Contoh interaksi benda dari kehidupan. Interaksi benda dalam fisika

>> Interaksi tubuh

• Mengapa Bulan bergerak mengelilingi Bumi dan tidak terbang ke luar angkasa? Benda apa yang disebut bermuatan? Bagaimana benda bermuatan berinteraksi satu sama lain? Seberapa sering kita menghadapi interaksi elektromagnetik? Ini hanyalah beberapa pertanyaan yang harus kita bahas dalam paragraf ini. Mari kita mulai!

1. Pastikan tubuh berinteraksi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita selalu menjumpai berbagai jenis pengaruh suatu benda terhadap benda lain. Untuk membuka pintu, Anda perlu “bertindak” dengan tangan Anda; hentakan kaki Anda menyebabkan bola terbang ke gawang; bahkan ketika Anda duduk di kursi, Anda bertindak (Gbr. 1.35, hal. .38).

Pada saat yang sama, ketika kita membuka pintu, kita merasakan dampaknya pada tangan kita, efek bola pada kaki kita terutama terlihat jika kita bermain sepak bola tanpa alas kaki, dan efek kursi mencegah kita terjatuh ke lantai. Artinya, suatu tindakan selalu merupakan interaksi: jika satu benda bertindak atas benda lain, maka benda lain bertindak atas benda pertama.

Beras. 1.35. Contoh interaksi antar benda

Anda dapat melihat dengan jelas bahwa tindakan tersebut tidak dilakukan secara sepihak. Lakukan eksperimen sederhana: sambil berdiri di atas sepatu roda, dorong perlahan teman Anda. Akibatnya, bukan hanya teman Anda yang mulai bergerak, tetapi Anda sendiri pun yang mulai bergerak.

Contoh-contoh ini menegaskan kesimpulan para ilmuwan bahwa di alam kita selalu berurusan dengan interaksi, dan bukan tindakan sepihak.

Mari kita lihat lebih dekat beberapa jenis interaksi.

2. Ingat tentang interaksi gravitasi

Mengapa suatu benda, baik itu pensil yang terlepas dari tangan, sehelai daun pohon, atau setetes air hujan, jatuh dan bergerak ke bawah (Gbr. 1.36)? Mengapa anak panah yang ditembakkan dari busur tidak terbang lurus tetapi akhirnya jatuh ke tanah? Mengapa Bulan bergerak mengelilingi Bumi? Alasan dari semua fenomena ini adalah karena Bumi menarik benda-benda lain ke dirinya sendiri, dan benda-benda ini juga menarik Bumi ke dirinya sendiri. Misalnya, gravitasi Bulan menyebabkan pasang surut air laut di Bumi (Gbr. 1.37). Planet kita dan semua planet lain di tata surya tertarik pada Matahari dan satu sama lain.

Beras. 1.36. Tetesan air hujan jatuh karena pengaruh gravitasi bumi

Pada tahun 1687, fisikawan Inggris terkemuka Isaac Newton (Gbr. 1.38) merumuskan hukum yang menyatakan bahwa ada gaya tarik-menarik antara semua benda di Alam Semesta.

Beras. 1.37. Pasang surut adalah konsekuensi dari gravitasi Bulan

Saling tarik-menarik benda-benda material disebut interaksi gravitasi. Berdasarkan eksperimen dan perhitungan matematis, Newton menemukan bahwa intensitas interaksi gravitasi meningkat seiring dengan bertambahnya massa benda yang berinteraksi. Itulah mengapa mudah untuk diyakinkan bahwa Anda dan saya tertarik pada Bumi, tetapi kita tidak merasakan ketertarikan sama sekali pada tetangga meja kita.

3. Mengenal interaksi makromagnetik

Ada jenis interaksi lainnya. Misalnya, jika Anda menggosok balon dengan sehelai sutra, balon itu akan mulai menarik berbagai benda ringan: ijuk, butiran beras, potongan kertas (Gbr. 1.39). Bola seperti itu dikatakan teraliri listrik atau bermuatan.

Benda-benda bermuatan berinteraksi satu sama lain, tetapi sifat interaksinya bisa berbeda: benda-benda tersebut menarik atau menolak satu sama lain (Gbr. 1.40).

Beras. 1.38. Ilmuwan Inggris terkenal Isaac Newton (1643-1727)

Studi serius pertama terhadap fenomena ini dilakukan oleh ilmuwan Inggris William Gilbert (1544-1603) pada akhir abad ke-16.

Beras. 1.39. Sebuah bola listrik menarik selembar kertas

Beras. 1.40. Dua bola bermuatan berinteraksi satu sama lain: a - tarik menarik; b - menolak

Gilbert menyebut interaksi antara benda bermuatan listrik (dari kata Yunani elektron - amber), karena orang Yunani kuno memperhatikan bahwa amber, jika digosok, mulai menarik benda-benda kecil ke dirinya sendiri.

Anda telah mengetahui dengan baik bahwa jarum kompas, jika dibiarkan berputar bebas, selalu berhenti dengan salah satu ujungnya mengarah ke utara dan ujung lainnya mengarah ke selatan (Gbr. 1.41). Hal ini disebabkan jarum kompas adalah magnet, planet bumi kita juga merupakan magnet, dan sangat besar, dan dua magnet selalu berinteraksi satu sama lain. Ambil dua magnet apa saja, dan segera setelah Anda mencoba mendekatkannya satu sama lain, Anda akan langsung merasakan tarik-menarik atau tolak-menolak. Interaksi ini disebut magnetis.

Fisikawan telah menemukan bahwa hukum yang menjelaskan interaksi listrik dan magnet adalah sama. Oleh karena itu, dalam sains merupakan kebiasaan untuk membicarakan interaksi elektromagnetik tunggal.

Kita menghadapi interaksi elektromagnetik secara harfiah di setiap langkah - lagi pula, ketika kita berjalan, kita berinteraksi dengan permukaan jalan (kita mendorong), dan sifat interaksi ini adalah elektromagnetik. Berkat interaksi elektromagnetik kita bergerak, duduk, dan menulis. Kita juga melihat, mendengar, mencium dan menyentuh melalui interaksi elektromagnetik (Gbr. 1.42). Pengoperasian sebagian besar perangkat modern dan peralatan rumah tangga didasarkan pada interaksi elektromagnetik.

Katakanlah lebih lanjut: keberadaan benda fisik, termasuk Anda dan saya, tidak mungkin terjadi tanpa interaksi elektromagnetik. Tapi apa hubungan interaksi bola bermuatan dan magnet dengan semua ini? - Anda bertanya. Jangan terburu-buru: dengan mempelajari fisika, Anda pasti akan yakin bahwa hubungan ini ada.

4. Kita menghadapi masalah yang belum terselesaikan

Uraian kami tidak akan lengkap jika kami tidak menyebutkan dua jenis interaksi lagi yang baru ditemukan pada pertengahan abad terakhir.

Beras. 1.41 Jarum kompas selalu berorientasi utara

Beras. 1.42 Kita melihat, mendengar, memahami berkat interaksi elektromagnetik

Mereka disebut interaksi kuat dan lemah dan hanya bertindak dalam mikrokosmos. Jadi, ada empat jenis interaksi yang berbeda. Apakah itu terlalu banyak? Tentu saja, akan jauh lebih mudah untuk menangani satu jenis interaksi universal. Selain itu, sudah ada contoh penggabungan berbagai interaksi - listrik dan magnet - menjadi satu interaksi elektromagnetik.

Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mencoba menciptakan teori penyatuan tersebut. Beberapa langkah telah diambil. Pada tahun 60an abad ke-20, dimungkinkan untuk menciptakan teori yang disebut interaksi elektrolemah, di mana interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah digabungkan. Namun penyatuan menyeluruh (“hebat”) semua jenis interaksi masih jauh dari kenyataan. Oleh karena itu, Anda masing-masing memiliki kesempatan untuk membuat penemuan ilmiah yang penting bagi dunia!

• Mari kita simpulkan

Interaksi dalam fisika adalah aksi benda atau partikel satu sama lain. Kami menjelaskan secara singkat dua jenis interaksi dari empat interaksi yang diketahui sains: gravitasi dan elektromagnetik.

Gaya tarik menarik benda ke bumi, planet ke matahari dan sebaliknya merupakan contoh manifestasi interaksi gravitasi.

Contoh interaksi listrik adalah interaksi balon beraliran listrik dengan potongan kertas. Contoh interaksi magnet adalah interaksi jarum kompas dengan bumi yang juga merupakan magnet, sehingga salah satu ujung jarum selalu mengarah ke utara dan ujung lainnya ke selatan.

Interaksi listrik dan magnet merupakan manifestasi dari interaksi elektromagnetik tunggal.

• Pertanyaan kontrol

1. Berikan contoh interaksi antar benda.

2. Jenis interaksi apa saja yang ada di alam?

3. Berikan contoh interaksi gravitasi.

4. Siapa yang menemukan hukum yang menyatakan bahwa ada daya tarik timbal balik antara semua benda di alam semesta?

5. Berikan contoh interaksi elektromagnetik.

• Latihan

Tulislah esai singkat dengan topik “Pengalaman saya membenarkan interaksi benda” (bahkan bisa berupa puisi!).

• Fisika dan teknologi di Ukraina

Lev Vasilievich Shubnikov (1901-1945) menjalani sebagian besar hidupnya yang singkat di Kharkov, tempat ia mengepalai laboratorium suhu rendah. Tingkat keakuratan banyak pengukuran di laboratorium tidak kalah dengan pengukuran modern. Di laboratorium pada tahun 30an, oksigen, nitrogen, dan gas lainnya diperoleh dalam bentuk cair. Shubnikov adalah pendiri studi tentang logam dalam keadaan superkonduktor, ketika hambatan listrik material adalah nol. Pahala tertinggi bagi seorang ilmuwan adalah ketika nama fenomena yang ditemukannya digunakan sebagai pengganti istilah teknis dengan nama ilmuwan itu sendiri. “Efek Shubnikov-de Haas”; “Fase Shubnikov”; “Metode Obreimov-Shubnikov” hanyalah beberapa contoh kontribusi ilmuwan terkenal Ukraina terhadap pembangunan fisika modern.

Fisika. Kelas 7: Buku Teks / F. Ya.Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Penerbitan "Ranok", 2007. - 192 hal.: sakit.

Agar suatu benda dapat beristirahat atau bergerak secara seragam dan lurus, maka benda tersebut tidak perlu ditindaklanjuti sama sekali, atau perlu ditindaklanjuti sedemikian rupa sehingga aksi total dari semua benda mendapat kompensasi. Waktunya telah tiba untuk mencari tahu apa yang harus terjadi agar benda mulai mengubah kecepatan, yaitu memperoleh percepatan. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengingat beberapa besaran fisika yang kita temui dalam pelajaran fisika di kelas sebelumnya.

Seperti diketahui, kecepatan suatu benda berubah hanya jika benda lain bekerja padanya. Misalnya, jatuh bebas suatu beban akibat pengaruh bumi terhadapnya. Saat jatuh, kecepatannya meningkat, yang berarti perubahannya disebabkan oleh tindakan ini (Gbr. 1).

Beras. 1. Jatuh bebas

Namun di saat yang sama, kecepatan benda kedua juga berubah. Cobalah untuk mendorong es dari teman yang berdiri di sebelah Anda. Anda akan melihat bahwa teman Anda juga akan mulai bergerak. Tubuh berinteraksi. Tidak ada yang namanya tindakan sepihak.

Untuk mengkarakterisasi interaksi benda, perlu diperkenalkan besaran fisis, besaran tersebut adalah gaya.

Memaksa - ini adalah besaran vektor yang mencirikan aksi suatu benda terhadap benda lain (interaksi benda). Kekuatan adalah ukuran interaksi. Satuan SI untuk gaya adalah newton.

N (newton)

Karena suatu benda mengalami percepatan sebagai akibat dari aksi suatu gaya, maka perlu dibuat hubungan antara percepatan yang diperoleh benda tersebut dan gaya yang menyebabkan percepatan tersebut.

Jika gaya dengan besaran yang berbeda-beda diterapkan pada troli yang di atasnya dipasang struktur khusus dengan beban yang digantung (Gbr. 2), yang membelok saat troli berakselerasi, Anda dapat melihat bahwa defleksi beban akan meningkat seiring dengan bertambahnya gaya yang diterapkan. Artinya, percepatan yang diperoleh suatu benda sebagai akibat aksi suatu gaya terhadapnya berbanding lurus dengan besarnya gaya tersebut (Gbr. 3). Akselerasi diarahkan ke arah yang sama dengan gaya.

Beras. 2. Mempelajari hubungan antara gaya dan percepatan suatu benda

Beras. 3. Percepatan yang diperoleh suatu benda akibat gaya yang bekerja padanya berbanding lurus dengan besarnya gaya tersebut

Akselerasi juga tergantung pada berat badan.

Jika Anda mengubah massa kereta (Gbr. 4), yang diberi gaya konstan, Anda akan melihat bahwa defleksi beban berkurang seiring bertambahnya massa. Artinya, percepatan berbanding terbalik dengan massa benda.

Beras. 4. Percepatan yang diperoleh suatu benda akibat aksi suatu gaya terhadapnya berbanding terbalik dengan massa benda tersebut

Hukum kedua Newton menggabungkan dua kesimpulan yang diperoleh di atas.

hukum kedua Newton: percepatan yang diperoleh suatu benda sebagai akibat kerja suatu gaya terhadapnya F, berbanding lurus dengan besarnya gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Jika beberapa gaya bekerja pada suatu benda, maka dicari resultan gaya-gaya tersebut, yaitu gaya total tertentu yang mempunyai arah dan nilai numerik tertentu. Artinya, hampir semua kasus penerapan berbagai gaya pada waktu tertentu dapat direduksi menjadi aksi satu gaya resultan.

Yg dihasilkan Mereka menyebut gaya yang akan memberikan percepatan yang sama pada suatu benda dengan jumlah vektor semua gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Dengan demikian, hukum kedua Newton dapat dirumuskan seperti ini: resultan semua gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan hasil kali massa benda dan percepatan yang diperoleh akibat kerja gaya-gaya tersebut.

Jenis interaksi dalam fisika

Ada empat jenis interaksi di alam.

1. Gravitasi(gaya gravitasi) adalah interaksi antar benda yang mempunyai massa. Hal ini penting pada skala benda kosmik. Misalnya, kita merasakan ketertarikan kita terhadap bumi karena massanya sangat besar, namun kita tidak merasakan ketertarikan terhadap meja, kursi, atau benda lain yang massanya relatif kecil.

2. Elektromagnetik. Komposisi atom mana pun mencakup partikel bermuatan, oleh karena itu, interaksi semacam itu sangat mendasar dan kita temui selalu dan di mana saja. Interaksi elektromagnetik inilah yang bertanggung jawab atas gaya mekanis seperti gaya gesekan (Gbr. 5) dan gaya elastis.

Beras. 5. Sifat gaya gesekan

Dengan bertambahnya jarak antarmolekul, gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antarmolekul berkurang - hanya gaya tarik-menarik yang berkurang lebih lambat daripada gaya tolak-menolak - oleh karena itu, gaya elastis total muncul, yang diarahkan ke gaya tarik-menarik antarmolekul (Gbr. 6).

Beras. 6. Sifat gaya elastis

Dibandingkan dengan interaksi gravitasi, interaksi elektromagnetik jauh lebih kuat, tetapi, tidak seperti interaksi pertama, interaksi ini berlaku untuk benda bermuatan listrik.

3. Kuat. Interaksi ini ditemukan sekitar 100 tahun yang lalu. Saat itulah para ilmuwan mulai bertanya-tanya bagaimana proton, yang bermuatan positif dan merupakan bagian dari inti, tertahan di sana (Gbr. 7), karena benda yang bermuatan serupa harus saling tolak menolak. Gaya kuat menahan proton di dalam inti. Interaksi ini bersifat jangka pendek, artinya interaksi ini terjadi dalam jarak tertentu sesuai dengan ukuran inti atom.

Beras. 7. Gaya yang kuat menahan proton di dalam inti

4. Lemah. Interaksi tersebut bertanggung jawab atas beberapa jenis interaksi antar partikel elementer, beberapa jenis peluruhan β, dan proses lain yang terjadi di dalam atom, inti atom (Gbr. 8).

Beras. 8. Peluruhan alfa, beta dan gamma

Banyak fisikawan percaya bahwa ada satu interaksi umum di alam, dan interaksi di atas hanyalah manifestasinya, dan mencoba untuk mendapatkan apa yang disebut teori medan terpadu, di mana keempat jenis ini akan direduksi menjadi satu. Saat ini, kombinasi interaksi elektromagnetik, kuat dan lemah telah dimungkinkan.

Hukum kedua Newton di NSO. Gaya sentrifugal

Hukum Newton terpenuhi dalam kerangka acuan inersia, tetapi hukum-hukum tersebut juga dapat dipenuhi dalam kerangka acuan non-inersia (NSF).

Para ilmuwan sepakat untuk percaya bahwa di NSO, selain gaya biasa yang bertanggung jawab atas munculnya percepatan dalam suatu benda, terdapat gaya inersia - jenis gaya khusus. Mereka terkait dengan percepatan pergerakan sistem non-inersia relatif terhadap sistem inersia.

Dalam NSO, hukum kedua Newton berbentuk sebagai berikut:

,

dimana percepatan dalam kerangka acuan non-inersia; - gaya inersia

di mana adalah percepatan mutlak kerangka acuan inersia

Di NSO, hukum ketiga Newton tentang gaya inersia tidak terpenuhi.

Contoh gaya inersia adalah gaya sentrifugal. Saat mobil berbelok tajam, seseorang ditekan ke kursi. Dari sudut pandang orang tersebut, gaya sentrifugal bekerja padanya, dan dari sudut pandang pengamat di lapangan, orang tersebut terus bergerak secara inersia, sedangkan kursi mobil cenderung berputar (Gbr. 9).

Beras. 9. Gaya sentrifugal

Cara mencari resultan gaya

Resultan (resultan) adalah gaya yang hasilnya setara dengan aksi total semua gaya yang diterapkan pada benda (Gbr. 10).

Beras. 10. Menemukan resultannya

Kekuatan-kekuatan tersebut tidak serta merta harus saling meningkatkan satu sama lain. Bayangkan Anda sedang naik kereta luncur di musim dingin (Gbr. 11). Dalam situasi pertama, kekuatan yang diberikan teman Anda bertambah. Yang kedua, salah satu temannya tidak mau melepaskan kereta luncur dan menariknya ke arah lain. Dalam hal ini, modul gaya dikurangi.

Beras. 11. Ilustrasi misalnya

Mari kita perhatikan contoh ketika gaya-gaya diarahkan tidak sepanjang satu garis lurus, tetapi dalam arah yang berbeda. Pada Gambar. Gambar 11 menunjukkan sebuah benda yang berada pada bidang miring dan ditahan di atasnya akibat gesekan. Selain gaya ini, benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi () dan gaya reaksi tanah (). Jika benda berada pada posisi setimbang, maka jumlah vektor semua gaya sama dengan nol, yaitu resultan sama dengan nol.

Oleh karena itu, percepatan yang diperoleh benda juga sama dengan nol.

Beras. 11. Gaya-gaya yang bekerja pada benda

Bibliografi

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Fisika 10. - M.: Pendidikan, 2008.
2. AP Rymkevich. Fisika. Buku Soal 10-11. - M.: Bustard, 2006.
3. O.Ya. Savchenko. Masalah fisika. - M.: Nauka, 1988.
4. A.V. Peryshkin, V.V. Krauklis. mata kuliah Fisika. T. 1. - M.: Negara. guru ed. menit. pendidikan RSFSR, 1957.

1. Portal internet Studiopedia.org().
2. Portal internet Abitura.com().
3. Portal internet School-collection.edu.ru ().
4. Portal internet Kelas-fizika.narod.ru ().
5. Portal internet Fizika-lekcii.ucoz.ua ().

Pekerjaan rumah

Menurut fisika klasik, di dunia yang kita kenal, benda dan partikel terus-menerus berinteraksi satu sama lain. Sekalipun kita mengamati suatu benda dalam keadaan diam, bukan berarti tidak terjadi apa-apa. Berkat gaya penahan antara molekul, atom, dan partikel elementer, kita dapat melihat suatu objek dalam bentuk materi di dunia fisik yang dapat diakses dan dipahami oleh kita.

Interaksi tubuh di alam dan kehidupan

Seperti yang kita ketahui dari pengalaman kita sendiri, ketika terjatuh pada sesuatu, terbentur sesuatu, terbentur sesuatu, ternyata tidak menyenangkan dan menyakitkan. Anda mendorong mobil atau orang yang lewat yang tidak waspada menabrak Anda. Dalam satu atau lain cara Anda berinteraksi dengan dunia di sekitar Anda. Dalam fisika, fenomena ini didefinisikan sebagai “interaksi benda”. Mari kita perhatikan secara rinci jenis ilmu pengetahuan klasik modern yang membaginya menjadi apa.

Jenis interaksi antar benda

Di alam, ada empat jenis interaksi antar benda. Yang pertama, yang terkenal, adalah interaksi gravitasi benda. Massa benda menentukan seberapa kuat gravitasi.

Itu harus cukup besar agar kita bisa menyadarinya. Jika tidak, mengamati dan merekam interaksi semacam ini cukup sulit. Ruang angkasa adalah tempat di mana gaya gravitasi dapat diamati pada contoh benda kosmik yang bermassa sangat besar.

Hubungan antara gravitasi dan massa tubuh

Secara langsung, energi interaksi antar benda berbanding lurus dengan massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda. Hal ini sesuai dengan definisi ilmu pengetahuan modern.

Daya tarik Anda dan semua benda di planet kita disebabkan oleh adanya gaya interaksi antara dua benda bermassa. Oleh karena itu, suatu benda yang dilempar ke atas tertarik kembali ke permukaan bumi. Planet ini cukup besar, sehingga kekuatan aksinya terlihat jelas. Gravitasi menyebabkan interaksi benda. Massa benda memungkinkan untuk mewujudkan dan mendaftarkannya.

Sifat gravitasi tidak jelas

Sifat fenomena ini saat ini menimbulkan banyak kontroversi dan spekulasi; selain dari pengamatan aktual dan hubungan nyata antara massa dan gaya tarik-menarik, gaya yang menyebabkan gravitasi belum teridentifikasi. Meski saat ini sejumlah eksperimen sedang dilakukan terkait pendeteksian gelombang gravitasi di luar angkasa. Asumsi yang lebih akurat pernah dibuat oleh Albert Einstein.

Ia merumuskan hipotesis bahwa gaya gravitasi adalah hasil kali kelengkungan struktur ruang-waktu oleh benda-benda yang berada di dalamnya.

Selanjutnya, ketika ruang digantikan oleh materi, ia cenderung mengembalikan volumenya. Einstein mengusulkan bahwa ada hubungan terbalik antara gaya dan kepadatan materi.

Contoh yang menunjukkan ketergantungan ini adalah lubang hitam, yang memiliki kepadatan materi dan gravitasi luar biasa sehingga mampu menarik tidak hanya benda kosmik, tetapi juga cahaya.

Berkat pengaruh sifat gravitasi, gaya interaksi antar benda menjamin keberadaan planet, bintang, dan benda luar angkasa lainnya. Selain itu, perputaran beberapa objek di sekitar objek lainnya terjadi karena alasan yang sama.

Kekuatan dan kemajuan elektromagnetik

Interaksi elektromagnetik benda agak mirip dengan interaksi gravitasi, tetapi jauh lebih kuat. Interaksi partikel bermuatan positif dan negatif menjadi alasan keberadaannya. Sebenarnya hal ini menyebabkan timbulnya medan elektromagnetik.

Ini dihasilkan oleh tubuh atau diserap atau menyebabkan interaksi benda bermuatan. Proses ini memainkan peran yang sangat penting dalam aktivitas biologis sel hidup dan redistribusi zat di dalamnya.

Selain itu, contoh nyata dari manifestasi gaya elektromagnetik adalah arus listrik biasa, medan magnet planet. Umat ​​​​manusia menggunakan kekuatan ini secara ekstensif untuk mengirimkan data. Ini adalah komunikasi seluler, televisi, GPRS dan banyak lagi.

Dalam mekanika, hal ini diwujudkan dalam bentuk elastisitas dan gesekan. Eksperimen yang jelas yang menunjukkan keberadaan gaya ini diketahui semua orang dari kursus fisika sekolah. Ini adalah menggosok rak ebonit dengan kain sutra. Partikel bermuatan negatif yang muncul di permukaan memberikan gaya tarik menarik bagi benda ringan. Contoh sehari-hari adalah sisir dan rambut. Setelah beberapa gerakan plastik melalui rambut, timbul daya tarik di antara keduanya.

Perlu disebutkan kompas dan medan magnet bumi. Panah tersebut bersifat magnetis dan diakhiri dengan partikel bermuatan positif dan negatif, sehingga bereaksi terhadap medan magnet planet. Ia mengubah ujung “positif” ke arah partikel negatif dan sebaliknya.

Ukurannya kecil tetapi kekuatannya sangat besar

Adapun interaksi kuat, kekhususannya agak mengingatkan pada jenis gaya elektromagnetik. Penyebabnya adalah adanya unsur bermuatan positif dan negatif. Seperti gaya elektromagnetik, kehadiran muatan yang berlawanan menyebabkan interaksi benda. Massa benda dan jarak antara keduanya sangat kecil. Ini adalah wilayah dunia subatom di mana benda-benda tersebut disebut partikel.

Gaya-gaya ini bekerja di wilayah inti atom dan menyediakan komunikasi antara proton, elektron, baryon, dan partikel elementer lainnya. Mengingat ukurannya, dibandingkan dengan benda besar, interaksi benda bermuatan jauh lebih kuat dibandingkan dengan jenis gaya elektromagnetik.

Kekuatan lemah dan radioaktivitas

Jenis interaksi lemah berhubungan langsung dengan peluruhan partikel tidak stabil dan disertai dengan pelepasan berbagai jenis radiasi berupa partikel alfa, beta, dan gamma. Biasanya, zat dan bahan dengan karakteristik serupa disebut radioaktif.

Jenis gaya ini disebut lemah karena lebih lemah dibandingkan jenis interaksi elektromagnetik dan kuat. Namun, interaksi ini lebih kuat daripada interaksi gravitasi. Jarak antar partikel dalam proses ini sangat kecil, sekitar 2·10−18 meter.

Fakta menemukan kekuatan dan mendefinisikannya sebagai kekuatan fundamental terjadi baru-baru ini.

Dengan ditemukannya fenomena radioaktivitas zat oleh Henri Becquerel pada tahun 1896, khususnya garam uranium, studi tentang jenis interaksi gaya ini dimulai.

Empat kekuatan menciptakan alam semesta

Seluruh alam semesta ada berkat empat kekuatan fundamental yang ditemukan oleh ilmu pengetahuan modern. Mereka melahirkan ruang angkasa, galaksi, planet, bintang, dan berbagai proses dalam bentuk yang kita amati. Pada tahap ini, definisi gaya-gaya fundamental di alam dianggap lengkap, namun mungkin seiring berjalannya waktu kita akan belajar tentang kehadiran gaya-gaya baru, dan pengetahuan tentang sifat alam semesta akan selangkah lebih dekat dengan kita.

Interaksi tubuh

Anda dapat memberikan sejumlah contoh interaksi tubuh. Ketika Anda, saat berada di dalam perahu, mulai menarik tali yang lain, perahu Anda pasti akan bergerak maju. Dengan bertindak pada perahu kedua, Anda memaksanya untuk bertindak pada perahu Anda.

Jika Anda menendang bola sepak, Anda akan langsung merasakan tendangan balik pada kaki Anda. Ketika dua bola bilyar bertabrakan, kecepatannya berubah, mis. Kedua bola mendapat percepatan. Semua ini merupakan manifestasi dari hukum umum interaksi antar benda.

Tindakan benda satu sama lain bersifat interaksi tidak hanya pada kontak langsung benda. Tempatkan, misalnya, dua magnet kuat dengan kutub berbeda saling berhadapan di atas meja licin, dan Anda akan segera menemukan bahwa keduanya akan mulai bergerak ke arah satu sama lain. Bumi menarik Bulan (gravitasi universal) dan memaksanya bergerak sepanjang jalur melengkung; pada gilirannya, Bulan juga menarik Bumi (juga gaya gravitasi universal). Meskipun secara alamiah dalam kerangka acuan yang berhubungan dengan Bumi, percepatan bumi yang disebabkan oleh gaya tersebut tidak dapat dideteksi secara langsung, namun hal tersebut diwujudkan dalam bentuk pasang surut.

Mari kita cari tahu melalui eksperimen bagaimana gaya interaksi antara dua benda saling berhubungan. Pengukuran gaya secara kasar dapat dilakukan dengan menggunakan percobaan berikut:

1 pengalaman. Mari kita ambil dua dinamometer, kaitkan pengaitnya satu sama lain, dan pegang cincinnya, kita regangkan, pantau pembacaan kedua dinamometer.

Kita akan melihat bahwa untuk setiap regangan, pembacaan kedua dinamometer akan sama; Artinya, gaya yang bekerja dinamometer pertama pada dinamometer kedua sama dengan gaya yang bekerja dinamometer kedua pada dinamometer pertama.

2 pengalaman. Mari kita ambil magnet yang cukup kuat dan sebatang besi dan letakkan di atas roller untuk mengurangi gesekan pada meja. Kami memasang pegas lunak yang identik ke magnet dan batang, dengan ujung lainnya diikatkan ke meja. Magnet dan batang akan saling tarik menarik dan meregangkan pegas.

Pengalaman menunjukkan bahwa pada saat gerakan berhenti, pegas-pegas tersebut meregang secara merata. Artinya gaya-gaya yang besarnya sama dan berlawanan arah bekerja pada kedua benda dari sisi pegas.

Karena magnet dalam keadaan diam, besar gayanya sama besar dan arahnya berlawanan dengan gaya yang bekerja pada magnet tersebut.

Dengan cara yang sama, gaya-gaya yang bekerja pada balok dari magnet dan pegas sama besarnya dan berlawanan arah.

Pengalaman menunjukkan bahwa gaya-gaya interaksi antara dua benda sama besarnya dan berlawanan arah meskipun benda-benda tersebut bergerak.

3 pengalaman. Dua orang A dan B berdiri di atas dua buah gerobak yang dapat menggelinding di atas rel, kedua tangan memegang ujung tali. Sangat mudah untuk mengetahui bahwa siapa pun yang menarik tali, A atau B, atau keduanya, gerobak selalu mulai bergerak pada waktu yang sama dan, terlebih lagi, dalam arah yang berlawanan. Dengan mengukur percepatan gerobak, dapat diketahui bahwa percepatan tersebut berbanding terbalik dengan massa masing-masing gerobak (termasuk orangnya). Oleh karena itu, gaya-gaya yang bekerja pada gerobak sama besarnya.

hukum pertama Newton. Sistem referensi inersia

Sebagai hukum dinamika pertama, Newton menerima hukum yang ditetapkan oleh Galileo: suatu titik material mempertahankan keadaan diam atau gerak linier seragam sampai pengaruh benda lain mengeluarkannya dari keadaan ini.

Hukum pertama Newton menunjukkan bahwa diam atau gerak linier beraturan tidak memerlukan pengaruh luar untuk mempertahankannya. Hal ini mengungkapkan sifat dinamis khusus suatu benda, yang disebut kelembamannya.

Oleh karena itu, hukum pertama Newton disebut hukum inersia, dan gerak suatu benda tanpa adanya pengaruh benda lain disebut gerak inersia.

Gerak mekanis bersifat relatif: sifatnya untuk suatu benda yang sama dapat berbeda dalam kerangka acuan berbeda yang bergerak relatif satu sama lain. Misalnya, seorang astronot yang berada di dalam satelit Bumi buatan tidak bergerak dalam kerangka acuan yang terkait dengan satelit tersebut. Pada saat yang sama, sehubungan dengan Bumi, ia bergerak bersama satelit dalam orbit elips, yaitu. tidak merata atau lurus.

Oleh karena itu, wajar jika hukum pertama Newton tidak dipenuhi di setiap kerangka acuan. Misalnya, sebuah bola yang terletak di lantai licin kabin kapal, yang bergerak lurus dan beraturan, dapat mulai bergerak di sepanjang lantai tanpa ada pengaruh benda apa pun terhadapnya. Untuk melakukan ini, kecepatan kapal cukup mulai berubah.

Sistem acuan di mana suatu titik material, bebas dari pengaruh luar, diam atau bergerak beraturan dan lurus disebut sistem acuan inersia. Isi hukum pertama, hukum pertama Newton, pada dasarnya bermuara pada dua pernyataan: pertama, bahwa semua benda mempunyai sifat inersia dan, kedua, adanya kerangka acuan inersia.

Dua sistem referensi inersia mana pun dapat bergerak relatif satu sama lain hanya secara translasi dan, terlebih lagi, secara seragam dan lurus. Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa kerangka acuan heliosentris praktis bersifat inersia, yang asal usulnya terletak di pusat massa Tata Surya (kira-kira di pusat Matahari), dan sumbunya ditarik ke arah tiga jarak yang jauh. bintang, misalnya dipilih sehingga sumbu koordinatnya saling tegak lurus.

Sistem referensi laboratorium, yang sumbu koordinatnya terhubung erat ke Bumi, tidak bersifat inersia, terutama karena rotasi harian Bumi. Namun, Bumi berputar sangat lambat sehingga percepatan normal maksimum titik-titik di permukaannya selama rotasi harian tidak melebihi 0,034 m/. Oleh karena itu, dalam sebagian besar permasalahan praktis, kerangka acuan laboratorium dapat dianggap inersia.

Kerangka acuan inersia memainkan peran khusus tidak hanya dalam mekanika, tetapi juga dalam semua cabang fisika lainnya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa, menurut prinsip relativitas Einstein, ekspresi matematika dari setiap hukum fisika harus mempunyai bentuk yang sama di semua kerangka acuan inersia.

Gaya adalah besaran vektor yang merupakan ukuran aksi mekanis pada benda yang bersangkutan dari benda lain. Interaksi mekanis dapat terjadi baik antara benda-benda yang bersentuhan langsung (misalnya, selama gesekan, ketika benda-benda saling menekan), dan antara benda-benda yang berjauhan. Suatu bentuk materi khusus yang menghubungkan partikel-partikel materi ke dalam sistem tunggal dan mentransmisikan aksi satu partikel ke partikel lainnya dengan kecepatan terbatas disebut medan fisik, atau sekadar medan.

Interaksi antara benda-benda jauh dilakukan melalui medan gravitasi dan elektromagnetik yang diciptakannya (misalnya, tarikan planet ke Matahari, interaksi benda bermuatan, penghantar dengan arus, dll.). Tindakan mekanis pada suatu benda dari benda lain memanifestasikan dirinya dalam dua cara. Ia mampu menyebabkan, pertama, perubahan keadaan gerak mekanis benda tersebut, dan kedua, deformasinya. Kedua manifestasi gaya ini dapat menjadi dasar pengukuran gaya. Misalnya pengukuran gaya dengan menggunakan dinamometer pegas berdasarkan hukum Hooke untuk tegangan longitudinal. Dengan menggunakan konsep gaya dalam mekanika, kita biasanya berbicara tentang gerak dan deformasi suatu benda di bawah pengaruh gaya yang diterapkan padanya.

Dalam hal ini, tentu saja, setiap gaya selalu berhubungan dengan suatu benda yang bekerja pada benda yang bersangkutan dengan gaya tersebut.

Gaya F didefinisikan sepenuhnya jika besarnya, arah dalam ruang, dan titik penerapannya diketahui. Garis lurus yang dilalui gaya disebut garis kerja gaya.

Medan yang bekerja pada suatu titik material dengan gaya F disebut medan stasioner jika tidak berubah terhadap waktu t, yaitu. jika pada suatu titik di medan gaya F tidak bergantung secara eksplisit pada waktu:

Agar medan menjadi stasioner, benda yang menciptakannya harus diam relatif terhadap kerangka acuan inersia yang digunakan saat mempertimbangkan medan.

Aksi simultan beberapa gaya pada suatu titik material M setara dengan aksi satu gaya, yang disebut gaya resultan, atau resultan, dan sama dengan jumlah geometrinya.

Ini mewakili poligon penutup gaya

Berat. Detak

Dalam mekanika klasik, massa suatu titik material adalah besaran skalar positif, yang merupakan ukuran inersia titik tersebut. Di bawah pengaruh suatu gaya, suatu titik material tidak mengubah kecepatannya secara instan, tetapi secara bertahap, yaitu. memperoleh percepatan yang terbatas, yang semakin kecil, semakin besar massa titik material. Untuk membandingkan massa dua titik material, cukup mengukur modulus dan percepatan yang diperoleh titik-titik ini di bawah aksi gaya yang sama:

Biasanya, berat badan diketahui dengan menimbang pada timbangan tuas.

Dalam mekanika klasik diyakini bahwa:

a) Massa suatu titik material tidak bergantung pada keadaan gerak titik tersebut, karena karakteristiknya yang konstan.

b) Massa adalah besaran tambahan, yaitu. massa suatu sistem (misalnya suatu benda) sama dengan jumlah massa semua titik material yang merupakan bagian dari sistem ini.

c) Massa sistem tertutup tetap tidak berubah selama proses apa pun yang terjadi dalam sistem ini (hukum kekekalan massa).

Massa jenis suatu benda pada suatu titik M adalah perbandingan massa dm suatu unsur kecil suatu benda, termasuk titik M, dengan nilai dV volume unsur tersebut:

Dimensi unsur yang dipertimbangkan harus sedemikian kecil sehingga dengan mengubah kerapatan dalam batasnya, jarak antarmolekul yang lebih besar dapat dicapai berkali-kali lipat.

Suatu benda disebut homogen jika massa jenisnya sama di semua titiknya. Massa benda homogen sama dengan hasil kali massa jenis dan volumenya:

Massa benda heterogen:

di mana ρ adalah fungsi koordinat, dan integrasi dilakukan pada seluruh volume benda. Massa jenis rata-rata (ρ) benda tak homogen adalah rasio massa terhadap volume: (ρ)=m/V.

Pusat massa suatu sistem titik material disebut titik C, yang vektor jari-jarinya sama dengan:

dimana dan adalah vektor massa dan jari-jari titik material ke-i, n adalah jumlah total titik material dalam sistem, dan m= adalah massa seluruh sistem.

Kecepatan pusat massa:

Besaran vektor yang sama dengan hasil kali massa suatu titik material dan kecepatannya disebut momentum, atau momentum, titik material tersebut. Momentum suatu sistem titik material adalah vektor p, sama dengan jumlah geometri momentum semua titik material sistem:

Momentum sistem sama dengan hasil kali massa seluruh sistem dan kecepatan pusat massanya:

hukum kedua Newton

Hukum dasar dinamika suatu titik material adalah hukum kedua Newton, yang menjelaskan bagaimana gerak mekanis suatu titik material berubah di bawah pengaruh gaya yang diterapkan padanya. Hukum kedua Newton menyatakan: laju perubahan momentum ρ suatu titik material sama dengan gaya F yang bekerja padanya, yaitu.

dimana m dan v adalah massa dan kecepatan titik material.

Jika beberapa gaya bekerja secara bersamaan pada suatu titik material, maka gaya F dalam hukum kedua Newton harus dipahami sebagai jumlah geometri semua gaya yang bekerja - baik gaya aktif maupun gaya reaksi, yaitu. kekuatan yang dihasilkan.

Besaran vektor F dt disebut impuls dasar gaya F untuk waktu singkat dt aksinya. Impuls gaya F untuk periode waktu berhingga dari ke sama dengan integral tertentu:

dimana F, secara umum, bergantung pada waktu t.

Menurut hukum kedua Newton, perubahan momentum suatu titik material sama dengan momentum gaya yang bekerja padanya:

dp = F dt dan ,

Di mana – nilai momentum titik material pada akhir () dan awal () periode waktu yang ditinjau.

Karena dalam mekanika Newton, massa m suatu titik material tidak bergantung pada keadaan gerak titik tersebut, maka

Oleh karena itu, ekspresi matematis hukum kedua Newton juga dapat direpresentasikan dalam bentuk

dimana adalah percepatan suatu titik material, r adalah vektor jari-jarinya. Dengan demikian, rumusan hukum kedua Newton menyatakan: percepatan suatu titik material searah dengan gaya yang bekerja padanya dan sama dengan perbandingan gaya tersebut dengan massa titik material tersebut.

Akselerasi tangensial dan normal material ditentukan oleh komponen gaya F yang bersesuaian

dimana adalah besarnya vektor kecepatan suatu titik material, dan R adalah jari-jari kelengkungan lintasannya. Gaya yang memberikan percepatan normal pada suatu titik material diarahkan ke pusat kelengkungan lintasan titik tersebut dan oleh karena itu disebut gaya sentripetal.

Jika beberapa gaya bekerja secara bersamaan pada suatu titik material , lalu percepatannya

Di mana . Akibatnya, masing-masing gaya yang bekerja secara bersamaan pada suatu titik material memberikan percepatan yang sama seolah-olah tidak ada gaya lain (prinsip independensi aksi gaya).

Persamaan diferensial gerak suatu titik material disebut persamaan

Dalam proyeksi ke sumbu sistem koordinat kartesius persegi panjang, persamaan ini berbentuk

dimana x, y dan z adalah koordinat titik bergerak.

hukum ketiga Newton. Pergerakan pusat massa

Aksi mekanis benda satu sama lain diwujudkan dalam bentuk interaksinya. Hal ini dibuktikan dengan hukum ketiga Newton: dua titik material bekerja satu sama lain dengan gaya yang secara numerik sama dan diarahkan berlawanan arah sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik-titik tersebut.

Jika adalah gaya yang bekerja pada titik material ke-i dari sisi ke-k, dan merupakan gaya yang bekerja pada titik material ke-k dari sisi ke-i, maka menurut hukum ketiga Newton,

Gaya-gaya diterapkan pada titik-titik material yang berbeda dan hanya dapat diseimbangkan satu sama lain jika titik-titik ini termasuk dalam benda tegar mutlak yang sama.

Hukum ketiga Newton merupakan tambahan penting terhadap hukum pertama dan kedua. Hal ini memungkinkan Anda untuk berpindah dari dinamika satu titik material ke dinamika sistem mekanis yang berubah-ubah (sistem titik material). Dari hukum ketiga Newton dapat disimpulkan bahwa dalam sistem mekanis apa pun, jumlah geometri semua gaya dalam sama dengan nol:

dimana n adalah jumlah titik material yang termasuk dalam sistem, dan .

Vektor yang sama dengan jumlah geometri semua gaya luar yang bekerja pada sistem disebut vektor utama gaya luar:

dimana adalah resultan gaya luar yang diterapkan pada titik material ke-i.

Dari hukum kedua dan ketiga Newton dapat disimpulkan bahwa turunan pertama momentum p suatu sistem mekanik terhadap waktu t sama dengan vektor utama semua gaya luar yang diterapkan pada sistem,

.

Persamaan ini menyatakan hukum perubahan momentum sistem.

Karena , dimana m adalah massa sistem, dan kecepatan pusat massanya, maka hukum gerak pusat massa sistem mekanik berbentuk

, atau ,

dimana adalah percepatan pusat massa. Jadi, pusat massa suatu sistem mekanis bergerak sebagai suatu titik material, yang massanya sama dengan massa seluruh sistem dan dikenai gaya yang sama dengan vektor utama gaya luar yang diterapkan pada sistem.

Jika sistem yang ditinjau adalah benda tegar yang bergerak translasi, maka kecepatan semua titik benda dan pusat massanya adalah sama dan sama dengan kecepatan v benda tersebut. Dengan demikian, percepatan benda dan persamaan dasar dinamika gerak translasi benda tegar mempunyai bentuk

Berpendapat bahwa dalam sistem inersia, percepatan suatu benda sebanding dengan gaya yang diterapkan, suatu besaran fisika yang merupakan ukuran kuantitatif interaksi. Besarnya gaya yang menjadi ciri interaksi benda dapat ditentukan, misalnya, dengan deformasi benda elastis yang dimasukkan ke dalam sistem sehingga interaksi dengannya sepenuhnya mengkompensasi interaksi aslinya. Faktor proporsionalitas...

Besaran dan arah semua gaya yang bekerja dalam sistem mekanis, dan massa benda material yang menyusunnya, serta perilakunya terhadap waktu dapat dihitung dengan akurat. Hukum kedua Newtonlah yang memberikan daya tarik khusus pada semua mekanika klasik - ia mulai tampak seolah-olah seluruh dunia fisik terstruktur seperti kronometer yang paling tepat, dan tidak ada isinya yang luput dari pandangan...

195. Ada sebuah buku di atas meja. Dengan badan apa ia berinteraksi? Mengapa buku itu diam?
Sebuah buku yang tergeletak di atas meja berinteraksi dengan Bumi dan meja. Ia diam karena interaksi ini seimbang.

196. Interaksi benda-benda mana yang menentukan pergerakan awan; anak panah yang ditembakkan dari busur; proyektil di dalam laras senapan saat ditembakkan; perputaran sayap turbin angin?
Interaksi tetesan air yang masuk ke awan dengan arus udara dan bumi.
Berinteraksi dengan tali busur, Bumi dan udara.
Interaksi dengan gas yang terbentuk akibat ledakan mesiu, laras senapan, stoknya dan bumi.
Interaksi sayap gilingan dengan aliran udara yang masuk.

197. Sebutkan 3-5 nama benda yang hasil interaksinya bola dapat bergerak (atau mengubah arah geraknya).
Kaki pemain sepak bola, raket tenis, tongkat golf, tongkat baseball, aliran udara.

198. Apa yang akan terjadi pada pegas yang digantung pada ulir jika benang AB yang menekannya dibakar dengan korek api (Gbr. 38)?
Aksi benang A B pada pegas akan berhenti, dan benang tersebut akan terlepas dan mulai bergerak.

199. Mengapa petugas pemadam kebakaran sulit memegang selang pemadam kebakaran yang mengeluarkan air?
Karena fenomena recoil.

200. Mengapa tabung menyimpang ketika air mengalir keluar (Gbr. 39)?
Sebagai hasil interaksi antara air yang mengalir dan tabung, tabung akan mulai bergerak.

201. Mengapa tabung tidak menyimpang jika selembar karton yang menempel pada tabung diletakkan pada jalur keluarnya air (lihat soal 200), seperti terlihat pada Gambar 40?
Interaksi antara tabung dan air diseimbangkan dengan interaksi antara karton dan tabung, sehingga tabung tetap diam.

202. Mengapa bejana yang digantung pada seutas benang berputar ketika air mengalir keluar (Gbr. 41)?
Aliran air yang mengalir dari tabung bekerja pada dinding tabung. Akibatnya kapal berputar.

203. Labu digantung pada seutas benang (Gbr. 42). Akankah labu tetap diam ketika air di dalamnya mendidih? Jelaskan fenomena tersebut.
TIDAK. lihat No.202.

204. Di beberapa taman, silinder kayu (drum) yang berputar pada sumbu horizontal dipasang di taman bermain anak-anak. Ke arah mana dan kapan anak itu berlari melewatinya?
Anak tersebut didorong menjauh dari silinder dan bergerak ke arah yang berlawanan.

205. Seekor ikan dapat bergerak maju dengan mengeluarkan pancaran air menggunakan insangnya. Jelaskan fenomena ini.
Prinsip gerak ini disebut reaktif. Air yang dikeluarkan oleh insang ikan mempengaruhi ikan, yang karenanya mulai bergerak.

206. Apa kegunaan kaki berselaput pada unggas air?
Kaki berselaput memungkinkan peningkatan interaksi antara air dan burung.

207. Mengapa popor senapan harus ditekan kuat-kuat ke bahu saat menembak?
Buttstock yang longgar dapat menyebabkan cedera bahu akibat recoil.

208. Mengapa proyektil dan pistol mempunyai kecepatan yang berbeda ketika ditembakkan?
Massa senjata jauh lebih besar daripada massa proyektil, dan karenanya, kecepatan senjata akan jauh lebih kecil daripada kecepatan proyektil.

209. Seorang anak laki-laki melompat dari tongkang bermuatan ke pantai. Mengapa pergerakan tongkang ke arah yang berlawanan dengan lompatan tidak terlihat?
Massa tongkang jauh lebih besar daripada massa anak laki-laki, dan akibatnya kecepatan senjatanya praktis nol.

210. Pada jarak yang sama dari pantai terdapat sebuah perahu yang membawa muatan dan perahu yang sama tanpa muatan. Dari perahu mana lebih mudah untuk melompat ke darat? Mengapa?
Lebih mudah untuk melompat dari perahu yang bermuatan karena massanya lebih besar.

211. a) Dalam keadaan terkompresi, pegas pada dudukan ditahan dengan seutas benang (Gbr. 43, a). Jika benang terbakar di titik A, maka pegas akan lepas. Tunjukkan interaksi benda mana yang menyebabkan pergerakan pegas.
b) Jika, misalnya, sebuah bola pertama kali diletakkan pada pegas, maka bola tersebut akan mulai bergerak. Interaksi benda manakah yang menyebabkan pergerakan bola?
c) Di gerobak kiri ada kubus yang terbuat dari besi, di sebelah kanan - dari kayu (Gbr. 43, b). Sebuah pegas yang dikompresi dengan seutas benang ditempatkan di antara gerobak. Jika benangnya terbakar, gerobak akan mulai bergerak. Gerobak manakah yang memiliki kecepatan tertinggi? Mengapa?
a) Interaksi pegas, penyangga dan ulir.
b) Interaksi pegas, benang, bola dan penyangga.
c) m1v1 = m2v2. Artinya gerobak dengan balok kayu akan bertambah kecepatannya karena massanya lebih kecil.

212. Kereta kiri (lihat soal 211, c) memperoleh kecepatan 4 cm/s, kereta kanan - 60 cm/s. Gerobak mana yang lebih berat dan berapa kali lipatnya?

213. Berapa massa gerobak kiri (lihat Soal 212) jika massa gerobak kanan 50 g?

214. Seorang pejalan kaki bermassa 90 kg bergerak dengan kecepatan 3,6 km/jam, dan seekor anjing bermassa 7,5 kg berlari dengan kecepatan 12 m/s. Temukan rasio impuls pejalan kaki dan anjing.

215. a) Sebuah pelat baja dipasang pada ujung pegas (Gbr. 44). Pegas ditahan dalam keadaan terkompresi dengan seutas benang. Jika benangnya terbakar, pegas akan menjadi lurus dan pelat baja secara bersamaan mengenai bola yang terletak di atas meja. Massa bola-bola tersebut sama, tetapi terbuat dari logam yang berbeda (aluminium, timah, baja). Bola 1, bola 2, dan bola 3 terbuat dari logam apa? (Pada gambar, posisi setiap bola setelah tumbukan ditunjukkan dengan garis putus-putus.)
b) Sebuah pegas yang dikompresi dengan bantuan benang ditempatkan di antara gerobak (lihat Gambar 43, b). Jika benang terbakar, maka akibat interaksi dengan pegas, gerobak akan mulai bergerak. Berapakah perbedaan kecepatan yang diperoleh gerobak jika massa gerobak kiri 7,5 kg dan gerobak kanan 1,5 kg?

216. Sebuah pegas yang ujung-ujungnya diikat dengan benang ditempatkan di antara gerobak seperti terlihat pada Gambar 45. Di atas gerobak terdapat bejana berisi pasir. Ketika benangnya dibakar, kereta kanan memperoleh kecepatan lebih besar daripada kereta kiri. Bagaimana hal ini dapat dijelaskan?
Gerobak kiri lebih berat dibandingkan gerobak kanan.

217. Berapa massa kereta kanan (lihat soal 216), jika kecepatannya 0,5 kali lebih besar dari kereta kiri, yang massanya dengan muatan 450 g?

218. Anak laki-laki itu memilih tali, dan perahu-perahu itu saling mendekat di danau (Gbr. 46). Manakah dari dua perahu identik yang memperoleh kecepatan lebih besar saat saling mendekat? Mengapa?
Perahu kiri mempunyai kecepatan lebih besar karena lebih ringan dibandingkan perahu kanan yang ditumpangi anak.

219. Ketika dua kereta berinteraksi, kecepatannya berubah menjadi 20 dan 60 cm/s. Massa troli yang lebih besar adalah 0,6 kg. Berapa massa gerobak yang lebih kecil?

220. Gaya yang sama diterapkan pada bola yang tergeletak di atas meja dalam selang waktu yang sama. Dalam kasus ini, sebuah bola bermassa 3 kg memperoleh kecepatan 15 cm/s. Berapa kelajuan yang diperoleh bola bermassa 1 kg?

221. Seorang anak laki-laki dengan berat 45 kg melompat ke pantai dari perahu karet yang tidak bergerak seberat 30 kg. Pada saat yang sama, perahu memperoleh kecepatan 1,5 m/s relatif terhadap pantai. Berapakah kecepatan anak tersebut terhadap perahu?

222. Seorang anak laki-laki bermassa 46 kg melompat ke pantai dengan kecepatan 1,5 m/s dari rakit yang tidak bergerak bermassa 1 ton.Berapa kecepatan yang diperoleh rakit tersebut relatif terhadap pantai?

223. Dapatkah dua benda yang awalnya tidak bergerak, sebagai hasil interaksi satu sama lain, memperoleh kecepatan yang sama secara numerik?
Mereka bisa, asalkan massa mereka sama.

224. Udara di bawah piston pompa dikompresi. Apakah massa udara berubah?
Massa udara tidak berubah.

225. Sebuah beban diturunkan ke dalam bejana berisi air. Apakah massa bebannya berubah?
Massa bebannya tidak berubah.

226. Saat bertanding tarik tambang, dua anak laki-laki menarik tali ke arah yang berbeda, masing-masing memberikan gaya sebesar 500 N pada tali tersebut. Akankah tali putus jika hanya mampu menahan gaya tarik sebesar 800 N?
Ia tidak akan pecah, karena gaya yang bekerja padanya hanya 500 N.

227. Apakah massa air akan berubah jika sebagiannya berubah menjadi es atau uap?
Massanya akan berubah sebesar massa es atau uap.