Фізіка
Выдавец: Народная асвета
Памер: 173с.
Мінск 2017
Дасведчаны аўтамабіліст ніколі не адправіц-ца ў далёкі шлях, не праверыўшы, ці дастаткова масла ў рухавіку машыны. Растлумачце, навош-та ён гэта робіць.
Для дапытлівых
А ці ведаеце вы, што з дапамогай каткоў перамяшчаюць дамы? Напрыклад, у горадзе Маскве падчас рэканструкцыі вуліцы Цвяр-ской некаторыя дамы былі перасунуты на іншае месца менавіта
такім спосабам.
У машынах для замены трэння слізгання трэннем качэння выкарыстоўваюць шарыкавыя і ролікавыя падшыпнікі. Падшыпнікі дыяметрам 1,5—2 мм ужываюць у дакладных вымяральных прыборах. Вал машыны або другога механізма, які верціцца, не слізгае па нерухомым укладышы падшыпніка, а коціцца па ім на стальных шары-ках або роліках. Гэта зніжае трэнне ў 20—30 разоў.
^ Дамашняе заданне
Змажце мылам паверхні высоўнай шуфляды, якія труцца. Слізганне шуф-ляды стане больш лёгкім. Намачыце мыльнай вадой палец, на які шчыльна надзета кольца. Кольца здымецца лёгка. Растлумачце вынікі доследаў.
7. Зак. 192.
98 Pyx i сілы
Галоўныя вывады
1. Сіла трэння слізгання ўзнікае пры руху аднаго цела па паверхні другога.
2. Сіла трэння слізгання накіравана супраць руху.
3. Сіла трэння залежыць ад уласцівасцей паверхняў, якія судакранаюцца, і сілы, што прыціскае цела да паверхні.
Кантрольныя пытанні
1. У якіх выпадках узнікае сіла трэння і чым яна абу-моўлена?
2. Як накіравана сіла трэння?
3. Якія віды трэння вам вядомы? Прывядзіце прыкла-ды.
4. Як вымераць сілы трэння слізгання і качэння?
5. Ад чаго залежыць сіла трэння слізгання? Як яе па-меншыць?
6. Якія сілы вы пераадольваеце, выцягваючы кнігу з паліцы (мал. 165)? Як яны накіраваны?
Мал. 165
Практыкаванне 11
1. На шынах аўтамабіляў, трактароў ёсць пратэктар (рэльефны малюнак). Навошта ён патрэбен?
2. Для чаго баксёры перад выхадам на рынг некалькі секунд «тан-чаць» у скрыні з каніфоллю?
3. Чаму пасля дажджу дарога становіцца слізкай?
4. Камяк ваты масай т = 5 г падае з пастаяннай скорасцю. Якія сілы прыкладзены да камяка і чаму роўна іх раўнадзейная?
5. Спадарожны вецер дзейнічае на буер (спартыўныя сані з пару-сам) з сілай F = 400 Н, рухаючы яго з пастаяннай скорасцю. Раз-лічыце і пакажыце ў сшытку ўсе сілы, прыкладзеныя да буера ў га-рызантальным напрамку. Чаму роўна раўнадзейная ўсіх сіл, прыкла-дзеных да буера?
6. Чаму ў вытворчасці чыгуначных лакаматываў (цеплавозаў, электравозаў) не выкарыстоўваюць лёгкія сплавы алюмінію, якія шырока прымяняюцца ў самалётабудаванні?
Pyx i сілы 65
мальна мы знайшлі сярэднюю скорасць такім чы-нам, быццам цягнік увесь шлях s = 330 км рухаў-ся раўнамерна з пастаяннай скорасцю u = 73 Гэта, вядома ж, не азначае, што ён на самай справе рухаўся раўнамерна. На асобных участках шля-ху скорасць руху цягніка была як значна боль-шай (120—k так і меншай, чым 73—, і нават \ г г
роўнай нулю (мал. 106).
Для дапытлівых
Сярэдняя скорасць дае толькі прыблізнае ўяўленне аб хуткасці руху цела. Апісанне пераменнага руху больш складанае ў параўнанні з апісаннем раўнамернага.
Напрыклад, калі скорасць цягніка на ўчастку разгону нарастае ад 0 да 90 ^, то ў розных пунктах траекторыі яна прымае розныя зна-чэнні з гэтага прамежку. Такім чынам, можна гаварыць не толькі аб сярэдняй скорасці на дадзеным участку траекторыі, але і аб скорасці ў дадзеным пункце траекторыі. Такую скорасць называюць у фізіцы імгненнай скорасцю.
Галоўныя вывады
1. Характарыстыкай нераўнамернага руху з’яўляецца сярэдняя скорасць.
2. Для вылічэння сярэдняй скорасці трэба шлях падзяліць на ўвесь прамежак часу, затрачаны на праходжанне гэтага шляху.
^ Кантрольныя пытанні
1. Чым адрозніваецца нераўнамерны рух цела ад раўнамернага?
2. Як знайсці сярэднюю скорасць нераўнамернага руху?
3. Ці можна ўжываць паняцце «сярэдняя скорасць» для раўнамернага руху?
4. Ці залежыць сярэдняя скорасць нераўнамернага руху ад велічыні абранага прамежку часу? Прывядзіце прыклад, які гэта тлумачыць.
5. Камень упаў з вышыні h - 2 м. Ці аднолькавая яго сярэдняя скорасць на першым і на другім метрах падзення і на ўсім шляху?
5. Зак. 192.
66 Pyx i СІЛЫ
Прыклады рашэння задач
1. Каця прайшла шлях «г = 0,60 км за прамежак часу tx = 25 мін. Затым спынілася і на працягу прамежку часу ^2 = 20 мін размаўляла з сяброўкай, пасля чаго пайшла далей і шлях s2 = 0,40 км прайшла за прамежак часу £3 = 15 мін. Вызначыце сярэднюю скорасць руху Каці.
Дадзена:
Sj = 0,60 км з2 = 0,40 км ti = 25 мін t2 = 20 мін t3 = 15 мін
<0-?
Рашэнне
Увесь шлях, які прайшла Каця:
S = Sx 4- 32.
Увесь затрачаны прамежак часу:
t — t^ 4" t2 4~ ^з*
Сярэдняя скорасць руху Каці:
S _ S1 + s2 t t^ ^ t2 ^ t3
Вылічым (v): н =
0,60 км + 0,40 км _ 1,0 км _ 1,0 км
25 мін + 20 мін + 15 мін 60 мін
1,0 г
= 1,0^ г
Адказ: (0 = 1,0 —.
2. Па графіку скорасці (мал. 107) вы-значыце шлях, які праехаў веласіпе-дыст, і сярэднюю скорасць яго руху за пра-межак часу t = 0,60 г.
v км ’ г'
18
9
0 0,20 0,40 0,60 г,г
Мал. 107
Рашэнне
Шуканы шлях лікава роўны плошчы фігуры пад графікам ско-расці. Шлях зх веласіпедыст праехаў за прамежак часу ^ = 0,10 г. Ён лікава роўны плошчы прамавугольнага трохвугольніка, зафарба-ванага ў блакітны колер:
*і = 8тр0„уг = І^, = | • 18 ^ ■ 0,10 г = 0,9 км.
Аналагічна можна знайсці шляхі s2 й s3:
«2 = 5прамавуг = 18 • 0,30 г = 5,4 км; s3 = STp0XByr
1.18^-0,20 г = 1,8 км. 2 г
Увесь шлях: s = sx 4- s2 4- s3 = 0,9 км 4- 5,4 км 4- 1,8 км = 8,1 км. Сярэдняя скорасць руху веласіпедыста:
Н = « = 8Лкм = із,5 км 14 км.
' t 0,60 г г г
Адказ: (v) = 14 —.
Pyx i СІЛЫ
67
Практыкаванне 5
1. Яблык падае з вышыні h = 2,2 м за прамежак часу t = 0,67 с. Ці была скорасць падзення пастаяннай? Знайдзіце яе сярэдняе значэнне.
2. Па даным графіка (мал. 108) апішыце рух матацыкліста.
3. Група турыстаў прайшла шлях 8[ = 4 км за прамежак часу t1 = 0,8 г, затым на працягу t2 = 0,7 г адпачывала. Шлях s2 = 2 км, што застаў-ся, яна прайшла за прамежак часу t3 = 0,5 г. Вызначыце сярэднюю скорасць руху групы.
4. Графік скорасці руху шарыка па нахіленым жолабе прадстаўле-ны на малюнку 109. Знайдзіце сярэднюю скорасць руху шарыка за прамежак часу ^ = 4 с.
5. Турыст набліжаецца да Нацыянальнай бібліятэкі на адлегласць s = 120 м за час £ = 2,0 мін. 3 якой сярэдняй скорасцю адносна ту-рыста і ў якім напрамку «рухаецца» будынак бібліятэкі?
S6. Шлях s = 1,8 км ад дома да парку спартсмен прабег са скорас-цю Vi = 4,0 “, а зваротны шлях прайшоў хуткім крокам са ско-расцю v2 = 2,0 у. Якая сярэдняя скорасць руху спартсмена? Знайдзі-це другое рашэнне, у якім не спатрэбілася б данае s = 1,8 км.
^ 7. Па графіку скорасці (гл. мал. 108) вызначыце шлях і сярэд-I нюю скорасць руху матацыкліста.
8. Шлях ад Мінска да гарадоў Рэспублікі Беларусь адлічваюць ад спецыяльнага знака, які знаходзіцца на Кастрычніцкай плошчы ў горадзе Мінску (мал. 110). Вызначыце, а якой гадзіне турыст будзе
ў горадзе Гродна, калі ён выехаў з Мінска з Кастрычніцкай плошчы ў 12.00 г і едзе з сярэдняй скорасцю (u) = 60 —. Шлях да г
горада Гродна s = 270 км.
<^\ 9. Выкарыстаўшы інтэрактыўную ма-дэль, вызначыце сярэднюю скорасць
Мал. 110
руху божай кароўкі.
68 Pyx i сілы
§ 19.
Шкло
Мал. 112
Чаму змяняецца скорасць руху цела. Інерцыя
Раўнамерны прамалінейны рух, г. зн. рух з па-стаяннай скорасцю, — гэта толькі мадэль рэальнага руху. У жыцці ўсялякі рух (ад руху велізарных планет да руху нябачных вокам малекул) часцей за ўсё адбы-ваецца са скорасцю, якая змяняецца. Што з’яўляецца прычынай змянення скорасці?
Разгледзім доследы. На стале ляжыць сталь-ны шарык. Ён знаходзіцца ў стане спакою аднос-на стала. Каб прымусіць шарык рухацца, можна штурхнуць яго рукой або наблізіць да яго магніт (мал. 111). У абодвух выпадках на шарык дзей-нічаюць іншыя целы: рука, магніт. Менавіта іх дзеянні з’яўляюцца прычынай змянення ско-расці руху шарыка. Але як доўга шарык будзе рухацца пасля штуршка? Дослед паказвае, што скорасць руху шарыка памяншаецца, а праз не-каторы час яго рух спыняецца. Чаму?
Разгледзім іншы дослед. Тры аднолькавыя ша-рыкі адначасова скочваюцца з аднолькавай вы-шыні (мал. 112). Дарожкі, па якіх затым руха-юцца шарыкі, адрозніваюцца тым, што першая з іх пасыпана пяском, другая пакрыта тканінай, a трэцяя — шклом. Рух па трэцяй дарожцы пра-цягваецца даўжэй. Гэта адбываецца таму, што трэнне тут найменшае. Значыць, прычынай спы-нення руху шарыка з’яўляецца трэнне паміж па-верхнямі шарыка і стала і, вядома, супраціўлен-не паветра. А калі б мы змаглі зусім ліквідаваць гэтыя прычыны, то шарык рухаўся б з пастаян-най скорасцю як заўгодна доўга.
Рух цела пры адсутнасці дзеяння на яго ін-шых цел, як і спакой, — яго натуральны стан.
Тое, што цела застаецца ў спакоі пры адсут-насці дзеяння іншых цел, цалкам зразумела. Але як жа цела можа само па сабе рухацца, калі ў паўсядзённым жыцці мы бачым, што цела ру-
Мал. 113
Pyx i сілы 69
хаецца толькі тады, калі на яго дзейнічае іншае цела? Санкі (мал. 113) трэба цягнуць за вяроў-ку, лодка плыве пад дзеяннем вёсел (мал. 114). А былі б патрэбны вяроўка і вёслы, калі б не было супраціўлення руху? Калі б вада не аказва-ла супраціўлення руху, лодка пасля штуршка ру-халася б бясконца доўга з пастаяннай скорасцю.
Такім чынам, калі цела знаходзіцца ў стане спакою або ў стане руху, то яно імкнецца захоў-ваць гэты стан (не змяняць скорасць), пакуль на яго не падзейнічаюць іншыя целы.
Уласцівасць цела захоўваць стан спакою або раўнамернага прамалінейнага руху (захоўваць сваю скорасць нязменнай) пры адсутнасці дзе-яння на яго іншых цел называецца інерцыяй.
3 інерцыяй нам даводзіцца сустракацца паста-янна. Пры рэзкім тармажэнні аўтобуса пасажы-ры нахіляюцца наперад, паколькі працягваюць рухацца па інерцыі. Пры рэзкім разгоне аўтобуса адхіляюцца назад. Чаму? А ці можа аўтамабіль спыніцца імгненна? He. Якімі б моцнымі ні былі тармазы, інерцыя перашкаджае імгненнаму тар-мажэнню. Менавіта з-за інерцыі тармазны шлях аўтамабіля тым большы, чым большая скорасць яго руху. Мы ўпэўнены, што, памятаючы пра інерцыю, вы не будзеце перабягаць вуліцу перад транспартам, які рухаецца, і навучыце не рабіць гэтак сваіх малодшых братоў і сясцёр. А колькі непрыемнасцей з-за інерцыі здараецца, пакуль мы вучымся катацца на каньках’
КНІГІ ОНЛАЙН
