Jenis kekuatan apa yang ada di alam. Hubungan antara gravitasi, hukum gravitasi dan percepatan gravitasi. Kekuatan di alam

Penting untuk mengetahui titik penerapan dan arah masing-masing gaya. Penting untuk dapat menentukan gaya mana yang bekerja pada benda dan ke arah mana. Gaya dilambangkan sebagai , diukur dalam Newton. Untuk membedakan gaya-gaya, gaya-gaya tersebut ditetapkan sebagai berikut

Di bawah ini adalah kekuatan-kekuatan utama yang bekerja di alam. Tidak mungkin menciptakan kekuatan yang tidak ada saat memecahkan masalah!

Ada banyak kekuatan di alam. Di sini kita mempertimbangkan gaya-gaya yang dipertimbangkan dalam mata pelajaran fisika sekolah ketika mempelajari dinamika. Kekuatan-kekuatan lain juga disebutkan, yang akan dibahas di bagian lain.

Gravitasi

Setiap benda di planet ini dipengaruhi oleh gravitasi bumi. Kekuatan bumi menarik setiap benda ditentukan oleh rumus

Titik penerapannya adalah pada pusat gravitasi tubuh. Gravitasi selalu diarahkan secara vertikal ke bawah.

Gaya gesek

Mari berkenalan dengan gaya gesekan. Gaya ini terjadi ketika benda bergerak dan dua permukaan bersentuhan. Gaya tersebut terjadi karena permukaan jika dilihat di bawah mikroskop tidak semulus yang terlihat. Gaya gesekan ditentukan dengan rumus:

Gaya diterapkan pada titik kontak dua permukaan. Diarahkan ke arah yang berlawanan dengan gerakan.

Gaya reaksi tanah

Bayangkan sebuah benda yang sangat berat tergeletak di atas meja. Meja tertekuk karena beban benda. Namun menurut hukum ketiga Newton, meja bekerja pada benda dengan gaya yang sama persis dengan gaya yang bekerja pada benda di atas meja. Gaya tersebut arahnya berlawanan dengan gaya yang digunakan benda untuk menekan meja. Artinya, naik. Gaya ini disebut reaksi dasar. Nama kekuatan "berbicara" dukungan bereaksi. Gaya ini terjadi setiap kali ada dampak pada support. Sifat kejadiannya pada tingkat molekuler. Objek tersebut tampaknya merusak posisi dan hubungan molekul-molekul yang biasa (di dalam tabel), mereka, pada gilirannya, berusaha untuk kembali ke keadaan semula, “melawan.”

Benar-benar benda apa pun, bahkan benda yang sangat ringan (misalnya, pensil yang tergeletak di atas meja), merusak bentuk penyangga pada tingkat mikro. Oleh karena itu, terjadi reaksi dasar.

Tidak ada rumus khusus untuk mencari gaya ini. Dilambangkan dengan huruf , tetapi gaya ini hanyalah salah satu jenis gaya elastisitas tersendiri, sehingga dapat juga dilambangkan sebagai

Gaya diterapkan pada titik kontak benda dengan tumpuan. Diarahkan tegak lurus terhadap penyangga.

Karena kita merepresentasikan benda sebagai titik material, gaya dapat direpresentasikan dari pusat

Kekuatan elastis

Gaya ini timbul akibat deformasi (perubahan keadaan awal suatu zat). Misalnya, saat kita meregangkan pegas, kita menambah jarak antar molekul bahan pegas. Saat kita menekan pegas, kita mengecilkannya. Saat kita memutar atau menggeser. Dalam semua contoh ini, timbul gaya yang mencegah deformasi - gaya elastis.

hukum Hooke

Gaya elastis berlawanan arah dengan deformasi.

Karena kita merepresentasikan benda sebagai titik material, gaya dapat direpresentasikan dari pusat

Saat menyambung pegas secara seri, misalnya, kekakuan dihitung menggunakan rumus

Ketika dihubungkan secara paralel, kekakuannya

Kekakuan sampel. modulus Young.

Modulus Young mencirikan sifat elastis suatu zat. Ini adalah nilai konstan yang hanya bergantung pada material dan keadaan fisiknya. Mencirikan kemampuan suatu material untuk menahan deformasi tarik atau tekan. Nilai modulus Young berbentuk tabel.

Baca lebih lanjut tentang sifat-sifat benda padat.

Berat badan

Berat badan adalah gaya yang digunakan suatu benda untuk bekerja pada suatu tumpuan. Anda bilang, inilah gaya gravitasi! Kebingungan muncul sebagai berikut: memang, sering kali berat suatu benda sama dengan gaya gravitasi, tetapi gaya-gaya ini sama sekali berbeda. Gravitasi merupakan suatu gaya yang timbul akibat interaksi dengan Bumi. Berat adalah hasil interaksi dengan dukungan. Gaya gravitasi diterapkan pada pusat gravitasi benda, sedangkan berat adalah gaya yang diterapkan pada tumpuan (bukan pada benda)!

Tidak ada rumus untuk menentukan berat badan. Kekuatan ini ditunjukkan dengan surat itu.

Gaya reaksi tumpuan atau gaya elastis timbul sebagai akibat tumbukan suatu benda terhadap suspensi atau tumpuan, oleh karena itu berat benda secara numerik selalu sama dengan gaya elastis, tetapi arahnya berlawanan.

Gaya reaksi tumpuan dan berat adalah gaya-gaya yang sifatnya sama, menurut hukum ke-3 Newton, keduanya sama besar dan arahnya berlawanan. Berat adalah gaya yang bekerja pada tumpuan, bukan pada benda. Gaya gravitasi bekerja pada tubuh.

Berat badan mungkin tidak sama dengan gravitasi. Mungkin lebih atau kurang, atau mungkin bobotnya nol. Kondisi ini disebut tanpa bobot. Keadaan tanpa bobot adalah keadaan ketika suatu benda tidak berinteraksi dengan suatu tumpuan, misalnya keadaan terbang: ada gravitasi, tetapi beratnya nol!

Arah percepatan dapat ditentukan jika kita menentukan ke mana arah gaya resultan

Harap dicatat bahwa berat adalah gaya, diukur dalam Newton. Bagaimana menjawab pertanyaan: “Berapa berat badan Anda” dengan benar? Kami menjawab 50 kg, bukan menyebutkan berat kami, tetapi massa kami! Dalam contoh ini, berat kita sama dengan gravitasi, yaitu kira-kira 500N!

Kelebihan muatan- rasio berat terhadap gravitasi

kekuatan Archimedes

Gaya timbul sebagai akibat interaksi suatu benda dengan zat cair (gas), ketika benda tersebut dicelupkan ke dalam zat cair (atau gas). Gaya ini mendorong benda keluar dari air (gas). Oleh karena itu diarahkan secara vertikal ke atas (mendorong). Ditentukan dengan rumus:

Di udara kita mengabaikan kekuatan Archimedes.

Jika gaya Archimedes sama dengan gaya gravitasi, maka benda akan terapung. Jika gaya Archimedes lebih besar maka ia naik ke permukaan zat cair, jika lebih kecil maka ia tenggelam.

Kekuatan listrik

Ada kekuatan yang berasal dari listrik. Terjadi dengan adanya muatan listrik. Gaya-gaya tersebut seperti gaya Coulomb, gaya Ampere, gaya Lorentz dibahas secara rinci pada bagian Listrik.

Penunjukan skema gaya yang bekerja pada suatu benda

Seringkali tubuh dimodelkan sebagai titik material. Oleh karena itu, dalam diagram, berbagai titik penerapan dipindahkan ke satu titik - ke pusat, dan benda digambarkan secara skematis sebagai lingkaran atau persegi panjang.

Untuk menentukan gaya dengan benar, perlu untuk membuat daftar semua benda yang berinteraksi dengan benda yang diteliti. Tentukan apa yang terjadi akibat interaksi masing-masing: gesekan, deformasi, tarik-menarik, atau mungkin tolak-menolak. Tentukan jenis gaya dan tunjukkan arahnya dengan benar. Perhatian! Besarnya gaya akan sesuai dengan jumlah benda yang mengalami interaksi.

Hal utama yang perlu diingat

Gaya gesekan

Bedakan antara gesekan luar (kering) dan dalam (kental). Gesekan eksternal terjadi antara permukaan padat yang bersentuhan, gesekan internal terjadi antara lapisan cairan atau gas selama gerakan relatifnya. Ada tiga jenis gesekan luar: gesekan statis, gesekan geser, dan gesekan menggelinding.

Gesekan menggelinding ditentukan oleh rumus

Gaya hambatan terjadi ketika suatu benda bergerak dalam zat cair atau gas. Besarnya gaya hambatan tergantung pada ukuran dan bentuk benda, kecepatan geraknya dan sifat-sifat zat cair atau gas. Pada gerak kecepatan rendah, gaya hambat sebanding dengan kecepatan benda

Pada kecepatan tinggi sebanding dengan kuadrat kecepatan

Hubungan antara gravitasi, hukum gravitasi dan percepatan gravitasi

Mari kita perhatikan gaya tarik-menarik antara suatu benda dan Bumi. Di antara mereka, menurut hukum gravitasi, timbul gaya Sekarang mari kita bandingkan hukum gravitasi dan gaya gravitasi

Besarnya percepatan gravitasi bergantung pada massa bumi dan jari-jarinya! Dengan demikian, dimungkinkan untuk menghitung berapa percepatan benda akan jatuh di Bulan atau di planet lain, dengan menggunakan massa dan jari-jari planet tersebut.

Jarak pusat bumi ke kutub lebih kecil dibandingkan ke khatulistiwa. Oleh karena itu, percepatan gravitasi di ekuator sedikit lebih kecil dibandingkan di kutub. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa alasan utama ketergantungan percepatan gravitasi pada garis lintang suatu wilayah adalah fakta rotasi bumi pada porosnya.

Saat kita menjauh dari permukaan bumi, gaya gravitasi dan percepatan gravitasi berubah berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ke pusat bumi.

Alasan terjadinya perubahan gerak: munculnya percepatan pada benda adalah gaya. Kekuatan muncul ketika benda berinteraksi satu sama lain. Namun jenis interaksi apa yang ada dan apakah jumlahnya banyak?

Pada pandangan pertama, tampaknya ada banyak jenis pengaruh benda satu sama lain, dan oleh karena itu, jenis gaya yang berbeda. Akselerasi dapat diberikan pada suatu benda dengan mendorong atau menariknya dengan tangan Anda; sebuah kapal berlayar lebih cepat ketika angin bertiup kencang; Setiap benda yang jatuh ke bumi bergerak dengan percepatan; Dengan menarik dan melepaskan tali busur, kita memberikan percepatan pada anak panah. Dalam semua kasus yang dibahas, ada kekuatan-kekuatan yang bekerja, dan semuanya tampak sangat berbeda. Dan Anda dapat menyebutkan kekuatan lainnya. Semua orang mengetahui tentang adanya gaya listrik dan magnet, tentang kekuatan pasang surut air laut, tentang kekuatan gempa bumi dan angin topan.

Tapi benarkah ada begitu banyak kekuatan berbeda di alam?

Jika kita berbicara tentang gerak mekanis suatu benda, maka di sini kita hanya menjumpai tiga jenis gaya: gaya gravitasi, gaya elastis, dan gaya gesekan. Semua kekuatan yang dibahas di atas direduksi menjadi mereka. Gaya elastisitas, gravitasi dan gesekan merupakan manifestasi dari gaya gravitasi universal dan gaya elektromagnetik alam. Ternyata di alam hanya ada dua kekuatan tersebut.

Kekuatan elektromagnetik. Di antara benda-benda yang dialiri listrik terdapat gaya khusus yang disebut gaya listrik, yang dapat berupa gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak. Di alam, ada dua jenis muatan: positif dan negatif. Dua benda yang muatannya berbeda tarik menarik, dan benda yang muatannya sama tolak menolak.

Muatan listrik memiliki satu sifat khusus: ketika muatan bergerak, selain gaya listrik, gaya lain muncul di antara muatan tersebut - gaya magnet.

Gaya magnet dan listrik berkaitan erat satu sama lain dan bekerja secara bersamaan. Dan karena kita paling sering berurusan dengan muatan yang bergerak, gaya yang bekerja di antara muatan-muatan tersebut tidak dapat dibedakan. Dan gaya-gaya ini disebut gaya elektromagnetik.

Bagaimana “muatan listrik” muncul, yang mungkin dimiliki atau tidak dimiliki suatu benda?

Semua benda terdiri dari molekul dan atom. Atom terdiri dari partikel yang lebih kecil lagi - inti atom dan elektron. Mereka, inti dan elektron, mempunyai muatan listrik tertentu. Inti mempunyai muatan positif dan elektron mempunyai muatan negatif.

Dalam kondisi normal, sebuah atom tidak memiliki muatan - ia netral, karena total muatan negatif elektron sama dengan muatan positif inti. Dan benda-benda yang terdiri dari atom-atom netral tersebut netral secara listrik. Praktis tidak ada gaya interaksi listrik antara benda-benda tersebut.

Tetapi dalam benda cair (atau padat) yang sama, atom-atom yang bertetangga terletak sangat dekat satu sama lain sehingga gaya interaksi antara muatan-muatan yang menyusunnya sangat signifikan.

Kekuatan interaksi antar atom bergantung pada jarak antar atom. Gaya interaksi antar atom mampu mengubah arahnya ketika jarak antar atom berubah. Jika jarak antar atom sangat kecil, maka atom-atom tersebut akan saling tolak menolak. Tetapi jika jarak antara keduanya diperbesar, atom-atom mulai saling tarik menarik. Pada jarak tertentu antar atom, gaya interaksinya menjadi nol. Secara alami, pada jarak seperti itu atom-atom terletak relatif satu sama lain. Perhatikan bahwa jarak ini sangat kecil, dan kira-kira sama dengan ukuran atom itu sendiri.

situs web, ketika menyalin materi secara keseluruhan atau sebagian, diperlukan tautan ke sumber aslinya.

Institusi pendidikan kota, sekolah menengah Dmitrievskaya

Pelajaran Fisika kelas 11 dengan topik: "Gaya di Alam"

Kolupaev Vladimir Grigorievich

Guru fisika

2015

Tujuan Pembelajarannya adalah untuk memperluas materi program dengan topik: “Kekuatan di alam” dan meningkatkan keterampilan dan kemampuan praktis dalam menyelesaikan soal-soal Ujian Negara Bersatu.

Tujuan pelajaran:

mengkonsolidasikan materi yang dipelajari,

untuk membentuk gagasan siswa tentang gaya-gaya secara umum dan tentang masing-masing gaya secara terpisah,

menerapkan rumus dengan kompeten dan membuat gambar dengan benar saat memecahkan masalah.

Pembelajaran disertai dengan presentasi multimedia.

SAYA. Dengan paksa disebut besaran vektor, yang merupakan penyebab terjadinya gerak akibat interaksi benda-benda. Interaksi dapat berupa kontak, menyebabkan deformasi, atau non-kontak. Deformasi adalah perubahan bentuk suatu benda atau bagian-bagiannya sebagai akibat interaksi.

Dalam Satuan Sistem Internasional (SI), satuan gaya disebut newton(N). 1 N sama dengan gaya yang memberikan percepatan 1 m/s 2 pada benda acuan bermassa 1 kg searah dengan gaya tersebut. Alat untuk mengukur gaya adalah dinamometer.

Pengaruh gaya pada suatu benda bergantung pada:

Besarnya gaya yang diterapkan;

Paksa poin penerapan;

Arah aksi kekuatan.

Berdasarkan sifatnya, gaya adalah interaksi gravitasi, elektromagnetik, lemah dan kuat di tingkat medan. Gaya gravitasi meliputi gravitasi, berat badan, dan gravitasi. Gaya elektromagnetik meliputi gaya elastis dan gaya gesekan. Interaksi di tingkat lapangan meliputi gaya-gaya seperti: gaya Coulomb, gaya Ampere, gaya Lorentz.

Mari kita lihat kekuatan yang diusulkan.

Kekuatan gravitasi.

Gaya gravitasi ditentukan dari hukum Gravitasi Universal dan muncul atas dasar interaksi gravitasi benda, karena setiap benda bermassa memiliki medan gravitasi. Dua buah benda berinteraksi dengan gaya-gaya yang sama besar dan berlawanan arah, berbanding lurus dengan hasil kali massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat-pusatnya.

G = 6,67. 10 -11 - konstanta gravitasi yang ditentukan oleh Cavendish.

Gambar.1

Salah satu wujud gaya gravitasi universal adalah gaya gravitasi, dan percepatan jatuh bebas dapat ditentukan dengan rumus:

Dimana: M adalah massa bumi, Rz adalah jari-jari bumi.

Gravitasi.

Gaya yang digunakan Bumi untuk menarik semua benda ke dirinya disebut gravitasi. Ditunjuk - untai F, diterapkan pada pusat gravitasi, diarahkan secara radial menuju pusat bumi, ditentukan oleh rumus untai F = mg.

Dimana: m – berat badan; g – percepatan gravitasi (g=9,8m/s2).

Berat badan.

Gaya yang digunakan suatu benda pada tumpuan horizontal atau suspensi vertikal, akibat gravitasi, disebut berat. Ditunjuk - P, dipasang pada penyangga atau suspensi di bawah pusat gravitasi, diarahkan ke bawah.

Gambar.2

Jika benda dalam keadaan diam, maka dapat dikatakan bahwa beratnya sama dengan gaya gravitasi dan ditentukan dengan rumus P = mg.

Jika suatu benda bergerak ke atas dengan percepatan, maka benda tersebut mengalami beban lebih. Berat ditentukan dengan rumus P = m(g + a).

Gambar.3

Berat badan kira-kira dua kali modulus gravitasi (kelebihan beban ganda).

Jika suatu benda bergerak dengan percepatan ke bawah, maka benda tersebut dapat mengalami keadaan tanpa bobot pada detik-detik pertama pergerakannya. Berat ditentukan dengan rumus P = m(g - a).

Beras. 4

Gaya gesek.

Gaya yang timbul ketika suatu benda bergerak sepanjang permukaan benda lain, yang arahnya berlawanan dengan geraknya, disebut gaya gesekan.

Gambar.5

Titik penerapan gaya gesekan di bawah pusat gravitasi, dalam arah yang berlawanan dengan gerakan sepanjang permukaan yang bersentuhan. Gaya gesek dibedakan menjadi gaya gesek statis, gaya gesek menggelinding, dan gaya gesek geser. Gaya gesekan statis adalah gaya yang menghalangi pergerakan suatu benda pada permukaan benda lain. Saat berjalan, gaya gesekan statis yang bekerja pada telapak kaki memberikan percepatan pada orang tersebut. Saat meluncur, ikatan antara atom-atom benda yang awalnya tidak bergerak terputus, dan gesekan berkurang. Gaya gesekan geser bergantung pada kecepatan relatif gerak benda yang bersentuhan. Gesekan menggelinding berkali-kali lebih kecil dibandingkan gesekan geser.

Gambar.6

Gaya gesekan ditentukan dengan rumus:

F = μN

Dimana: adalah koefisien gesekan, besaran tak berdimensi yang bergantung pada sifat perlakuan permukaan dan kombinasi bahan dari benda yang bersentuhan (gaya tarik-menarik atom individu dari berbagai zat sangat bergantung pada sifat listriknya);

N – gaya reaksi dukung adalah gaya elastis yang timbul di permukaan akibat pengaruh berat benda.

Untuk permukaan horizontal: F tr = µmg

Ketika benda padat bergerak dalam cairan atau gas, timbul gaya gesekan kental. Gaya gesekan viskos jauh lebih kecil dibandingkan gaya gesekan kering. Ia juga diarahkan ke arah yang berlawanan dengan kecepatan relatif benda. Dengan gesekan viskos tidak ada gesekan statis. Gaya gesekan viskos sangat bergantung pada kecepatan benda.

Kekuatan elastis.

Ketika suatu benda mengalami deformasi, timbul gaya yang cenderung mengembalikan ukuran dan bentuk benda sebelumnya. Ini disebut gaya elastis.

Jenis deformasi yang paling sederhana adalah deformasi tarik atau tekan.

Beras. 7

Pada deformasi kecil (|x|<< l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации: F упр =kх

Hubungan ini mengungkapkan hukum Hooke yang ditetapkan secara eksperimental: gaya elastis berbanding lurus dengan perubahan panjang benda.

Dimana: k adalah koefisien kekakuan benda, diukur dalam newton per meter (N/m). Koefisien kekakuan tergantung pada bentuk dan ukuran benda, serta bahannya.

Dalam fisika, hukum Hooke untuk deformasi tarik atau tekan biasanya ditulis dalam bentuk lain:

Dimana: – deformasi relatif; E adalah modulus Young, yang hanya bergantung pada sifat material dan tidak bergantung pada ukuran dan bentuk benda. Untuk bahan yang berbeda, modulus Young sangat bervariasi. Untuk baja, misalnya, E2·10 11 N/m 2 , dan untuk karet E2·10 6 N/m 2 ; – tekanan mekanis.

Pada deformasi lentur F kendali = - mg dan F kendali = - Kx.

Gambar.8

Oleh karena itu, kita dapat mencari koefisien kekakuan:

k =

Pegas spiral sering digunakan dalam teknologi. Ketika pegas diregangkan atau dikompresi, timbul gaya elastis, yang juga mematuhi hukum Hooke, dan terjadi deformasi puntir dan tekuk.

Beras. 9

4. Gaya resultan.

Gaya resultan adalah gaya yang menggantikan aksi beberapa gaya. Gaya ini digunakan untuk menyelesaikan masalah yang melibatkan banyak gaya.

Gambar 10

Tubuh dipengaruhi oleh gravitasi dan gaya reaksi tanah. Gaya resultan, dalam hal ini, ditemukan menurut aturan jajaran genjang dan ditentukan oleh rumus

Berdasarkan definisi resultan, kita dapat menafsirkan hukum kedua Newton sebagai: resultan gaya sama dengan hasil kali percepatan suatu benda dan massanya.

R = bu

Resultan dua gaya yang bekerja sepanjang satu garis lurus dalam satu arah sama dengan jumlah modul gaya-gaya tersebut dan diarahkan ke arah kerja gaya-gaya tersebut. Jika gaya-gaya bekerja sepanjang satu garis lurus, tetapi arahnya berbeda, maka resultan gaya sama dengan selisih modulus gaya-gaya yang bekerja dan diarahkan ke arah gaya yang lebih besar.

Kekuatan Archimedes.

Gaya Archimedes merupakan gaya apung yang terjadi pada zat cair atau gas dan bekerja berlawanan dengan gaya gravitasi.

Hukum Archimedes: suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair atau gas akan mengalami gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkan.

FA = mg =Vg

Dimana: – massa jenis zat cair atau gas; V adalah volume bagian tubuh yang terendam; g – percepatan jatuh bebas.

Gambar 11

Gaya sentrifugal.

Gaya sentrifugal terjadi ketika bergerak melingkar dan diarahkan secara radial dari pusat.

Dimana: v – kecepatan linier; r – jari-jari lingkaran.

Gambar 12

gaya Coulomb.

Dalam mekanika Newton digunakan konsep massa gravitasi, demikian pula dalam elektrodinamika konsep utamanya adalah muatan listrik adalah besaran fisika yang mencirikan sifat partikel atau benda untuk memasuki interaksi gaya elektromagnetik. Muatan berinteraksi dengan gaya Coulomb.

Dimana: q 1 dan q 2 – muatan yang berinteraksi, diukur dalam C (Coulomb);

r – jarak antar muatan; k – koefisien proporsionalitas.

k=9 . 10 9 (N . m 2)/Cl 2

Seringkali ditulis dalam bentuk: , dimana konstanta listrik sama dengan 8,85 . 10 12 Kl 2 /(N . m 2).

Gambar 13

Gaya interaksi mematuhi hukum ketiga Newton: F 1 = - F 2. Mereka adalah gaya tolak menolak dengan tanda muatan yang sama dan gaya tarik menarik dengan tanda berbeda.

Jika suatu benda bermuatan berinteraksi secara bersamaan dengan beberapa benda bermuatan, maka gaya yang dihasilkan yang bekerja pada suatu benda sama dengan jumlah vektor gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut dari semua benda bermuatan lainnya.

Gambar 14

kekuatan Ampere.

Sebuah konduktor pembawa arus dalam medan magnet dikenai gaya Ampere.

FA = IBlsin

Dimana: I – kuat arus pada konduktor; B – induksi magnet; l adalah panjang konduktor; – sudut antara arah konduktor dan arah vektor induksi magnet.

Arah gaya ini dapat ditentukan dengan aturan tangan kiri.

Jika tangan kiri diposisikan sedemikian rupa sehingga garis-garis induksi magnet masuk ke telapak tangan, keempat jari yang terulur diarahkan sepanjang aksi gaya arus, kemudian ibu jari yang ditekuk menunjukkan arah gaya Ampere.

Beras. 15

gaya Lorentz.

Gaya yang ditimbulkan oleh medan elektromagnetik pada benda bermuatan apa pun yang terletak di dalamnya disebut gaya Lorentz.

F = qvBsin

Beras. 16

Dimana: q – nilai biaya; v adalah kecepatan pergerakan partikel bermuatan; B – induksi magnet; – sudut antara kecepatan dan vektor induksi magnet.

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kiri.

Di akhir pembelajaran, siswa diberi kesempatan untuk mengisi tabel.

Melihat sebuah fragmen (model interaktif dalam fisika)

II. Menyelesaikan tugas Ujian Negara Bersatu

1. Dua planet dengan massa yang sama berputar dalam orbit melingkar mengelilingi sebuah bintang. Yang pertama, gaya tarik-menarik ke bintang 4 kali lebih besar dibandingkan yang kedua. Berapa perbandingan jari-jari orbit planet pertama dan kedua?

1)
2)
3)
4)

Larutan.
Menurut hukum gravitasi universal, gaya tarik menarik suatu planet terhadap bintang berbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari orbitnya. Jadi, karena persamaan massa planet (), rasio gaya tarik-menarik bintang planet pertama dan kedua berbanding terbalik dengan rasio kuadrat jari-jari orbit:

Menurut kondisi tersebut, gaya tarik menarik planet pertama ke bintang adalah 4 kali lebih besar dibandingkan planet kedua: yang artinya

2. Selama pertunjukan, pesenam mendorong batu loncatan (langkah 1), melakukan jungkir balik di udara (langkah 2) dan mendarat dengan kakinya (langkah 3). Pada tahap gerakan manakah seorang pesenam dapat mengalami keadaan hampir tanpa bobot?

1) hanya pada tahap 2
2) hanya pada tahap 1 dan 2
3) pada tahap 1, 2 dan 3
4) tidak satu pun dari tahapan di atas

Larutan.
Berat adalah gaya yang digunakan tubuh untuk menekan suatu penyangga atau meregangkan suspensi. Keadaan tanpa bobot adalah benda tidak mempunyai berat, sedangkan gaya gravitasi tidak hilang kemana-mana. Saat pesenam mendorong papan loncatan, dia memberikan tekanan padanya. Ketika seorang pesenam mendarat, dia menekan tanah. Batu loncatan dan tanah berfungsi sebagai penopang, sehingga pada tahap 1 dan 3 tidak berada dalam keadaan hampir tanpa bobot. Sebaliknya, selama penerbangan (tahap 2) pesenam tidak mendapat dukungan jika hambatan udara diabaikan. Karena tidak ada penyangga maka tidak ada beban, artinya pesenam benar-benar mengalami keadaan mendekati tanpa bobot.

3. Tubuh digantung pada dua benang dan berada dalam keadaan seimbang. Sudut antara benang sama dengan , dan gaya tegangan benang sama dengan 3 N dan 4 H. Berapakah gaya gravitasi yang bekerja pada benda?

1) 1 jam
2) 5 jam
3) 7 jam
4) 25 jam

Larutan.
Secara total, tiga gaya bekerja pada benda: gravitasi dan gaya tegangan dua benang. Karena benda berada dalam keadaan setimbang, maka resultan ketiga gaya tersebut harus sama dengan nol, yang berarti modulus gravitasinya sama dengan

Jawaban yang benar: 2.

4. Gambar tersebut menunjukkan tiga vektor gaya yang terletak pada bidang yang sama dan diterapkan pada satu titik.

1) 0 jam
2) 5 jam
3) 10 jam
4) 12 jam

Larutan.
Dari gambar tersebut terlihat jelas bahwa resultan gaya-gaya tersebut berimpit dengan vektor gaya. Oleh karena itu, modulus resultan ketiga gaya tersebut adalah sama

Dengan menggunakan skala gambar, kami menemukan jawaban akhir

Jawaban yang benar: 3.

5. Bagaimana sebuah titik material bergerak ketika jumlah semua gaya yang bekerja padanya sama dengan nol? Pernyataan mana yang benar?

1) kecepatan suatu titik material harus nol
2) kecepatan suatu titik material berkurang seiring waktu
3) kecepatan suatu titik material adalah konstan dan tidak boleh sama dengan nol
4) kecepatan suatu titik material bisa berapa saja, tetapi harus konstan terhadap waktu

Larutan.
Menurut hukum kedua Newton, dalam kerangka acuan inersia, percepatan suatu benda sebanding dengan resultan semua gaya. Karena menurut syarat, jumlah semua gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka percepatan benda juga sama dengan nol, artinya kecepatan benda bisa berapa saja, tetapi harus konstan terhadap waktu. .
Jawaban yang benar: 4.

6. Sebuah balok bermassa 5 kg yang bergerak pada permukaan mendatar dikenai gaya gesek geser sebesar 20 N. Berapa besar gaya gesek geser setelah massa benda dikurangi 2 kali lipat, jika koefisien geseknya sama? tidak berubah?

1) 5 N
2) 10 N
3) 20 N
4) 40 N

Larutan.
Gaya gesekan geser berhubungan dengan koefisien gesekan dan gaya reaksi tumpuan dengan perbandingan . Untuk balok yang bergerak pada permukaan mendatar, menurut hukum kedua Newton, .

Jadi, gaya gesekan geser sebanding dengan hasil kali koefisien gesekan dan massa balok. Jika koefisien gesekan tidak berubah, maka setelah massa benda dikurangi 2 kali lipat, gaya gesekan geser juga akan berkurang 2 kali lipat dan akan sama dengan

Jawaban yang benar: 2.

AKU AKU AKU. Kesimpulannya, evaluasi.

IV. D/z:

Gambar tersebut menunjukkan tiga vektor gaya yang terletak pada bidang yang sama dan diterapkan pada satu titik.

Skala gambar tersebut sedemikian rupa sehingga sisi salah satu kotaknya mempunyai modulus gaya sebesar 1 H. Tentukan modulus vektor resultan ketiga vektor gaya tersebut.

Grafik menunjukkan ketergantungan gravitasi pada massa benda suatu planet.

Berapa percepatan gravitasi di planet ini?

Sumber daya internet: 1.

Literatur:

M.Yu.Demidova, I.I.Nurminsky “Ujian Negara Bersatu 2009”

V.A.Kasyanov “Fisika. Tingkat profil"

Meskipun gayanya beragam, hanya ada empat jenis interaksi: gravitasi, elektromagnetik, kuat dan lemah.

Gaya gravitasi terlihat nyata dalam skala kosmik. Salah satu manifestasi gaya gravitasi adalah benda jatuh bebas. Bumi memberikan percepatan yang sama kepada semua benda, yang disebut percepatan gravitasi g. Ini sedikit berbeda tergantung pada garis lintang geografis. Di garis lintang Moskow, kecepatannya adalah 9,8 m/s 2 .

Gaya elektromagnetik bekerja antara partikel yang mempunyai muatan listrik. Interaksi kuat dan lemah muncul di dalam inti atom dan transformasi nuklir.

Interaksi gravitasi terjadi antara semua benda yang bermassa. Hukum gravitasi universal yang ditemukan oleh Newton menyatakan:

Gaya tarik menarik antara dua benda, yang dapat dianggap sebagai titik material, berbanding lurus dengan hasil kali massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya:

Faktor proporsionalitas pada disebut konstanta gravitasi. Sama dengan 6,67 · 10 -11 N m 2 / kg 2.

Jika hanya gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda, maka besarnya sama dengan mg. Inilah gaya gravitasi G (tidak memperhitungkan rotasi bumi). Gaya gravitasi bekerja pada semua benda di Bumi, apapun pergerakannya.

Ketika sebuah benda bergerak dengan percepatan gravitasi (atau bahkan dengan percepatan yang lebih rendah diarahkan ke bawah), fenomena keadaan tanpa bobot total atau sebagian diamati.

Tanpa bobot total - tidak ada tekanan pada dudukan atau gimbal. Berat adalah gaya tekanan suatu benda pada tumpuan horizontal atau gaya tarik benang dari suatu benda yang digantung padanya, yang timbul sehubungan dengan tarikan gravitasi benda tersebut ke bumi.

Gaya tarik-menarik antar benda tidak dapat dihancurkan, sedangkan berat benda dapat hilang. Jadi, pada satelit yang bergerak dengan kecepatan lepas mengelilingi bumi, tidak terdapat beban, seperti halnya pada elevator yang jatuh dengan percepatan g.

Contoh gaya elektromagnetik adalah gaya gesekan dan elastisitas. Ada gaya gesek geser dan gaya gesek menggelinding. Gaya gesekan geser jauh lebih besar dibandingkan gaya gesekan menggelinding.

Gaya gesekan dalam interval tertentu bergantung pada gaya yang diterapkan, yang cenderung menggerakkan suatu benda relatif terhadap benda lainnya. Dengan menerapkan gaya yang besarnya berbeda-beda, kita akan melihat bahwa gaya yang kecil tidak dapat menggerakkan benda. Dalam hal ini, gaya kompensasi gesekan statis muncul.

Tapi benarkah ada begitu banyak kekuatan berbeda di alam?

Muatan listrik memiliki satu sifat khusus: ketika muatan bergerak, selain gaya listrik, gaya lain muncul di antara muatan tersebut - gaya magnet.

Bagaimana “muatan listrik” muncul, yang mungkin dimiliki atau tidak dimiliki suatu benda?

Tetapi dalam benda cair (atau padat) yang sama, atom-atom yang bertetangga terletak sangat dekat satu sama lain sehingga gaya interaksi antara muatan-muatan yang menyusunnya sangat signifikan.

blog.site, apabila menyalin materi seluruhnya atau sebagian, diperlukan link ke sumber aslinya.

KGB dan UFO - informasi yang dideklasifikasi dokumen rahasia KGB dan UFO

Persamaan garis dalam ruang adalah persamaan dua bidang yang berpotongan