Ķermeņu mijiedarbības piemēri no dzīves. Ķermeņu mijiedarbība fizikā

>> Ķermeņu mijiedarbība

• Kāpēc Mēness pārvietojas ap Zemi un nelido kosmosā? Kādu ķermeni sauc par uzlādētu? Kā uzlādēti ķermeņi mijiedarbojas viens ar otru? Cik bieži mēs sastopamies ar elektromagnētisko mijiedarbību? Šie ir tikai daži no jautājumiem, kas mums ir jārisina šajā punktā. Sāksim!

1. Pārliecinieties, ka ķermeņi mijiedarbojas

Ikdienā mēs pastāvīgi sastopamies ar dažāda veida dažu ķermeņu ietekmi uz citiem. Lai atvērtu durvis, uz tām “jāiedarbojas” ar roku, pēdas trieciens liek bumbiņai lidot vārtos, pat apsēžoties uz krēsla, tu iedarbojies uz tām (1.35. att., lpp. 38).

Tajā pašā laikā, atverot durvis, jūtam tās ietekmi uz savu roku, bumbas ietekme uz mūsu pēdu ir īpaši jūtama, ja spēlē futbolu basām kājām, un krēsla iedarbība neļauj mums nokrist uz grīdas. Tas ir, darbība vienmēr ir mijiedarbība: ja viens ķermenis iedarbojas uz otru, tad otrs ķermenis iedarbojas uz pirmo.

Rīsi. 1.35. Ķermeņu mijiedarbības piemēri

Var skaidri redzēt, ka darbība nav vienpusēja. Veiciet vienkāršu eksperimentu: stāvot uz slidām, viegli piespiediet draugu. Rezultātā ne tikai tavs draugs sāks kustēties, bet arī tu pats.

Šie piemēri apstiprina zinātnieku secinājumu, ka dabā mēs vienmēr nodarbojamies ar mijiedarbību, nevis ar vienpusēju rīcību.

Sīkāk apskatīsim dažus mijiedarbības veidus.

2. Atcerieties par gravitācijas mijiedarbību

Kāpēc jebkurš priekšmets, vai tas būtu no rokas izlaists zīmulis, koka lapa vai lietus lāse, nokrīt un virzās uz leju (1.36. att.)? Kāpēc no loka izšauta bulta nelido taisni, bet galu galā nokrīt zemē? Kāpēc Mēness pārvietojas ap Zemi? Visu šo parādību iemesls ir tas, ka Zeme pievelk sev citus ķermeņus, un šie ķermeņi pievelk arī Zemi sev. Piemēram, Mēness gravitācija izraisa plūdmaiņas uz Zemes (1.37. att.). Mūsu planēta un visas pārējās Saules sistēmas planētas ir piesaistītas Saulei un viena otrai.

Rīsi. 1.36. Lietus lāses krīt lejā Zemes gravitācijas ietekmē

1687. gadā izcilais angļu fiziķis Īzaks Ņūtons (1.38. att.) formulēja likumu, saskaņā ar kuru pastāv savstarpēja pievilkšanās starp visiem ķermeņiem Visumā.

Rīsi. 1.37. Plūdmaiņas ir Mēness gravitācijas sekas

Šo materiālo objektu savstarpējo pievilcību sauc par gravitācijas mijiedarbību. Pamatojoties uz eksperimentiem un matemātiskiem aprēķiniem, Ņūtons konstatēja, ka gravitācijas mijiedarbības intensitāte palielinās, palielinoties mijiedarbojošo ķermeņu masām. Tāpēc ir viegli pārliecināties, ka tevi un mani pievelk Zeme, bet mēs nemaz nejūtam sava rakstāmgalda kaimiņa pievilcību.

3. Makromagnētiskās mijiedarbības iepazīšana

Ir arī citi mijiedarbības veidi. Piemēram, ja berzēsiet balonu ar zīda gabalu, tas sāks piesaistīt dažādus vieglus priekšmetus: šķiedras, rīsu graudus, papīra gabalus (1.39. att.). Tiek uzskatīts, ka šāda bumba ir elektrificēta vai uzlādēta.

Uzlādēti ķermeņi mijiedarbojas viens ar otru, taču to mijiedarbības raksturs var būt dažāds: tie viens otru vai nu pievelk, vai atgrūž (1.40. att.).

Rīsi. 1.38. Slavenais angļu zinātnieks Īzaks Ņūtons (1643-1727)

Pirmos nopietnos šīs parādības pētījumus 16. gadsimta beigās veica angļu zinātnieks Viljams Gilberts (1544-1603).

Rīsi. 1.39. Elektrificēta bumba piesaista papīra lapu

Rīsi. 1.40. Divas uzlādētas bumbiņas mijiedarbojas viena ar otru: a - piesaista; b - atgrūšana

Gilberts mijiedarbību starp uzlādētiem ķermeņiem sauca par elektrisku (no grieķu vārda elektron - dzintars), jo senie grieķi pamanīja, ka dzintars, ja tas tiek berzts, sāk piesaistīt sev mazus priekšmetus.

Jūs labi zināt, ka kompasa adata, ja tai ļauj brīvi griezties, vienmēr apstājas ar vienu galu uz ziemeļiem, bet otru uz dienvidiem (1.41. att.). Tas ir saistīts ar faktu, ka kompasa adata ir magnēts, mūsu planēta Zeme ir arī magnēts un milzīgs, un divi magnēti vienmēr mijiedarbojas viens ar otru. Paņemiet jebkurus divus magnētus, un, tiklīdz jūs mēģināt tos tuvināt viens otram, jūs uzreiz sajutīsiet pievilcību vai atgrūšanos. Šo mijiedarbību sauc par magnētisko.

Fiziķi ir atklājuši, ka likumi, kas apraksta elektrisko un magnētisko mijiedarbību, ir vienādi. Tāpēc zinātnē ir ierasts runāt par vienu elektromagnētisko mijiedarbību.

Mēs sastopamies ar elektromagnētisko mijiedarbību burtiski ik uz soļa – galu galā, ejot, mēs mijiedarbojamies ar ceļa virsmu (atstumjamies), un šīs mijiedarbības būtība ir elektromagnētiska. Pateicoties elektromagnētiskajai mijiedarbībai, mēs pārvietojamies, sēžam un rakstām. Mēs arī redzam, dzirdam, smaržojam un taustām ar elektromagnētiskās mijiedarbības palīdzību (1.42. att.). Lielāko daļu moderno ierīču un sadzīves tehnikas darbības pamatā ir elektromagnētiskā mijiedarbība.

Teiksim vairāk: fizisko ķermeņu, tostarp tevis un manis, pastāvēšana nebūtu iespējama bez elektromagnētiskās mijiedarbības. Bet kāds sakars uzlādētu bumbiņu un magnētu mijiedarbībai ar to visu? - tu jautā. Nesteidzieties: studējot fiziku, jūs noteikti pārliecināsieties, ka šī saikne pastāv.

4. Mēs saskaramies ar neatrisinātām problēmām

Mūsu apraksts būs nepilnīgs, ja neminēsim vēl divus mijiedarbības veidus, kas tika atklāti tikai pagājušā gadsimta vidū.

Rīsi. 1.41 Kompasa adata vienmēr ir vērsta uz ziemeļiem

Rīsi. 1.42 Mēs redzam, dzirdam, saprotam, pateicoties elektromagnētiskajai mijiedarbībai

Tos sauc par spēcīgu un vāju mijiedarbību un darbojas tikai mikrokosmosa ietvaros. Tādējādi pastāv četri dažādi mijiedarbības veidi. Vai tas ir par daudz? Protams, daudz ērtāk būtu nodarboties ar vienu universālu mijiedarbības veidu. Turklāt jau ir piemērs dažādu mijiedarbību - elektrisko un magnētisko - apvienošanai vienā elektromagnētiskajā.

Daudzus gadu desmitus zinātnieki ir mēģinājuši izveidot šādas apvienošanas teoriju. Daži pasākumi jau ir veikti. 20. gadsimta 60. gados bija iespējams izveidot tā sauktās elektrovājās mijiedarbības teoriju, kuras ietvaros tika apvienota elektromagnētiskā un vājā mijiedarbība. Bet līdz pilnīgai (“lieliskajai”) visu mijiedarbības veidu apvienošanai vēl ir tālu. Tāpēc katram no jums ir iespēja veikt kādu pasaules nozīmes zinātnisku atklājumu!

• Apkoposim to

Mijiedarbība fizikā ir ķermeņu vai daļiņu darbība viena uz otru. Mēs īsi aprakstījām divus mijiedarbības veidus no četriem zinātnei zināmajiem: gravitācijas un elektromagnētisko.

Ķermeņu piesaiste Zemei, planētu pievilkšanās Saulei un otrādi ir gravitācijas mijiedarbības izpausmes piemēri.

Elektriskās mijiedarbības piemērs ir elektrificēta balona mijiedarbība ar papīra gabaliem. Magnētiskās mijiedarbības piemērs ir kompasa adatas mijiedarbība ar Zemi, kas vienlaikus ir arī magnēts, kā rezultātā viens adatas gals vienmēr ir vērsts uz ziemeļiem, bet otrs uz dienvidiem.

Elektriskā un magnētiskā mijiedarbība ir vienas elektromagnētiskās mijiedarbības izpausmes.

• Kontroles jautājumi

1. Sniedziet piemērus mijiedarbībai starp ķermeņiem.

2. Kādi mijiedarbības veidi pastāv dabā?

3. Sniedziet gravitācijas mijiedarbības piemērus.

4. Kurš atklāja likumu, saskaņā ar kuru pastāv savstarpēja pievilkšanās starp visiem ķermeņiem Visumā?

5. Sniedziet elektromagnētiskās mijiedarbības piemērus.

• Vingrinājums

Uzrakstiet īsu eseju par tēmu “Mana pieredze, kas apstiprina ķermeņu mijiedarbību” (tā varētu būt pat dzeja!).

• Fizika un tehnoloģijas Ukrainā

Ļevs Vasiļjevičs Šubņikovs (1901-1945) ievērojamu sava īsā mūža daļu nodzīvoja Harkovā, kur vadīja zemas temperatūras laboratoriju. Daudzu mērījumu precizitātes līmenis laboratorijā nebija zemāks par mūsdienu. Laboratorijā 30. gados skābeklis, slāpeklis un citas gāzes tika iegūtas šķidrā veidā. Šubņikovs bija metālu izpētes pamatlicējs tā sauktajā supravadītāja stāvoklī, kad materiāla elektriskā pretestība ir nulle. Vislielākā atlīdzība zinātniekam ir tad, ja viņa atklātās parādības nosaukumu tehniska termina vietā izmanto paša zinātnieka vārds. "Šubņikova-de Hāsa efekts"; "Šubņikova fāze"; “Obreimova-Šubņikova metode” ir tikai daži piemēri slavenā ukraiņu zinātnieka ieguldījumam mūsdienu fizikas veidošanā.

Fizika. 7. klase: Mācību grāmata / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Izdevniecība "Ranok", 2007. - 192 lpp.: ill.

Lai ķermenis atpūstos vai kustētos vienmērīgi un taisni, uz to vai nu vispār nav jādarbojas, vai arī jādarbojas tā, lai tiktu kompensēta visu ķermeņu kopējā darbība. Ir pienācis laiks izdomāt, kam jānotiek, lai ķermenis sāktu mainīt ātrumu, tas ir, iegūtu paātrinājumu. Lai to izdarītu, jums būs jāatceras daži fiziski lielumi, ar kuriem mēs sastapāmies fizikas stundās iepriekšējās klasēs.

Kā zināms, ķermeņa ātrums mainās tikai tad, ja uz to iedarbojas cits ķermenis. Piemēram, svara brīvais kritiens Zemes iedarbības rezultātā uz to. Krītot ātrums palielinās, kas nozīmē, ka tā izmaiņas ir saistītas ar šo darbību (1. att.).

Rīsi. 1. Brīvais kritiens

Bet tajā pašā laikā mainās arī otrā ķermeņa ātrums. Mēģiniet atstumties uz ledus no drauga, kas stāv jums blakus. Jūs ievērosiet, ka arī jūsu draugs sāks kustēties. Ķermeņi mijiedarbojas. Nav tādas lietas kā vienpusēja rīcība.

Lai raksturotu ķermeņu mijiedarbību, nepieciešams ieviest fizisku lielumu, tāds lielums ir spēks.

Spēks - tas ir vektora lielums, kas raksturo viena ķermeņa darbību uz citu (ķermeņu mijiedarbību). Spēks ir mijiedarbības mērs. SI spēka mērvienība ir ņūtons.

N (ņūtons)

Tā kā ķermenis piedzīvo paātrinājumu spēka darbības rezultātā, ir nepieciešams izveidot saikni starp ķermeņa iegūto paātrinājumu un spēku, kas izraisīja šo paātrinājumu.

Ja uz ratiņiem, uz kuriem ir uzstādīta speciāla konstrukcija ar iekarināmu atsvaru (2. att.), tiek pielikti dažāda lieluma spēki, kas izliecas, ratiņiem paātrinoties, var pamanīt, ka, palielinoties pieliktajam spēkam, palielināsies svara izliece. Tas ir, paātrinājums, ko ķermenis iegūst, iedarbojoties uz to, ir tieši proporcionāls šī spēka lielumam (3. att.). Paātrinājums ir vērsts tajā pašā virzienā kā spēks.

Rīsi. 2. Spēka un ķermeņa paātrinājuma attiecības izpēte

Rīsi. 3. Paātrinājums, ko ķermenis iegūst spēka rezultātā, kas uz to iedarbojas, ir tieši proporcionāls šī spēka lielumam.

Paātrinājums ir atkarīgs arī no ķermeņa svara.

Ja mainīsiet ratiņu masu (4. att.), uz kuru tiek pielikts pastāvīgs spēks, pamanīsit, ka, pieaugot masai, svara izliece samazinās. Tas ir, paātrinājums ir apgriezti proporcionāls ķermeņa masai.

Rīsi. 4. Paātrinājums, ko ķermenis iegūst spēka iedarbības rezultātā, ir apgriezti proporcionāls šī ķermeņa masai.

Otrais Ņūtona likums apvieno divus iepriekš iegūtos secinājumus.

Ņūtona otrais likums: paātrinājums, ko ķermenis iegūst spēka iedarbības rezultātā F, ir tieši proporcionāls šī spēka lielumam un apgriezti proporcionāls ķermeņa masai.

Ja uz ķermeni iedarbojas vairāki spēki, tad tiek atrasts šo spēku rezultants, tas ir, noteikts kopējais kopējais spēks, kuram ir noteikts virziens un skaitliskā vērtība. Tas ir, praktiski visus dažādu spēku pielietošanas gadījumus noteiktā laika momentā var reducēt līdz viena rezultējoša spēka darbībai.

Rezultāts Viņi sauc par spēku, kas piešķirtu ķermenim tādu pašu paātrinājumu kā visu uz ķermeni iedarbojošo spēku vektoru summa.

Tādējādi Ņūtona otrais likums var formulēt šādi: visu uz ķermeni iedarbojošo spēku rezultants ir vienāds ar ķermeņa masas un šo spēku darbības rezultātā iegūtā paātrinājuma reizinājumu.

Mijiedarbības veidi fizikā

Dabā ir četri mijiedarbības veidi.

1. Gravitācijas(gravitācijas spēks) ir mijiedarbība starp ķermeņiem, kuriem ir masa. Tas ir nozīmīgs kosmisko ķermeņu mērogā. Piemēram, mēs jūtam savu pievilcību Zemei, jo tai ir milzīga masa, bet mēs nejūtam pievilcību pie galda, krēsla un citiem ķermeņiem ar salīdzinoši mazu masu.

2. Elektromagnētiskais. Jebkura atoma sastāvā ir lādētas daļiņas, tāpēc šāda mijiedarbība ir fundamentāla, un mēs ar to sastopamies vienmēr un visur. Tieši elektromagnētiskā mijiedarbība ir atbildīga par tādiem mehāniskiem spēkiem kā berzes spēks (5. att.) un elastības spēks.

Rīsi. 5. Berzes spēka raksturs

Palielinoties starpmolekulārajam attālumam, samazinās starpmolekulārās pievilkšanās un atgrūšanās spēki - tikai pievilkšanas spēki samazinās lēnāk nekā atgrūšanas spēki - tāpēc rodas kopējie elastības spēki, kas ir vērsti uz starpmolekulārajiem pievilkšanas spēkiem (6. att.).

Rīsi. 6. Elastīgā spēka raksturs

Salīdzinot ar gravitācijas mijiedarbību, elektromagnētiskā mijiedarbība ir daudz spēcīgāka, taču, atšķirībā no pirmās, tā ir derīga ķermeņiem ar elektrisko lādiņu.

3. Spēcīgs. Šī mijiedarbība tika atklāta apmēram pirms 100 gadiem. Tieši tad zinātnieki sāka interesēties, kā tur tiek turēti protoni, kas ir pozitīvi lādēti un ir daļa no kodola (7. att.), jo līdzīgi lādētiem ķermeņiem ir jāatgrūž vienam otru. Spēcīgais spēks notur protonus kodolā. Šī mijiedarbība ir neliela diapazona, tas ir, tā darbojas attālumā no kodola lieluma.

Rīsi. 7. Spēcīgais spēks notur protonus kodolā

4. Vāja. Šāda mijiedarbība ir atbildīga par dažiem elementārdaļiņu mijiedarbības veidiem, dažiem β-sabrukšanas veidiem un citiem procesiem, kas notiek atomā, atoma kodolā (8. att.).

Rīsi. 8. Alfa, beta un gamma sabrukšana

Daudzi fiziķi uzskata, ka dabā pastāv viena vispārīga mijiedarbība, un iepriekš minētās mijiedarbības ir tikai tās izpausmes, un cenšas iegūt tā saukto vienotā lauka teoriju, kurā visi šie četri veidi tiks reducēti līdz vienam. Šobrīd ir bijis iespējams apvienot elektromagnētisko, stipro un vājo mijiedarbību.

Ņūtona otrais likums NSO. Centrbēdzes spēks

Ņūtona likumi izpildās inerciālās atskaites sistēmās, taču ir iespējams panākt, ka šie likumi izpildīsies arī neinerciālās atskaites sistēmās (NSF).

Zinātnieki ir vienojušies uzskatīt, ka NSO papildus parastajiem spēkiem, kas ir atbildīgi par paātrinājuma parādīšanos ķermenī, pastāv arī inerces spēki - īpašs spēka veids. Tie ir saistīti ar paātrinājumu, ar kādu neinerciāla sistēma pārvietojas attiecībā pret inerciālu sistēmu.

NSO Ņūtona otrajam likumam ir šāda forma:

,

kur ir paātrinājums neinerciālā atskaites sistēmā; - inerces spēks

kur ir inerciālās atskaites sistēmas absolūtais paātrinājums

NSO nav izpildīts Ņūtona trešais likums par inerciālajiem spēkiem.

Inerces spēka piemērs ir centrbēdzes spēks. Automašīnas straujā pagrieziena laikā cilvēks tiek iespiests sēdeklī. No šī cilvēka viedokļa uz viņu iedarbojas centrbēdzes spēks, un no novērotāja uz zemes viedokļa cilvēks turpina kustību pēc inerces, savukārt automašīnas sēdeklim ir tendence griezties (9. att.).

Rīsi. 9. Centrbēdzes spēks

Kā atrast rezultējošo spēku

Rezultāts (rezultants) ir spēks, kura rezultāts ir līdzvērtīgs visu ķermenim pielikto spēku kopējai darbībai (10. att.).

Rīsi. 10. Rezultāta atrašana

Spēkiem nav obligāti savstarpēji jāpalielina vienam otru. Iedomājieties, ka ziemā braucat ar ragaviņām (11. att.). Pirmajā situācijā jūsu draugu sniegtie spēki summējas. Otrajā viens no draugiem nevēlas atteikties no ragavām un velk tās otrā virzienā. Šajā gadījumā spēka moduļi tiek atņemti.

Rīsi. 11. Piemēram, ilustrācija

Apskatīsim piemēru, kad spēki tiek virzīti nevis pa vienu taisni, bet gan dažādos virzienos. Attēlā 11 parādīts ķermenis, kas atrodas slīpā plaknē un tiek turēts uz tā berzes iedarbības dēļ. Papildus šim spēkam ķermeni ietekmē gravitācijas spēks () un zemes reakcijas spēks (). Ja ķermenis atrodas līdzsvara stāvoklī, tad visu spēku vektora summa ir vienāda ar nulli, tas ir, rezultāts ir vienāds ar nulli.

Līdz ar to arī paātrinājums, ko ķermenis iegūst, ir nulle.

Rīsi. 11. Spēki, kas iedarbojas uz ķermeni

Bibliogrāfija

1. G.Ya. Mjakiševs, B.B. Bukhovcevs, N.N. Sotskis. Fizika 10. - M.: Izglītība, 2008.g.
2. A.P. Rymkevičs. Fizika. Problēmu grāmata 10.-11. - M.: Bustards, 2006.
3. Jā! Savčenko. Fizikas problēmas. - M.: Nauka, 1988. gads.
4. A.V. Periškins, V.V. Krauklis. Fizikas kurss. T. 1. - M.: Valsts. skolotājs ed. min. RSFSR izglītība, 1957.

1. Interneta portāls Studopedia.org ().
2. Interneta portāls Abitura.com ().
3. Interneta portāls School-collection.edu.ru ().
4. Interneta portāls Class-fizika.narod.ru ().
5. Interneta portāls Fizika-lekcii.ucoz.ua ().

Mājasdarbs

Saskaņā ar klasisko fiziku mums zināmajā pasaulē ķermeņi un daļiņas pastāvīgi mijiedarbojas viens ar otru. Pat ja mēs novērojam objektus miera stāvoklī, tas nenozīmē, ka nekas nenotiek. Pateicoties turēšanas spēkiem starp molekulām, atomiem un elementārdaļiņām, jūs varat redzēt objektu fiziskās pasaules matērijas formā, kas mums ir pieejama un saprotama.

Ķermeņu mijiedarbība dabā un dzīvē

Kā mēs zinām no savas pieredzes, kad tu uz kaut ko uzkrīti, kaut kam atsities, ar kaut ko saduras, tas izrādās nepatīkami un sāpīgi. Jūs stumjat automašīnu vai tevī ietriecas neuzmanīgs garāmgājējs. Vienā vai otrā veidā jūs mijiedarbojaties ar apkārtējo pasauli. Fizikā šī parādība tika definēta kā "ķermeņu mijiedarbība". Ļaujiet mums sīkāk apsvērt, kādos veidos mūsdienu klasiskā zinātne tos iedala.

Ķermeņu mijiedarbības veidi

Dabā pastāv četri ķermeņu mijiedarbības veidi. Pirmais, labi zināms, ir ķermeņu gravitācijas mijiedarbība. Ķermeņu masa nosaka smaguma spēku.

Tam jābūt pietiekami lielam, lai mēs to pamanītu. Pretējā gadījumā novērot un reģistrēt šāda veida mijiedarbību ir diezgan grūti. Kosmoss ir vieta, kur var novērot gravitācijas spēkus, piemēram, kosmiskos ķermeņus ar milzīgu masu.

Saistība starp gravitāciju un ķermeņa masu

Tieši mijiedarbības enerģija starp ķermeņiem ir tieši proporcionāla masai un apgriezti proporcionāla attāluma kvadrātam starp tiem. Tas ir saskaņā ar mūsdienu zinātnes definīciju.

Jūsu un visu mūsu planētas objektu pievilcība ir saistīta ar to, ka starp diviem ķermeņiem ar masu pastāv mijiedarbības spēks. Tāpēc uz augšu izmests objekts tiek piesaistīts atpakaļ Zemes virsmai. Planēta ir diezgan masīva, tāpēc darbības spēks ir manāms. Gravitācija izraisa ķermeņu mijiedarbību. Ķermeņu masa ļauj to izpausties un reģistrēt.

Gravitācijas raksturs nav skaidrs

Šīs parādības raksturs mūsdienās izraisa daudz strīdu un spekulāciju; izņemot faktisko novērojumu un redzamās attiecības starp masu un pievilcību, spēks, kas izraisa gravitāciju, nav identificēts. Lai gan mūsdienās tiek veikti vairāki eksperimenti, kas saistīti ar gravitācijas viļņu noteikšanu kosmosā. Precīzāku pieņēmumu savulaik izdarīja Alberts Einšteins.

Viņš formulēja hipotēzi, ka gravitācijas spēks ir telpā-laika auduma izliekuma produkts, ko rada tajā izvietotie ķermeņi.

Pēc tam, kad telpu izspiež viela, tai ir tendence atjaunot savu apjomu. Einšteins ierosināja, ka pastāv apgriezta sakarība starp spēku un matērijas blīvumu.

Piemērs, kas skaidri parāda šo atkarību, ir melnie caurumi, kuriem ir neticami liels matērijas blīvums un gravitācija, kas var piesaistīt ne tikai kosmiskos ķermeņus, bet arī gaismu.

Pateicoties gravitācijas rakstura ietekmei, ķermeņu mijiedarbības spēks nodrošina planētu, zvaigžņu un citu kosmosa objektu pastāvēšanu. Turklāt tā paša iemesla dēļ daži objekti griežas ap citiem.

Elektromagnētiskie spēki un progress

Ķermeņu elektromagnētiskā mijiedarbība nedaudz atgādina gravitācijas mijiedarbību, taču daudz spēcīgāka. Pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu mijiedarbība ir tās pastāvēšanas iemesls. Faktiski tas izraisa elektromagnētiskā lauka rašanos.

To ģenerē ķermenis(-i) vai absorbē vai izraisa uzlādētu ķermeņu mijiedarbību. Šim procesam ir ļoti liela nozīme dzīvas šūnas bioloģiskajā aktivitātē un tajā esošo vielu pārdalē.

Turklāt spilgts spēku elektromagnētiskās izpausmes piemērs ir parastā elektriskā strāva, planētas magnētiskais lauks. Cilvēce diezgan plaši izmanto šo spēku, lai pārraidītu datus. Tie ir mobilie sakari, televīzija, GPRS un daudz kas cits.

Mehānikā tas izpaužas kā elastība un berze. Skaidrs eksperiments, kas demonstrē šī spēka klātbūtni, ir zināms ikvienam no skolas fizikas kursa. Tā ir ebonīta plaukta berzēšana ar zīda audumu. Daļiņas ar negatīvu lādiņu, kas parādās uz virsmas, nodrošina gaismas objektu pievilcību. Ikdienas piemērs ir ķemme un mati. Pēc vairākām plastmasas kustībām caur matiem starp tiem rodas pievilcība.

Ir vērts pieminēt kompasu un Zemes magnētisko lauku. Bulta ir magnetizēta un beidzas ar pozitīvi un negatīvi lādētām daļiņām, kā rezultātā tā reaģē uz planētas magnētisko lauku. Tas pagriež savu “pozitīvo” galu negatīvo daļiņu virzienā un otrādi.

Mazs izmērs, bet milzīgs spēks

Runājot par spēcīgo mijiedarbību, tās specifika nedaudz atgādina spēku elektromagnētisko veidu. Iemesls tam ir pozitīvu un negatīvi lādētu elementu klātbūtne. Tāpat kā elektromagnētiskais spēks, pretēju lādiņu klātbūtne izraisa ķermeņu mijiedarbību. Ķermeņu masa un attālums starp tiem ir ļoti mazs. Šī ir subatomiskās pasaules zona, kurā šādus objektus sauc par daļiņām.

Šie spēki darbojas atoma kodola reģionā un nodrošina saziņu starp protoniem, elektroniem, barioniem un citām elementārdaļiņām. Ņemot vērā to izmērus, salīdzinot ar lieliem objektiem, uzlādētu ķermeņu mijiedarbība ir daudz spēcīgāka nekā ar elektromagnētisko spēka veidu.

Vāji spēki un radioaktivitāte

Vājais mijiedarbības veids ir tieši saistīts ar nestabilu daļiņu sabrukšanu, un to pavada dažāda veida starojuma izdalīšanās alfa, beta un gamma daļiņu veidā. Parasti vielas un materiālus ar līdzīgām īpašībām sauc par radioaktīvām.

Šāda veida spēku sauc par vāju, jo tas ir vājāks par elektromagnētisko un spēcīgu mijiedarbības veidu. Tomēr tas ir spēcīgāks par gravitācijas mijiedarbību. Attālumi šajā procesā starp daļiņām ir ļoti mazi, apmēram 2,10–18 metri.

Fakts par spēka atklāšanu un definēšanu starp fundamentālajiem notika pavisam nesen.

Anrī Bekerels 1896. gadā atklāja vielu, īpaši urāna sāļu, radioaktivitātes fenomenu, sākās šāda veida spēku mijiedarbības izpēte.

Četri spēki radīja Visumu

Viss Visums pastāv, pateicoties četriem mūsdienu zinātnes atklātajiem pamatspēkiem. Viņi radīja kosmosu, galaktikas, planētas, zvaigznes un dažādus procesus tādā formā, kādā mēs to novērojam. Šajā posmā dabas fundamentālo spēku definīcija tiek uzskatīta par pilnīgu, taču, iespējams, laika gaitā mēs uzzināsim par jaunu spēku klātbūtni, un zināšanas par Visuma būtību mums kļūs par soli tuvāk.

Ķermeņu mijiedarbība

Varat sniegt dažādus ķermeņa mijiedarbības piemērus. Kad jūs, atrodoties laivā, sākat vilkt citu virvi, jūsu laiva noteikti virzīsies uz priekšu. Rīkojoties uz otro laivu, jūs piespiežat to darboties jūsu laivā.

Ja jūs sperat futbola bumbu, jūs uzreiz sajutīsit sitienu pa pēdu. Saduroties divām biljarda bumbiņām, tās maina ātrumu, t.i. Abas bumbiņas iegūst paātrinājumu. Tas viss ir vispārējā ķermeņu mijiedarbības likuma izpausme.

Ķermeņu darbība vienam pret otru ir mijiedarbības raksturs ne tikai tiešā ķermeņu saskarsmē. Novietojiet, piemēram, divus spēcīgus magnētus ar dažādiem poliem, kas ir vērsti viens pret otru uz gluda galda, un jūs uzreiz pamanīsit, ka tie sāks kustēties viens pret otru. Zeme piesaista Mēnesi (universālā gravitācija) un liek tam pārvietoties pa izliektu ceļu; savukārt Mēness pievelk arī Zemi (arī universālā gravitācijas spēks). Lai gan, protams, ar Zemi saistītajā atskaites sistēmā šī spēka izraisītais zemes paātrinājums nav tieši nosakāms, tas izpaužas kā plūdmaiņas.

Eksperimenta ceļā noskaidrosim, kā ir saistīti divu ķermeņu mijiedarbības spēki. Aptuvenus spēku mērījumus var veikt, izmantojot šādus eksperimentus:

1 pieredze. Ņemsim divus dinamometrus, piekabinām to āķus vienu pie otra un, turot gredzenus, tos izstiepsim, uzraugot abu dinamometru rādījumus.

Mēs redzēsim, ka jebkuram posmam abu dinamometru rādījumi būs vienādi; Tas nozīmē, ka spēks, ar kādu pirmais dinamometrs iedarbojas uz otro, ir vienāds ar spēku, ar kādu otrais dinamometrs iedarbojas uz pirmo.

2 pieredze. Paņemsim pietiekami spēcīgu magnētu un dzelzs stieni un novietosim tos uz rullīšiem, lai samazinātu berzi uz galda. Mēs piestiprinām identiskas mīkstas atsperes pie magnēta un stieņa, ar otru galu piekabinot pie galda. Magnēts un stienis piesaistīs viens otru un izstieps atsperes.

Pieredze rāda, ka brīdī, kad kustība apstājas, atsperes tiek izstieptas vienādi. Tas nozīmē, ka spēki, kas ir vienādi pēc lieluma un pretēji virzienam, iedarbojas uz abiem ķermeņiem no atsperu puses.

Tā kā magnēts atrodas miera stāvoklī, spēks ir vienāds pēc lieluma un pretējs virzienam spēkam, ar kādu bloks uz to iedarbojas.

Tādā pašā veidā spēki, kas iedarbojas uz bloku no magnēta un atsperes, ir vienādi pēc lieluma un pretēji virzienam.

Pieredze rāda, ka divu ķermeņu mijiedarbības spēki ir vienādi pēc lieluma un pretēji virzienam pat gadījumos, kad ķermeņi kustas.

3 pieredze. Uz diviem ratiem, kas var ripot pa sliedēm, stāv divi cilvēki A un B. Viņi tur rokās virves galus. Ir viegli konstatēt, ka neatkarīgi no tā, kurš velk virvi, A vai B, vai abi, rati vienmēr sāk kustēties vienlaikus un turklāt pretējos virzienos. Mērot ratu paātrinājumus, var pārliecināties, ka paātrinājumi ir apgriezti proporcionāli katra ratu (arī cilvēka) masai. No tā izriet, ka spēki, kas iedarbojas uz ratiņiem, ir vienādi.

Ņūtona pirmais likums. Inerciālās atskaites sistēmas

Kā pirmo dinamikas likumu Ņūtons pieņēma Galileja noteikto likumu: materiālais punkts uztur miera stāvokli vai vienmērīgu lineāru kustību, līdz citu ķermeņu ietekme to izved no šī stāvokļa.

Pirmais Ņūtona likums parāda, ka miera vai vienmērīgas lineāras kustības uzturēšanai nav vajadzīgas nekādas ārējas ietekmes. Tas atklāj īpašu ķermeņu dinamisko īpašību, ko sauc par to inerci.

Attiecīgi Ņūtona pirmo likumu sauc par inerces likumu, un ķermeņa kustību, ja nav citu ķermeņu ietekmes, sauc par kustību pēc inerces.

Mehāniskā kustība ir relatīva: tās raksturs vienam un tam pašam ķermenim var atšķirties dažādās atskaites sistēmās, kas pārvietojas viena pret otru. Piemēram, astronauts uz mākslīgā Zemes pavadoņa nekustas atskaites kadrā, kas saistīts ar satelītu. Tajā pašā laikā attiecībā pret Zemi tas pārvietojas kopā ar satelītu eliptiskā orbītā, t.i. ne vienmērīgi vai taisni.

Tāpēc ir dabiski, ka Ņūtona pirmais likums nav jāievēro katrā atskaites sistēmā. Piemēram, bumba, kas atrodas uz kuģa kajītes gludās grīdas, kas kustas taisni un vienmērīgi, var sākt kustēties pa grīdu, to neietekmējot no jebkādiem ķermeņiem. Lai to izdarītu, pietiek ar to, ka kuģa ātrums sāk mainīties.

Atsauces sistēmu, attiecībā pret kuru no ārējām ietekmēm brīvs materiāls punkts atrodas miera stāvoklī vai kustas vienmērīgi un taisni, sauc par inerciālo atskaites sistēmu. Pirmā likuma, Ņūtona pirmā likuma saturs būtībā ir samazināts līdz diviem apgalvojumiem: pirmkārt, ka visiem ķermeņiem piemīt inerces īpašība un, otrkārt, ka pastāv inerciālās atskaites sistēmas.

Jebkuras divas inerciālās atskaites sistēmas var pārvietoties viena pret otru tikai translācijas un turklāt vienmērīgi un taisni. Eksperimentāli noskaidrots, ka heliocentriskā atskaites sistēma ir praktiski inerciāla, kuras izcelsme atrodas Saules sistēmas masas centrā (aptuveni Saules centrā), un asis ir novilktas trīs attālu virzienu virzienā. zvaigznes, kas izvēlētas, piemēram, tā, lai koordinātu asis būtu savstarpēji perpendikulāras.

Laboratorijas atskaites sistēma, kuras koordinātu asis ir stingri savienotas ar Zemi, nav inerciāla galvenokārt Zemes ikdienas rotācijas dēļ. Taču Zeme griežas tik lēni, ka maksimālais normālais tās virsmas punktu paātrinājums ikdienas rotācijas laikā nepārsniedz 0,034 m/.Tāpēc lielākajā daļā praktisko problēmu laboratorijas atskaites sistēmu var aptuveni uzskatīt par inerciālu.

Inerciālajiem atskaites sistēmām ir īpaša loma ne tikai mehānikā, bet arī visās pārējās fizikas nozarēs. Tas ir saistīts ar faktu, ka saskaņā ar Einšteina relativitātes principu jebkura fiziskā likuma matemātiskajai izteiksmei ir jābūt vienādai formai visos inerciālajos atskaites sistēmās.

Spēks ir vektora lielums, kas ir citu ķermeņu mehāniskās iedarbības mērs uz attiecīgo ķermeni. Mehāniskā mijiedarbība var notikt gan starp ķermeņiem, kas tieši saskaras (piemēram, berzes laikā, kad ķermeņi spiežas viens pret otru), gan starp attāliem ķermeņiem. Īpašu matērijas formu, kas savieno vielas daļiņas atsevišķās sistēmās un ar ierobežotu ātrumu pārraida vienas daļiņas darbību uz otru, sauc par fizisko lauku vai vienkārši par lauku.

Mijiedarbība starp attāliem ķermeņiem tiek veikta, izmantojot to radītos gravitācijas un elektromagnētiskos laukus (piemēram, planētu piesaiste Saulei, lādētu ķermeņu mijiedarbība, vadītāji ar strāvu utt.). Citu ķermeņu mehāniskā iedarbība uz noteiktu ķermeni izpaužas divējādi. Tas, pirmkārt, var izraisīt attiecīgā ķermeņa mehāniskās kustības stāvokļa izmaiņas un, otrkārt, tā deformāciju. Abas šīs spēka izpausmes var kalpot par pamatu spēku mērīšanai. Piemēram, spēku mērīšana, izmantojot atsperu dinamometru, pamatojoties uz Huka likumu garenvirziena spriedzei. Izmantojot spēka jēdzienu mehānikā, mēs parasti runājam par ķermeņa kustību un deformāciju tam pielikto spēku ietekmē.

Šajā gadījumā, protams, katrs spēks vienmēr atbilst kādam ķermenim, kas ar šo spēku iedarbojas uz aplūkojamo objektu.

Spēks F ir pilnībā noteikts, ja ir norādīts tā lielums, virziens telpā un pielietojuma punkts. Taisni, pa kuru tiek virzīts spēks, sauc par spēka darbības līniju.

Lauku, kas iedarbojas uz materiālu punktu ar spēku F, sauc par stacionāru lauku, ja tas nemainās laikā t, t.i. ja jebkurā lauka punktā spēks F nav tieši atkarīgs no laika:

Lai lauks būtu nekustīgs, ir nepieciešams, lai ķermeņi, kas to rada, būtu miera stāvoklī attiecībā pret inerciālo atskaites sistēmu, ko izmanto, apsverot lauku.

Vairāku spēku vienlaicīga iedarbība uz materiālu punktu M ir ekvivalents viena spēka darbībai, ko sauc par rezultējošo spēku vai rezultējošo spēku, un ir vienāds ar to ģeometrisko summu.

Tas attēlo spēku noslēguma daudzstūri

Svars. Pulss

Klasiskajā mehānikā materiāla punkta masa ir pozitīvs skalārais lielums, kas ir šī punkta inerces mērs. Spēka ietekmē materiālais punkts nemaina savu ātrumu momentāli, bet gan pakāpeniski, t.i. iegūst ierobežotu paātrinājumu, kas ir mazāks, jo lielāka ir materiālā punkta masa. Lai salīdzinātu divu materiālu punktu masas, pietiek izmērīt moduļus un paātrinājumus, ko šie punkti iegūst viena un tā paša spēka iedarbībā:

Parasti ķermeņa svaru nosaka, sverot uz sviras skalas.

Klasiskajā mehānikā tiek uzskatīts, ka:

a) Materiālā punkta masa nav atkarīga no punkta kustības stāvokļa, jo tā ir tā konstante raksturlielums.

b) Masa ir aditīvs lielums, t.i. sistēmas (piemēram, ķermeņa) masa ir vienāda ar visu materiālo punktu masu summu, kas ir šīs sistēmas daļa.

c) Slēgtas sistēmas masa paliek nemainīga jebkādu šajā sistēmā notiekošo procesu laikā (masas nezūdamības likums).

Ķermeņa blīvums ρ dotajā punktā M ir neliela ķermeņa elementa, ieskaitot punktu M, masas dm attiecība pret šī elementa tilpuma vērtību dV:

Aplūkojamā elementa izmēriem jābūt tik maziem, lai, mainot blīvumu tā robežās, varētu sasniegt daudzkārt lielākus starpmolekulāros attālumus.

Ķermeni sauc par viendabīgu, ja blīvums visos tā punktos ir vienāds. Viendabīga ķermeņa masa ir vienāda ar tā blīvuma un tilpuma reizinājumu:

Neviendabīga ķermeņa masa:

kur ρ ir koordinātu funkcija, un integrācija tiek veikta visā ķermeņa tilpumā. Nehomogēna ķermeņa vidējais blīvums (ρ) ir tā masas un tilpuma attiecība: (ρ)=m/V.

Materiālu punktu sistēmas masas centru sauc par punktu C, kura rādiusa vektors ir vienāds ar:

kur un ir i-tā materiālā punkta masas un rādiusa vektors, n ir kopējais materiālo punktu skaits sistēmā, un m= ir visas sistēmas masa.

Masas ātruma centrs:

Vektora lielumu, kas vienāds ar materiāla punkta masas un tā ātruma reizinājumu, sauc par šī materiāla punkta impulsu vai impulsu. Materiālo punktu sistēmas impulss ir vektors p, kas vienāds ar visu sistēmas materiālo punktu momentu ģeometrisko summu:

Sistēmas impulss ir vienāds ar visas sistēmas masas un tās masas centra ātruma reizinājumu:

Ņūtona otrais likums

Materiālā punkta dinamikas pamatlikums ir Ņūtona otrais likums, kas runā par to, kā mainās materiāla punkta mehāniskā kustība tam pielikto spēku ietekmē. Otrais Ņūtona likums nosaka: materiāla punkta impulsa maiņas ātrums ρ ir vienāds ar spēku F, kas uz to iedarbojas, t.i.

kur m un v ir materiālā punkta masa un ātrums.

Ja uz kādu materiālu punktu iedarbojas vairāki spēki vienlaikus, tad spēks F Ņūtona otrajā likumā ir jāsaprot kā visu iedarbojošo spēku ģeometriskā summa - gan aktīvo, gan reakcijas reakciju, t.i. rezultējošais spēks.

Vektora lielumu F dt sauc par spēka F elementāro impulsu uz īsu tā darbības laiku dt. Spēka F impulss uz noteiktu laika periodu no līdz ir vienāds ar noteiktu integrāli:

kur F kopumā ir atkarīgs no laika t.

Saskaņā ar otro Ņūtona likumu materiāla punkta impulsa izmaiņas ir vienādas ar spēka impulsu, kas uz to iedarbojas:

dp = F dt un ,

Kur – materiālā punkta impulsa vērtība apskatāmā laika perioda beigās () un sākumā ().

Tā kā Ņūtona mehānikā materiāla punkta masa m nav atkarīga no punkta kustības stāvokļa, tad

Tāpēc Ņūtona otrā likuma matemātisko izteiksmi var attēlot arī formā

kur ir materiāla punkta paātrinājums, r ir tā rādiusa vektors. Attiecīgi Ņūtona otrā likuma formulējumā teikts: materiāla punkta paātrinājums virzienā sakrīt ar spēku, kas uz to iedarbojas, un ir vienāds ar šī spēka attiecību pret materiālā punkta masu.

Materiāla tangenciālo un normālo paātrinājumu nosaka attiecīgās spēka F sastāvdaļas

kur ir materiāla punkta ātruma vektora lielums, un R ir tā trajektorijas izliekuma rādiuss. Spēks, kas nodrošina normālu paātrinājumu materiālam punktam, ir vērsts uz punkta trajektorijas izliekuma centru, un tāpēc to sauc par centripetālo spēku.

Ja uz kādu materiālu punktu iedarbojas vairāki spēki vienlaikus , tad tā paātrinājums

Kur. Līdz ar to katrs spēks, kas vienlaikus iedarbojas uz kādu materiālu punktu, piešķir tam tādu pašu paātrinājumu, it kā citu spēku nebūtu (spēku darbības neatkarības princips).

Materiāla punkta kustības diferenciālvienādojumu sauc par vienādojumu

Projekcijās uz taisnstūra Dekarta koordinātu sistēmas asīm šim vienādojumam ir šāda forma

kur x, y un z ir kustīgā punkta koordinātas.

Ņūtona trešais likums. Masas centra kustība

Ķermeņu mehāniskā iedarbība vienam uz otru izpaužas to mijiedarbības veidā. Par to liecina trešais Ņūtona likums: divi materiāli punkti iedarbojas viens uz otru ar spēkiem, kas ir skaitliski vienādi un ir vērsti pretējos virzienos pa taisni, kas savieno šos punktus.

Ja spēks, kas iedarbojas uz i-to materiālo punktu no k-tās puses, un ir spēks, kas iedarbojas uz k-to materiālo punktu no i-tās puses,tad saskaņā ar Ņūtona trešo likumu

Spēki tiek pielikti dažādiem materiālajiem punktiem un var būt savstarpēji līdzsvaroti tikai tajos gadījumos, kad šie punkti pieder vienam un tam pašam absolūti cietam ķermenim.

Ņūtona trešais likums ir būtisks papildinājums pirmajam un otrajam likumam. Tas ļauj pāriet no viena materiāla punkta dinamikas uz patvaļīgas mehāniskās sistēmas (materiālu punktu sistēmas) dinamiku. No Ņūtona trešā likuma izriet, ka jebkurā mehāniskajā sistēmā visu iekšējo spēku ģeometriskā summa ir vienāda ar nulli:

kur n ir sistēmā iekļauto materiālo punktu skaits un .

Vektoru, kas vienāds ar visu ārējo spēku, kas iedarbojas uz sistēmu, ģeometrisko summu, sauc par galveno ārējo spēku vektoru:

kur i-tajam materiālajam punktam pielikto ārējo spēku rezultants.

No Ņūtona otrā un trešā likuma izriet, ka mehāniskās sistēmas impulsa p pirmais atvasinājums attiecībā pret laiku t ir vienāds ar visu sistēmai pielikto ārējo spēku galveno vektoru.

.

Šis vienādojums izsaka sistēmas impulsa izmaiņu likumu.

Tā kā , kur m ir sistēmas masa un tās masas centra ātrums, tad mehāniskās sistēmas masas centra kustības likumam ir forma

, vai ,

kur ir masas centra paātrinājums. Tādējādi mehāniskās sistēmas masas centrs pārvietojas kā materiāls punkts, kura masa ir vienāda ar visas sistēmas masu un uz kuru iedarbojas spēks, kas vienāds ar galveno sistēmai pielikto ārējo spēku vektoru.

Ja apskatāmā sistēma ir stingrs ķermenis, kas pārvietojas translācijas ceļā, tad visu ķermeņa punktu un tā masas centra ātrumi ir vienādi un vienādi ar ķermeņa ātrumu v. Attiecīgi ķermeņa paātrinājumam un stingra ķermeņa translācijas kustības dinamikas pamatvienādojumam ir forma

Argumentē, ka inerciālās sistēmās ķermeņa paātrinājums ir proporcionāls pieliktajam spēkam, fiziskajam daudzumam, kas ir mijiedarbības kvantitatīvais mērs. Ķermeņu mijiedarbību raksturojošā spēka lielumu var noteikt, piemēram, deformējot elastīgu ķermeni, kas papildus tiek ievadīts sistēmā, lai mijiedarbība ar to pilnībā kompensētu sākotnējo. Proporcionalitātes faktors...

Visu mehāniskajā sistēmā iedarbojošo spēku lielumu un virzienu, to materiālo ķermeņu masu, no kuriem tā sastāv, un tā uzvedību laikā var aprēķināt ar pilnīgu precizitāti. Tas ir otrais Ņūtona likums, kas piešķir visai klasiskajai mehānikai savu īpašo šarmu – sāk šķist, ka visa fiziskā pasaule ir strukturēta kā visprecīzākais hronometrs, un nekas tajā nekrīt acīs...

195. Uz galda stāv grāmata. Ar kādiem ķermeņiem tas mijiedarbojas? Kāpēc grāmata ir miera stāvoklī?
Grāmata, kas guļ uz galda, mijiedarbojas ar Zemi un galdu. Tas ir miera stāvoklī, jo šīs mijiedarbības ir līdzsvarotas.

196. Kuru ķermeņu mijiedarbība nosaka mākoņu kustību; no loka izšauta bulta; šāviņš ieroča stobra iekšpusē, kad tiek izšauts; vēja turbīnas spārnu rotācija?
Mākonī ieplūstošo ūdens pilienu mijiedarbība ar gaisa straumēm un Zemi.
Mijiedarbība ar loka stīgu, Zemi un gaisu.
Mijiedarbība ar gāzēm, kas veidojas šaujampulvera, pistoles stobra, tā krājuma un Zemes eksplozijas rezultātā.
Dzirnavu spārnu mijiedarbība ar ienākošo gaisa plūsmu.

197. Dodiet 3-5 ķermeņu nosaukumus, ar kuriem mijiedarbības rezultātā bumba var kustēties (vai mainīt kustības virzienu).
Futbolista pēda, tenisa rakete, golfa nūja, beisbola nūja, gaisa plūsma.

198. Kas notiks ar uz vītnēm piekārtu atsperi, ja to saspiežošo vītni AB sadedzinās ar sērkociņu (38. att.)?
Vītnes A B darbība uz atsperi apstāsies, un tā atsprāgs un sāks kustēties.

199. Kāpēc ugunsdzēsējam ir grūti noturēt ugunsdzēsības šļūteni, no kuras izplūst ūdens?
Sakarā ar atsitiena fenomenu.

200. Kāpēc caurule novirzās, kad no tās izplūst ūdens (39. att.)?
Plūstošā ūdens un caurules mijiedarbības rezultātā pēdējā sāks kustēties.

201. Kāpēc caurule nenovirzās, ja caurulei piestiprināts kartona gabals tiek novietots no tās izplūstošā ūdens ceļā (sk. 200. uzdevumu), kā parādīts 40. attēlā?
Mijiedarbība starp cauruli un ūdeni tiek līdzsvarota ar mijiedarbību starp kartonu un cauruli, un tādējādi caurule paliek miera stāvoklī.

202. Kāpēc uz vītnes piekārts trauks griežas, kad ūdens izplūst (41. att.)?
Ūdens plūsma, kas plūst no caurulēm, iedarbojas uz cauruļu sieniņām. Tā rezultātā kuģis griežas.

203. Kolba ir piekārta uz vītnes (42. att.). Vai kolba paliks miera stāvoklī, kad tajā esošais ūdens stipri uzvārās? Izskaidrojiet parādību.
Nē. skatīt nr.202.

204. Atsevišķos parkos bērnu rotaļu laukumos ir uzstādīti koka cilindri (bungas), kas griežas pa horizontālu asi. Kurā virzienā un kad bērns skrien pa to?
Bērns tiek atstumts no cilindra, un tas kustas pretējā virzienā.

205. Zivs var virzīties uz priekšu, ar žaunām izmetot ūdens strūklas. Izskaidrojiet šo fenomenu.
Šo kustības principu sauc par reaktīvo. Zivs žaunu izmestais ūdens iedarbojas uz zivi, kura tāpēc sāk kustēties.

206. Kādam mērķim ir ūdensputniem tīklotas pēdas?
Pēdas ar tīmekli nodrošina pastiprinātu mijiedarbību starp ūdeni un putnu.

207. Kāpēc šaušanas laikā šautenes buferis ir cieši jāpiespiež pie pleca?
Vaļīgs sēžamvieta var izraisīt pleca traumu atsitiena rezultātā.

208. Kāpēc šāviņš un lielgabals iegūst atšķirīgu ātrumu, kad tiek izšauts?
Pistoles masa ir daudzkārt lielāka par šāviņa masu, un attiecīgi pistoles ātrums būs daudzkārt mazāks par šāviņa ātrumu.

209. Zēns lec no piekrautas liellaivas krastā. Kāpēc baržas kustība lēcienam pretējā virzienā ir nemanāma?
Liellaivas masa ir daudz lielāka par zēna masu, un rezultātā lielgabala ātrums ir praktiski nulle.

210. Vienādā attālumā no krasta atrodas laiva ar kravu un tā pati laiva bez kravas. No kuras laivas ir vieglāk izlēkt krastā? Kāpēc?
No piekrautas laivas ir vieglāk izlēkt, jo tai ir lielāka masa.

211. a) Saspiestā stāvoklī statīva atspere tiek turēta ar vītni (43. att., a). Ja vītne tiek sadedzināta punktā A, atspere aizlidos. Norādiet, kuru ķermeņu mijiedarbība izraisa atsperes kustību.
b) Ja, piemēram, bumbiņu vispirms uzliek uz atsperes, tad tā sāks kustēties. Kuru ķermeņu mijiedarbība izraisīs bumbiņas kustību?
c) Kreisajā ratā ir kubs no dzelzs, labajā - no koka (43. att., b). Starp ratiem tiek novietota ar vītni saspiesta atspere. Ja vītne ir sadedzināta, rati sāks kustēties. Kuriem ratiem būs vislielākais ātrums? Kāpēc?
a) Atsperes, balsta un vītnes mijiedarbība.
b) Atsperes, vītnes, lodītes un atbalsta mijiedarbība.
c) m1v1 = m2v2. Tas nozīmē, ka rati ar koka kluci iegūs lielāku ātrumu, jo tiem ir mazāka masa.

212. Kreisais rats (skat. 211. uzdevumu, c) ieguva ātrumu 4 cm/s, labais - 60 cm/s. Kuri rati sver vairāk un cik reizes?

213. Kāda ir kreiso ratu masa (skat. 212. uzdevumu), ja labā rata masa ir 50 g?

214. Gājējs, kas sver 90 kg, pārvietojas ar ātrumu 3,6 km/h, un suns, kas sver 7,5 kg, skrien ar ātrumu 12 m/s. Atrodiet gājēja un suņa impulsu attiecību.

215. a) Atsperes galā ir piestiprināta tērauda plāksne (44. att.). Atsperi saspiestā stāvoklī notur vītne. Ja jūs sadedzinat diegu, atspere iztaisnojas un tērauda plāksne vienlaikus atsitas pret bumbiņām, kas atrodas uz galda. Bumbiņu masas ir vienādas, taču tās ir izgatavotas no dažādiem metāliem (alumīnija, svina, tērauda). No kāda metāla ir izgatavota bumba 1, bumba 2 un bumba 3? (Attēlā katras bumbiņas atrašanās vieta pēc trieciena ir norādīta ar punktētu līniju.)
b) Starp ratiem ievieto ar vītnes palīdzību saspiestu atsperi (skat. 43. att., b). Ja pavediens ir sadedzināts, tad mijiedarbības rezultātā ar atsperi rati sāks kustēties. Kā atšķirsies ratu iegūtie ātrumi, ja kreiso ratu masa ir 7,5 kg, bet labā – 1,5 kg?

216. Starp ratiem, kā parādīts 45. attēlā, novietota atspere, kuras galus sasien ar diegu. Uz ratiem ir trauki ar smiltīm. Kad vītne tika sadedzināta, labais rats ieguva lielāku ātrumu nekā kreisais. Kā to var izskaidrot?
Kreisais rats ir smagāks par labo.

217. Kāda ir labā rata masa (skat. 216. uzdevumu), ja tie ieguvuši 0,5 reizes lielāku ātrumu nekā kreisie rati, kuru masa ar kravu ir 450 g?

218. Puika izvēlas virvi, un laivas ezerā tuvojas viena otrai (46. att.). Kura no divām vienādām laivām iegūst lielāku ātrumu, tuvojoties viena otrai? Kāpēc?
Kreisajai laivai ir lielāks ātrums, jo tā ir vieglāka par labo, kurā sēž bērns.

219. Diviem ratiem mijiedarbojoties, to ātrums mainās uz 20 un 60 cm/s. Lielāko ratiņu masa ir 0,6 kg. Kāda ir mazākā ratiņa masa?

220. Vienādi spēki tika pielikti uz galda gulošajām bumbiņām vienādu laika periodu. Šajā gadījumā bumba, kas sver 3 kg, ieguva ātrumu 15 cm/s. Kādu ātrumu iegūst 1 kg smaga bumba?

221. No stāvošas 30 kg smagas piepūšamās laivas krastā izlēca 45 kg smags zēns. Tajā pašā laikā laiva ieguva ātrumu 1,5 m/s attiecībā pret krastu. Kāds ir zēna ātrums attiecībā pret laivu?

222. Zēns, kura masa ir 46 kg, no stāvoša 1 tonna smaga plosta izlēca krastā ar ātrumu 1,5 m/s.Kādu ātrumu plosts ieguva attiecībā pret krastu?

223. Vai divi sākotnēji nekustīgi ķermeņi viens ar otru mijiedarbības rezultātā var iegūt skaitliski vienādus ātrumus?
Viņi var, ja to masa ir vienāda.

224. Gaiss zem sūkņa virzuļa bija saspiests. Vai gaisa masa ir mainījusies?
Gaisa masa nav mainījusies.

225. Svars tika nolaists traukā ar ūdeni. Vai svara masa ir mainījusies?
Svara masa nav mainījusies.

226. Sacensībās virves vilkšanā divi zēni velk virvi dažādos virzienos, katrs pieliekot tai 500 N lielu spēku. Vai virve pārtrūks, ja tā var izturēt tikai 800 N lielu spriegošanas spēku?
Tas neplīsīs, jo uz to iedarbojas tikai 500 N spēks.

227. Vai mainīsies ūdens masa, daļai pārvēršoties ledū vai tvaikā?
Tā masa mainīsies par summu, kas vienāda ar ledus vai tvaika masu.