Какое свойство тел характеризует инертность тела
Взаимодействие тел, инертность, масса
Из наблюдений можно заметить, что тела изменяют свою скорость только при наличии не скомпенсированного действия. Т. к. быстрота изменения скорости характеризуется ускорением тела, можем заключить, что причиной ускорения является некомпенсированное действие одного тела на другое. Но одно тело не может действовать на другое, не испытывая его действия на себе. Следовательно, ускорение появляется при взаимодействии тел. Ускорение приобретают оба взаимодействующие тела. Так же из наблюдений можно установить ещё один факт: при одинаковом действии разные тела приобретают разные ускорения.
Установились считать: чем меньше ускорение приобретает тело при взаимодействии, тем инертнее это тело.
Инертность – это свойство тела сохранять свою скорость постоянной (то же, что и инерция). Проявляет себя в том, что для изменения скорости тела требуется некоторое время. Процесс изменения скорости не может быть мгновенным.
Например, движущийся по дороге автомобиль не может мгновенно остановиться, для уменьшения скорости требуется некоторое время, а за это время он успевает переместиться на довольно большое расстояние (десятки метров). (Осторожно переходите дорогу!!!)
Мерой инертности является инертная масса.
Масса (инертная) – мера инертности тела.
Чем инертнее тело, тем больше его масса. Чем больше инертность, тем меньше ускорение. Следовательно, чем больше масса тела, тем меньше его ускорение: a∼1mboxed{asimfrac 1m}.
Данная зависимость записана единственно правильным способом, т. к. форма m∼1am sim frac 1a не верна. Масса не может зависеть от ускорения, она является свойством тела, а ускорение является характеристикой состояния движения тела.
Данная зависимость подтверждается многочисленными опытными результатами.
Рис. 2 Измерение массы методом взаимодействия тел.
Два тела, скреплённые между собой сжатой пружиной, после пережигания нити, удерживающей пружину, начинают двигаться не которое время с ускорением (рис. 1) . Опыт показывает, что при любых взаимодействиях данных двух тел отношение ускорений тел равно обратному отношению их масс:
[frac{a_1}{a_2} = frac{m_2}{m_1};]
если взять первую массу за эталонную (m1=mэтm_1 = m_mathrm{эт}), то m2=mэтaэтa2m_2 = m_mathrm{эт}frac{a_mathrm{эт}}{a_2}.
Масса, измеренная путём взаимодействия (измерения ускорения), называется инертной.
Измерение массы методом взвешивания тел.
Второй способ измерения масс основан на сравнении действия Земли на различные тела. Такое сравнение можно осуществить либо последовательно (сначала определяют растяжение пружины под действием эталонных масс, а потом под действием исследуемого тела в тех же условиях), либо одновременно располагают на равноплечих рычажных весах на одной чаше исследуемое тело, а на другой эталонные массы (рис. 2).
Рис. 2
 |
| Рис. 3 |
Масса, измеренная путём взвешивания, называется гравитационной.
В качестве эталона и той и другой массы принята масса тела, выполненного в форме цилиндра высотой 39 мм39 mathrm{мм} и диаметром 39 мм39 mathrm{мм}, изготовленного из сплава 10 % иридия и 90 % платины (рис. 3).
В 1971 г наши соотечественники Брагинский и Панов придумали и провели опыт по сравнению массы гравитационной и инертной. Оказалось, что с точностью до 10-1210^{-12} % эти массы равны.
Данный факт известен был и ранее, и послужил основанием для формулировки Эйнштейном принципа эквивалентности.
Принцип эквивалентности утверждает, что
1) ускорение, вызванное гравитационным взаимодействием в малой области пространства, и за небольшой интервал времени, неотличимо от ускоренно движущейся системы отсчёта.
2) ускоренно движущееся тело эквивалентно неподвижному телу, находящемуся в гравитационном поле.
Пример 1.
Два тела массами 400 г400 mathrm{г} и 600 г600 mathrm{г} двигались навстречу друг другу и после удара остановились. Какова скорость второго тела, если первое двигалось со скоростью 3 м/с3 mathrm{м}/mathrm{с}?
Решение.
Сила, возникающая при взаимодействии тел, конечно же, не остаётся постоянной, и ускорения тоже. Мы будем считать, что и силы, и ускорения принимают некоторы е средние значения, причём одинаковые для любого момента времени. Отношение ускорений тел равно обратному отношению их масс: a1a2=m2m1frac{a_1}{a_2} = frac{m_2}{m_1}. В свою очередь, ускорение равно отношению изменения скорости ко времени изменения. Конечные скорости тел равны нулю, а время взаимодействия одинаково для обоих тел:
[frac{m_2}{m_1} = frac{a_1}{a_2} = frac{frac{Delta v_1}{Delta t}}{frac{Delta v_2}{Delta t}} = frac{v_mathrm{к1}-v_{01}}{v_mathrm{к2}-v_{02}} = frac{v_{01}}{v_{02}},]
откуда получим искомую скорость: v02=m1m2·v01.v_{02} = frac{m_1}{m_2}cdot v_{01}.
Количественно ответ будет таким: v02=0,4 кг0,6 кг·3 мс=2 мсv_{02} = frac{0,4 mathrm{кг}}{0,6 mathrm{кг}}cdot 3 frac{mathrm{м}}{mathrm{с}} = 2 frac{mathrm{м}}{mathrm{с}}.
Подробности
Просмотров: 531
«Физика — 10 класс»
Инертность тела.
Мы уже говорили о явлении инерции.
Именно вследствие инерции покоящееся тело приобретает заметную скорость под действием силы не сразу, а лишь за некоторый интервал времени.
Инертность — свойство тел по-разному изменять свою скорость под действием одной и той же силы.
Ускорение возникает сразу, одновременно с началом действия силы, но скорость нарастает постепенно.
Даже очень большая сила не в состоянии сообщить телу сразу значительную скорость.
Для этого нужно время.
Чтобы остановить тело, опять-таки нужно, чтобы тормозящая сила, как бы она ни была велика, действовала некоторое время.
Именно эти факты имеют в виду, когда говорят, что тела инертны, т. е. одним из свойств тела является инертность.
Масса.
Количественной мерой инертности является масса.
Приведём примеры простых опытов, в которых очень отчётливо проявляется инертность тел.
1. На рисунке 2.4 изображён массивный шар, подвешенный на тонкой нити.
Внизу к шару привязана точно такая же нить.
Если медленно тянуть за нижнюю нить, то порвётся верхняя нить: ведь на неё действуют и шар своей тяжестью, и сила, с которой мы тянем шар вниз.
Однако если за нижнюю нить очень быстро дёрнуть, то оборвётся именно она, что на первый взгляд довольно странно.
Но это легко объяснить.
Когда мы тянем за нить медленно, то шар постепенно опускается, растягивая верхнюю нить до тех пор, пока она не оборвётся.
При быстром рывке с большой силой шар получает большое ускорение, но скорость его не успевает увеличиться сколько-нибудь значительно за тот малый промежуток времени, в течение которого нижняя нить сильно растягивается и обрывается.
Верхняя нить поэтому мало растягивается и остаётся целой.
2. Интересен опыт с длинной палкой, подвешенной на бумажных кольцах (рис. 2.5).
Если резко ударить по палке железным стержнем, то палка ломается, а бумажные кольца остаются невредимыми.
3. Наконец, самый, пожалуй, эффектный опыт.
Если выстрелить в пустой пластмассовый сосуд, пуля оставит в стенках правильные отверстия, но сосуд останется целым.
Если же выстрелить в такой же сосуд, заполненный водой, то сосуд разорвётся на мелкие части.
Это объясняется тем, что вода малосжимаема и небольшое изменение её объёма приводит к резкому возрастанию давления.
Когда пуля очень быстро входит в воду, пробив стенку сосуда, давление резко возрастает.
Из-за инертности воды её уровень не успевает повыситься, и возросшее давление разрывает сосуд на части.
Чем больше масса тела, тем больше его инертность, тем сложнее вывести тело из первоначального состояния, т. е. заставить его двигаться или, наоборот, остановить его движение.
Единица массы.
В кинематике мы пользовались двумя основными физическими величинами — длиной и временем.
Для единиц этих величин установлены соответствующие эталоны, сравнением с которыми определяются любая длина и любой интервал времени.
Единицей длины является метр, а единицей времени — секунда.
Все другие кинематические величины не имеют эталонов единиц.
Единицы таких величин называются производными.
При переходе к динамике мы должны ввести ещё одну основную единицу и установить её эталон.
В Международной системе единиц (СИ) за единицу массы — один килограмм (1 кг) — принята масса эталонной гири из сплава платины и иридия, которая хранится в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа.
Точные копии этой гири имеются во всех странах.
Приближённо массу 1 кг имеет вода объёмом 1 л при комнатной температуре.
Легко осуществимые способы сравнения любой массы с массой эталона путём взвешивания мы рассмотрим позднее.
Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Динамика — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика
Основное утверждение механики —
Сила —
Инертность тела. Масса. Единица массы —
Первый закон Ньютона —
Второй закон Ньютона —
Принцип суперпозиции сил —
Примеры решения задач по теме «Второй закон Ньютона» —
Третий закон Ньютона —
Геоцентрическая система отсчёта —
Принцип относительности Галилея. Инвариантные и относительные величины —
Силы в природе —
Сила тяжести и сила всемирного тяготения —
Сила тяжести на других планетах —
Примеры решения задач по теме «Закон всемирного тяготения» —
Первая космическая скорость —
Примеры решения задач по теме «Первая космическая скорость» —
Вес. Невесомость —
Деформация и силы упругости. Закон Гука —
Примеры решения задач по теме «Силы упругости. Закон Гука» —
Силы трения —
Примеры решения задач по теме «Силы трения» —
Примеры решения задач по теме «Силы трения» (продолжение) —
Анонимный вопрос · 7 декабря 2018
3,3 K
Для характеристики инертности тела в поступательном движении введена инерционная масса (скалярная величина).
Для характеристик инертности тела во вращательных движениях введены моменты инерции (скалярные величины):
- осевой момент инерции,
- центробежный момент инерции,
- геометрические моменты инерции,
- момент инерции относительно плоскости,
- центральный момент инерции,
а также тензор инерции (тензорная величина).
Для характеристики способности тела участвовать в гравитационном взаимодействии введена гравитационная масса (скалярная величина).
В химии газы, ранее известны как инертные из-за предполагаемого отсутствия участия в каких-либо химических реакциях, были переименованы в благородные газы, так как стало известно, что эти газы реагируют с образованием химических соединений, например, тетрафторида ксенона.
Термин «инертный» также может быть применён в относительном смысле, как «не реакционно-способный».
Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…
Для характеристики инертности тела введена такая величина, как масса, чем она больше, тем выше инертность, то есть больше времени потребуется телу для совершения движения.
Почему потенциальная энергия всегда стремится к нулю?
Аспирант Принстона, выпускник кафедры физики частиц и космологии МГУ
Правильнее было бы сказать к минимуму. Полная энергия в системе сохраняется. Возьмем механическую систему с трением, полная энергия состоит из 3 частей: кинетическая, потенциальная и тепловая. Первые два вида — механическая энергия, переходят в третью только в результате движения, а тепловая энергия наоборот самопроизвольно не может переходить в кинетическую и потенциальную, это противоречит 2 началу термодинамики. Поэтому механическая энергия всегда уменьшается если есть движение и трение, так будет пока тело не остановится.
Допустим движения нет, и мы находимся не в минимуме потенциальной энергии, тогда потенциальная энергия может перейти в кинетическую, и тело начнет двигаться. В результате механическая энергия снова будет переходить в тепловую. Так может продолжаться до тех пор, пока лишней потенциальной энергии не останется и тело при этом не остановится, то есть пока потенциальная энергия не достигнет минимума, а кинетическая нуля.
Прочитать ещё 1 ответ
Что характеризует сила?
младший научный сотрудник ФТИ им. Иоффе
сила в физике — мера воздействия на данное тело со стороны других тел или полей. Величина и направление силы определяют изменение скорости тела. Выражается это вторым законом Ньютона — масса тела, умноженная на ускорение равняется действующей на тело силе. Измеряется сила в ньютонах, Один ньютон — такая сила, под действием которой тело с массой 1 килограмм ускоряется на 1 метр в секунду за 1 секунду
Информация обладает энергией или энергия обладает информацией ?
Рассуждаем логически: любая информация несёт в себе энергию, просматривая фильмы различных жанров вы насыщаетесь энергией радости, любви, ужаса, эротики, и так далее, в зависимости от жанра, замысла режиссера и способа воплощения картины командой профессионалов. С другой стороны, информация это скорее разновидность энергии, которая сама по себе является более общим понятием и способна принимать бесчисленное количество форм, включая информационную. Следовательно , всякая информация это энергия, но не всякая энергия — это информация. Одно и то же энергетическое явление будет нести совершенно различный смысл воспринимающему его субъекту , в зависимости от происхождения, вида и миллиона прочих параметров, а для оных и вообще будет лишено всякого информационного смысла, но не перестанет от этого быть энергией.
Прочитать ещё 1 ответ
Как учёные обнаружили, что скорость света — предел?
Все слышали про общую теорию относительности, и все примерно представляют себе ее тезисы. Вспомним один из них.
Время относительно. Это буквально означает, что если двигаться мимо совершенно точных и исправных часов (с любой скоростью), они покажутся вам идущими медленно. Одна секунда на них будет длиться для вас дольше секунды — тем дольше, чем быстрее вы двигаетесь. Но та же одна секунда этих часов будет длиться ровно одну секунду для того, кто в этот момент просто стоит возле них.
То же происходит с пространством. Если вы двигаетесь навстречу шару и каким-нибудь образом успеете на ходу измерить его диаметр, выставив линейку по направлению движения, окажется, что шар для вас стал сплюснутым. Да, верно: тем более сплюснутым, чем быстрее вы двигаетесь.
И вот мы двигаемся все быстрее. Еще быстрее, еще быстрее. Шары на нашем пути сплющиваются, часы на нашем пути замедляются. Они делают это с экспоненциальной скоростью: сначала чтобы заметить разницу нужно разогнаться очень сильно, чуть позже уже малейший прирост в скорости будет давать заметный невооруженным взглядом эффект сжатия. И так до тех пор, пока… пока все шары вокруг вас не станут дисками нулевой толщины с нулевым расстоянием между ними. Пока все часы не остановятся. Расстояние до любого объекта впереди или позади будет равно нулю, секунда на чужих часах будет длиться бесконечно. С вашей точки зрения вы будете находиться во всех точках своей траектории одновременно, а понятие времени или изменения просто исчезнет. Прошлое и будущее, равно как направления «вперед» и «назад» перестанут иметь для вас смысл.
Конечно, сделать этого вы не сможете, потому что у вас есть масса: вы сможете бесконечно приближаться к этой границе, но никогда не достигнете ее. Это асимптота на графиках восприятия пространства и времени. Но у света массы нет, и для него те же графики совпадают с асимптотами.
Строго говоря, называть эту скорость «скоростью света» не совсем точно. Это предел кривизны пространства и времени. Что угодно, не имеющее массы, окажется именно в этом пределе. Свету повезло быть именно такой сущностью, но с тем же успехом мы могли бы назвать эту величину «скоростью немассивных тел».
Свет движется с этой скоростью, потому что у него нет массы, а не сама скорость стала максимальной благодаря свету. Забудьте про свет. Представьте себе, каково быть объектом без массы, для которого перестало существовать время и пространство. Скорость — это расстояние, проходимое в единицу времени. Как можно развить скорость еще выше, когда расстояния и времени для вас уже не существует?
Прочитать ещё 5 ответов
Какая величина характеризует инертность тела?
Инертность – это свойство тела сохранять состояние движения. Свойство инертности характеризуется такой величиной, как масса. Чем тело тяжелее, тем его труднее сдвинуть с места или, наоборот, остановить
Почему груз, падающий с транспортного самлёта, не падает вниз вертикально?
А не падает он строго вертикально потому, что на него действует сила сопротивления ветра, которая и изменяет траекторию полёта
На полу вагона лежит мяч. Поезд трогается, и мяч начинает катиться по полу вагона. Укажите тело отсчёта, относительно которого верен закон инерции
Поезд начинает движение равноускорено, разгонясь до небходимой скорости, по нерции мяч начнёт такое же движение, но в противоположное направление. Относительно земли он будет двигаться равноускоренно, как и поезд, аналогично равноускоренно с мальчиком, а вот относительно поезда он будет двигаться с потосянной скоростью, следовательно, верен законинерции будт относительно поезда
Поезд движется относительно земли прямолинейно равномерно, а относительно автомобиля — равноускоренно. Является ли «автомобиль» инерциальной системой отсчёта? Дайте полный ответ
Нет, автомобиль не может являться инерциальной системой отсчёта. Так как поезд движется относительно автомобиля равноускоренно, значит можно утверждать и обратное, что автомобиль движется равноускоренно относительно поезда, тогда и относительно земли автомобиль будет двигаться равноускоренно (поезд же движется равномерно относительно земли). По определению ИСО — тела в ней движутся равномено и прямлинейно, а наш автомобиль — равноускоренно, следоватеьно, автомобиль не может являться инерциальной системой отсчета
В какой системе отсчета выполняются законы Ньютона?
Инерциальной системой отсчета называется такая система, в которой выполняются законы Ньютона
Впервые сформулировал закон, посвященный ИСО, Исаак Ньютон. Его заслуга заключается в том, что он первый научно показал факт, который лег в основу создания закона, который называем первым законом Ньютона. Что это за факт?
Скорость движущегося тела меняется не мгновено, а в результате какого-то действия в течение времени
Впервые сформулировал закон, посвященный ИСО, Исаак Ньютон. Заслуга Ньютона заключается в том, что он первый научно показал, что скорость движущегося тела меняется не мгновенно, а в результате какого-то действия в течение времени. Вот этот факт и лег в основу создания закона, который называем первым законом Ньютона
Какие факторы необходимы для того, чтобы материальная точка покоилась или двигалась равномерно и прямолинейно относительно ИСО?
Сумма всех внешних сил равна нулю
На тело не действиуют внешние силы
Инерциальные системы отсчета – это системы, относительно которых материальная точка при отсутствии на нее внешних воздействий или их взаимной компенсации покоится или движется равномерно и прямолинейно
При резком торможении мотоцикла передними тормозами, человек не волей стремится перелететь через руль мотоцикла. Какое явление при этом мы наблюдаем?
До торможения мотоцикл и человек двигались с единой скоростью, но мотоцикл при торможении эту скорость резко теряет, а человек нет, так как сам не тормозит, тем самым проявляется явление, при котором тело, в нашем случае человек, пытается сохранить свою скорость движения — инерция
Чтобы сдвинуть с места поезд необходимо приложить большую силу, чем чтобы сдвинуть легковой автомобиль. Выберите верное утверждение
Поезд обладает больше инертностью, чем автомобиль
Инертность – это свойство тела сохранять состояние движения. Свойство инертности характеризуется такой величиной, как масса. Чем тело тяжелее, тем его труднее сдвинуть с места или, наоборот, остановить
Как называется явление при котором тело стремится сохранить свое первоначальное состояние?
Инерция – это явление, при котором тело стремится сохранить свое первоначальное состояние. Если оно двигалось, то оно должно стремиться к тому, чтобы сохранять скорость этого движения