|
|
|
| Строка 1: |
Строка 1: |
| | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс|Физика 10 класс]]>>Физика: Работа силы тяжести''' | | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс|Физика 10 класс]]>>Физика: Работа силы тяжести''' |
| | | | |
| | + | <br> |
| | | | |
| | + | <metakeywords>Физка, 10 класс, Работа силы тяжести</metakeywords> |
| | | | |
| - | <metakeywords>Физка, 10 класс, Работа силы тяжести</metakeywords> | + | Вычислим работу, используя в этот раз не второй закон Ньютона, а явное выражение для сил взаимодействия между телами в зависимости от расстояний между ними. Это позволит нам ввести понятие потенциальной энергии - энергии, зависящей не от скоростей тел, а от расстояний между телами (или от расстояний между частями одного и того же тела).<br> Вычислим сначала работу силы тяжести при падении тела (например, камня) вертикально вниз. В начальный момент времени тело находилось на высоте''h<sub>1</sub>'' над поверхностью Земли, а в конечный момент времени - на высоте''h<sub>2</sub>'' (''рис.6.5''). Модуль перемещения тела [[Image:a47-1.jpg]].<br>[[Image:a6.5.jpg|center]] Направления векторов силы тяжести [[Image:a47-9.jpg]] и перемещения [[Image:a47-10.jpg]] совпадают. Согласно определению работы (см. формулу (6.2)) имеем<br>[[Image:a47-2.jpg|center]] Пусть теперь тело бросили вертикально вверх из точки, расположенной на высоте ''h<sub>1</sub>,'' над поверхностью Земли, и оно достигло высоты ''h<sub>2</sub>'' (''рис.6.6''). <br>[[Image:a6.6.jpg|center]]Векторы [[Image:a47-9.jpg]] и [[Image:a47-10.jpg]] направлены в противоположные стороны, а модуль перемещения [[Image:a47-3.jpg]]. Работу силы тяжести запишем так:<br>[[Image:a47-4.jpg|center]] Если же тело перемещается по прямой так, что направление перемещения составляет угол [[Image:a47-11.jpg]] с направлением силы тяжести (''рис.6.7''), то работа силы тяжести равна:<br>[[Image:a47-5.jpg|center]][[Image:a6.7.jpg|center]]Из прямоугольного треугольника ''BCD'' видно, что [[Image:a47-6.jpg]]. Следовательно,<br>[[Image:a47-7.jpg|center]] Формулы (6.12), (6.13), (6.14) дают возможность подметить важную закономерность. При прямолинейном движении тела работа силы тяжести в каждом случае равна разности двух значений величины, зависящей от положений тела в начальный и конечный моменты времени. Эти положения определяются высотами ''h<sub>1</sub>'' и ''h<sub>2</sub>'' тела над поверхностью Земли.<br> Более того, работа силы тяжести при перемещении тела массой ''m'' из одного положения в другое не зависит от формы траектории, по которой движется тело. Действительно, если тело перемещается вдоль кривой ''ВС'' (''рис.6.8''), то, представив эту кривую в виде ступенчатой линии, состоящей из вертикальных и горизонтальных участков малой длины, увидим, что на горизонтальных участках работа силы тяжести равна нулю, так как сила перпендикулярна перемещению, а сумма работ на вертикальных участках равна работе, которую совершила бы сила тяжести при перемещении тела по вертикальному отрезку длиной ''h<sub>1</sub>-h<sub>2</sub>''.<br>[[Image:a6.8.jpg|center]]Таким образом, работа при перемещении вдоль кривой ''ВС'' равна:<br>[[Image:a47-8.jpg|center]] '''При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.''' В самом деле, пусть тело движется по замкнутому контуру ''ВСDМВ'' (''рис.6.9''). На участках ''ВС'' и ''DМ'' сила тяжести [[Image:a47-12.jpg]] совершает работы, равные по абсолютной величине, но противоположные по знаку. Сумма этих работ равна нулю. Следовательно, равна нулю и работа силы тяжести на всем замкнутом контуре.<br>[[Image:a6.9.jpg|center]] Силы, обладающие такими свойствами, называют '''консервативными'''.<br> Итак, работа силы тяжести не зависит от формы траектории тела; она определяется лишь начальным и конечным положениями тела. При перемещении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.<br> |
| | | | |
| | | | |
| | + | ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс'' |
| | | | |
| - | ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''
| + | <br> <sub>Полный список тем [[Физика и астрономия|по физике]], календарный план [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|по всем предметам]] согласно школьной программы, домашнее задание, курсы и задание [[Физика 10 класс|по физике для 10 класса]]</sub> |
| - | | + | |
| - | <br> <sub>Полный список тем [[Физика_и_астрономия|по физике]], календарный план [[Гипермаркет_знаний_-_первый_в_мире!|по всем предметам]] согласно школьной программы, домашнее задание, курсы и задание [[Физика_10_класс|по физике для 10 класса]]</sub> | + | |
| | | | |
| | '''<u>Содержание урока</u>''' | | '''<u>Содержание урока</u>''' |
Версия 22:24, 16 августа 2010
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Работа силы тяжести
Вычислим работу, используя в этот раз не второй закон Ньютона, а явное выражение для сил взаимодействия между телами в зависимости от расстояний между ними. Это позволит нам ввести понятие потенциальной энергии - энергии, зависящей не от скоростей тел, а от расстояний между телами (или от расстояний между частями одного и того же тела).
Вычислим сначала работу силы тяжести при падении тела (например, камня) вертикально вниз. В начальный момент времени тело находилось на высотеh1 над поверхностью Земли, а в конечный момент времени - на высотеh2 (рис.6.5). Модуль перемещения тела  .
Направления векторов силы тяжести  и перемещения  совпадают. Согласно определению работы (см. формулу (6.2)) имеем
Пусть теперь тело бросили вертикально вверх из точки, расположенной на высоте h1, над поверхностью Земли, и оно достигло высоты h2 (рис.6.6).
Векторы и направлены в противоположные стороны, а модуль перемещения  . Работу силы тяжести запишем так:
Если же тело перемещается по прямой так, что направление перемещения составляет угол  с направлением силы тяжести (рис.6.7), то работа силы тяжести равна:
Из прямоугольного треугольника BCD видно, что  . Следовательно,
Формулы (6.12), (6.13), (6.14) дают возможность подметить важную закономерность. При прямолинейном движении тела работа силы тяжести в каждом случае равна разности двух значений величины, зависящей от положений тела в начальный и конечный моменты времени. Эти положения определяются высотами h1 и h2 тела над поверхностью Земли.
Более того, работа силы тяжести при перемещении тела массой m из одного положения в другое не зависит от формы траектории, по которой движется тело. Действительно, если тело перемещается вдоль кривой ВС (рис.6.8), то, представив эту кривую в виде ступенчатой линии, состоящей из вертикальных и горизонтальных участков малой длины, увидим, что на горизонтальных участках работа силы тяжести равна нулю, так как сила перпендикулярна перемещению, а сумма работ на вертикальных участках равна работе, которую совершила бы сила тяжести при перемещении тела по вертикальному отрезку длиной h1-h2.
Таким образом, работа при перемещении вдоль кривой ВС равна:
При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю. В самом деле, пусть тело движется по замкнутому контуру ВСDМВ (рис.6.9). На участках ВС и DМ сила тяжести  совершает работы, равные по абсолютной величине, но противоположные по знаку. Сумма этих работ равна нулю. Следовательно, равна нулю и работа силы тяжести на всем замкнутом контуре.
Силы, обладающие такими свойствами, называют консервативными.
Итак, работа силы тяжести не зависит от формы траектории тела; она определяется лишь начальным и конечным положениями тела. При перемещении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
Полный список тем по физике, календарный план по всем предметам согласно школьной программы, домашнее задание, курсы и задание по физике для 10 класса
Содержание урока
 конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|
.
и перемещения 
совпадают. Согласно определению работы (см. формулу (6.2)) имеем
. Работу силы тяжести запишем так:
с направлением силы тяжести (рис.6.7), то работа силы тяжести равна:
. Следовательно,
совершает работы, равные по абсолютной величине, но противоположные по знаку. Сумма этих работ равна нулю. Следовательно, равна нулю и работа силы тяжести на всем замкнутом контуре.
