre que voam para baixo sob a força da gravidade. O movimento do corpo, sob a influência da gravidade verticalmente para cima e para baixo pode ser descrito pelas equações onde constante de base será o valor do "g" aceleração. Este valor é determinado exclusivamente pela força da gravidade, e o seu valor é aproximadamente igual a 9,8 m / s ^2. Acontece que o corpo é moldado a partir de uma altura de velocidade inicial zero, vai mover para baixo para o valor do "g" aceleração.

O movimento do corpo, sob a acção da gravidade: A fórmula para a solução de

A fórmula básica de constatação gravidade é como se segue: F _gravidade = m x g, em que m – representa a massa do corpo sobre a qual a força actua, e "g" – aceleração de queda livre (para simplificar as tarefas que se considera ser igual a 10 m / s ²⁾ .

Existem várias fórmulas usadas para encontrar um desconhecido em particular com o movimento livre do corpo. Por exemplo, a fim de calcular o percurso percorrido pelo corpo, é necessário substituir os valores conhecidos nesta fórmula: S = V x ₀ t + a x t ^2/2 (caminho é igual à soma dos produtos da velocidade inicial multiplicado pelo tempo e a aceleração na altura ao quadrado, dividida por 2).

As equações para descrever o movimento vertical do corpo

O movimento do corpo, sob a influência da gravidade verticalmente com a equação, que é como se segue: x = x ₀ + v ₀ x t + a x t ^2/2 Usando esta expressão, é possível encontrar as coordenadas do corpo de cada vez conhecida. É necessário simplesmente para substituir um problema conhecido valores: a localização inicial, a velocidade inicial (se o corpo não é simplesmente libertado, e empurrado com uma certa força) e aceleração, neste caso, é igual à aceleração g.

Da mesma forma pode ser encontrado e velocidade do corpo que se movimenta sob a acção da gravidade. A expressão para encontrar as quantidades desconhecidas em qualquer altura: v = v ₀ + g x t (o valor inicial da velocidade pode ser igual a zero, em seguida, a velocidade será igual ao produto da aceleração da gravidade pelo valor do tempo para o qual o organismo produz um movimento).

O movimento dos corpos sob a ação da gravidade: desafios e soluções

Na resolução de muitos problemas associados com a gravidade, nós sugerimos o seguinte plano:

1. Determinar para si um referencial inercial conveniente de referência é normalmente feita para escolher a Terra, pois atende muitas das exigências da ISO.
2. Desenhe um pequeno desenho ou uma imagem, que mostra as principais forças que atuam sobre o corpo. O movimento do corpo, sob a influência da gravidade assume um esboço ou diagrama que indica a direcção em que o corpo se move, se actuar aceleração igual a g.
3. Em seguida, escolha a direção para as forças e acelerações obtidas projeto.
4. Grave desconhecidos quantidades e determinar sua direção.
5. Finalmente, usando a fórmula acima para resolver problemas, para calcular todas as incógnitas, substituindo os dados na equação para encontrar a aceleração e distância percorrida.

solução turnkey tarefa fácil

Quando se trata de um fenômeno como o movimento do corpo sob a ação da gravidade, para determinar como prática maneira de resolver a tarefa pode ser difícil. No entanto, existem vários truques usando o que você pode facilmente resolver até mesmo a tarefa mais difícil. Então, vamos explicar aos exemplos vivos de como resolver este ou aquele problema. Vamos começar com um fácil de entender o problema.

Um corpo largado de uma altura de 20 m, com nenhuma velocidade inicial. Determinar por quanto tempo ela atinge a superfície da Terra.

A solução: sabemos que o caminho percorrido pelo corpo, sabe-se que a velocidade inicial é igual a 0. Além disso, podemos determinar que o corpo age sobre apenas a força da gravidade, verifica-se que o movimento do corpo sob a ação da gravidade, e por isso você deve usar a seguinte fórmula: S = V ₀ x t + a x t ^2/2. Uma vez que, no nosso caso a = g, em seguida, depois de algumas transformações obtemos a seguinte equação: S = g x ² t / 2. Resta agora única vez expressa através desta fórmula, descobrimos que t ² = 2S / g. Substituindo o valor conhecido (neste caso assumem que g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. Por conseguinte, t = 2 s.

Portanto, a nossa resposta: o corpo cair no chão por 2 segundos.

Induzir a resolver o problema rapidamente, é o seguinte: ele pode ser visto que o movimento do corpo descrito na seguinte problema ocorre em uma direcção (verticalmente para baixo). É muito semelhante ao do movimento uniformemente acelerado, uma vez que o corpo não força diferente da força da gravidade (a força de resistência do ar é desprezado). Devido a isso, podemos usar a fórmula para encontrar um caminho fácil em movimento uniformemente acelerado, passando o arranjo desenhos imagens agindo sobre as forças de corpo.

Um exemplo das tarefas mais difíceis

Agora vamos ver a melhor forma de resolver o problema do movimento do corpo pela gravidade, se o corpo não se move verticalmente, mas tem um movimento mais complexo.

Por exemplo, a próxima tarefa. Alguns objecto em movimento massa m com uma aceleração desconhecido para baixo do plano inclinado, o coeficiente de atrito é igual a k. Determinar o valor de aceleração, que está disponível durante o movimento do corpo, quando o ângulo de inclinação α é conhecido.

Solução: É necessário tomar vantagem do plano, que é descrito acima. O primeiro desenho de um plano inclinado com a imagem corporal e todas as forças agindo sobre ele. Verifica-se que tem três componentes: a força de gravidade, de fricção e a força de reacção chão. Parece equação geral como forças resultantes: F _fricção + N + Mg = ma.

O principal destaque do problema é a condição do ângulo de inclinação α. Quando se projecta forças no eixo de boi e eixo Oy, esta condição deve ser tomado em consideração, em seguida, obtemos a seguinte expressão: mg α x sen – F _atrito = ma (eixo boi) e N – mg x cos α = F _fricção (por oy eixo) .

F _atrito é facilmente calculado encontrando o vigor fórmula de atrito, que é igual a k x mg (coeficiente de atrito multiplicado pelo produto do peso e a aceleração da gravidade). Depois de todos os cálculos que só se mantêm substituindo os valores obtidos na fórmula, obtém-se uma equação simplificada para calcular a aceleração a que o corpo se move ao longo do plano inclinado.