Ang lahat ng mga katawan sa walang hangin na espasyo ay bumagsak na may parehong acceleration. Ngunit bakit ito nangyayari? Bakit ang pagbilis ng isang malayang pagbagsak ng katawan ay hindi nakasalalay sa masa nito? Para masagot ang mga tanong na ito, kailangan nating pag-isipang mabuti ang kahulugan ng salitang “masa.”

Pag-isipan muna natin ang takbo ng pangangatuwiran ni Galileo, kung saan sinubukan niyang patunayan na ang lahat ng mga katawan ay dapat mahulog nang may parehong bilis. Hindi ba tayo, sa pamamagitan ng pangangatwiran sa magkatulad na mga imahe, ay darating sa konklusyon, halimbawa, na sa isang electric field ang lahat ng mga singil ay gumagalaw din sa parehong acceleration?

Hayaang magkaroon ng dalawang singil sa kuryente - malaki at maliit; Ipagpalagay natin na sa isang binigay na electric field ang isang malaking singil ay gumagalaw nang mas mabilis. Ikonekta natin ang mga singil na ito. Paano dapat gumalaw ngayon ang composite charge: mas mabilis o mas mabagal kaysa sa malaking charge? Isang bagay ang tiyak, na ang puwersa na kumikilos sa compound charge mula sa gilid electric field, magkakaroon ng higit pang mga puwersa na hiwalay na naranasan ng bawat pagsingil. Gayunpaman, ang impormasyong ito ay hindi pa rin sapat upang matukoy ang acceleration ng isang katawan; kailangan mo ring malaman ang kabuuang masa ng composite charge. Dahil sa kakulangan ng data, dapat nating matakpan ang ating pagtalakay sa mosyon ng isang compound charge.

Ngunit bakit hindi nakatagpo si Galileo ng katulad na mga paghihirap nang talakayin niya ang pagbagsak ng mabibigat at magaan na katawan? Paano naiiba ang paggalaw ng masa sa isang gravitational field sa paggalaw ng isang singil sa isang electric field? Lumalabas na walang pangunahing pagkakaiba dito. Upang matukoy ang paggalaw ng isang singil sa isang electric field, dapat nating malaman ang magnitude ng singil at masa: ang una sa kanila ay tumutukoy sa puwersa na kumikilos sa singil mula sa electric field, ang pangalawa ay tumutukoy sa acceleration sa isang ibinigay na puwersa. Upang matukoy ang paggalaw ng isang katawan sa isang gravitational field, kailangan ding isaalang-alang ang dalawang dami: ang gravitational charge at ang masa nito. Tinutukoy ng gravitational charge ang magnitude ng puwersa kung saan kumikilos ang gravitational field sa katawan, habang tinutukoy ng masa ang acceleration ng katawan sa kaso ng isang ibinigay na puwersa. Para kay Galileo, sapat na ang isang halaga dahil itinuturing niyang katumbas ng masa ang gravitational charge.

Karaniwang hindi ginagamit ng mga physicist ang terminong "gravitational charge", ngunit sa halip ay "mabigat na masa". Upang maiwasan ang pagkalito, ang masa na tumutukoy sa acceleration ng isang katawan sa ilalim ng isang puwersa ay tinatawag na "inertial mass." Kaya, halimbawa, ang masa na tinalakay sa espesyal na teorya ng relativity ay inertial mass.

Ilarawan natin ang mabibigat at hindi gumagalaw na masa nang medyo mas tumpak.

Ano ang ibig nating sabihin, halimbawa, sa pahayag na ang isang tinapay ay tumitimbang ng 1 kg? Ito ay tinapay na ang Earth ay umaakit sa sarili nito nang may puwersa V 1 kg (siyempre, ang tinapay ay umaakit sa Earth na may parehong puwersa). Bakit ang Earth ay umaakit ng isang tinapay na may lakas na 1 kg, at isa pa, mas malaki, sabihin, na may lakas na 2? kg? Dahil mas marami ang tinapay sa pangalawang tinapay kaysa sa una. O, tulad ng sinasabi nila, ang pangalawang tinapay ay may mas maraming masa (mas tiyak, dalawang beses na mas marami) kaysa sa una.

Ang bawat katawan ay may tiyak na timbang, at ang timbang ay nakasalalay sa mabigat na masa. Ang mabigat na masa ay isang katangian ng isang katawan na tumutukoy sa timbang nito, o, sa madaling salita, ang mabigat na masa ay tumutukoy sa dami ng puwersa kung saan ang katawan na pinag-uusapan ay naaakit ng ibang mga katawan. Kaya, ang dami T At M, na lumalabas sa formula (10) ay mabibigat na masa. Dapat tandaan na ang mabigat na masa ay isang tiyak na dami na nagpapakilala sa dami ng bagay na nakapaloob sa isang katawan. Ang timbang ng katawan, sa kabaligtaran, ay nakasalalay sa mga panlabas na kondisyon.

Sa pang-araw-araw na buhay, sa pamamagitan ng timbang naiintindihan natin ang puwersa kung saan ang isang katawan ay naaakit ng Earth; Madali nating pag-usapan ang bigat ng isang katawan na may kaugnayan sa Buwan, Araw, o anumang iba pang katawan. Kapag ang isang tao ay namamahala upang bisitahin ang iba pang mga planeta, magkakaroon siya ng pagkakataon na direktang i-verify na ang bigat ng isang katawan ay nakasalalay sa mass na may kaugnayan sa kung saan ito sinusukat. Isipin natin na ang mga astronaut, na pumunta sa Mars, ay nagdala ng isang tinapay, na may bigat na 1 sa Earth. kg. Sa pamamagitan ng pagtimbang nito sa ibabaw ng Mars, makikita nila na ang bigat ng tinapay ay katumbas ng 380 G. Ang mabigat na masa ng tinapay ay hindi nagbago sa panahon ng paglipad, ngunit ang bigat ng tinapay ay bumaba ng halos tatlong beses. Ang dahilan ay malinaw: ang mabigat na masa ng Mars ay mas mababa kaysa sa mabigat na masa ng Earth, kaya ang pagkahumaling ng tinapay sa Mars ay mas mababa kaysa sa Earth. Ngunit ang tinapay na ito ay masisiyahan ka sa eksaktong parehong paraan, hindi alintana kung saan ito kinakain - sa Earth o sa Mars. Mula sa halimbawang ito ay malinaw na ang isang katawan ay dapat na mailalarawan hindi sa bigat nito, ngunit sa mabigat na masa nito. Ang aming sistema ng mga yunit ay pinili sa paraang ang bigat ng isang katawan (kamag-anak sa Earth) ay ayon sa bilang na katumbas ng mabigat na masa, salamat lamang dito hindi natin kailangang makilala sa pagitan ng mabigat na masa at timbang ng katawan sa pang-araw-araw na buhay.

Isaalang-alang ang sumusunod na halimbawa. Hayaang dumating sa istasyon ang isang maikling kargamento na tren. Inilapat ang preno at agad na huminto ang tren. Pagkatapos ay dumating ang mabigat na lineup. Dito hindi mo maaring ihinto kaagad ang tren—kailangan mong bumagal nang mas matagal. Bakit napakatagal na huminto sa mga tren? magkaibang panahon? Kadalasan ang sagot ay mas mabigat ang pangalawang tren kaysa sa una - ito ang dahilan. Ang sagot na ito ay hindi tumpak. Ano ang pakialam ng tsuper ng lokomotibo sa bigat ng tren? Ang mahalaga lang sa kanya ay kung gaano kalaki ang resistensya ng tren sa pagbabawas ng bilis. Bakit natin ipagpalagay na ang tren, na mas malakas na naaakit ng Earth, ay lumalaban sa pagbabago ng bilis nang mas matigas ang ulo? Totoo, ang pang-araw-araw na mga obserbasyon ay nagpapakita na ito ay totoo, ngunit ito ay maaaring lumabas na ito ay isang purong pagkakataon. Walang lohikal na koneksyon sa pagitan ng bigat ng tren at ang paglaban na ibinibigay nito sa mga pagbabago sa bilis.

Kaya, hindi natin maipaliwanag sa pamamagitan ng bigat ng isang katawan (at, dahil dito, mabigat na masa) ang katotohanan na sa ilalim ng impluwensya ng magkaparehong pwersa ang isang katawan ay masunurin na nagbabago ng bilis nito, habang ang isa ay nangangailangan ng malaking oras para dito. Kailangan nating maghanap ng dahilan sa ibang lugar. Ang pag-aari ng isang katawan upang labanan ang isang pagbabago sa bilis ay tinatawag na inertia. Nabanggit namin kanina na sa Latin ang "inersia" ay nangangahulugang katamaran, pagkahilo. Kung ang isang katawan ay "tamad," ibig sabihin, nagbabago ang bilis nito nang mas mabagal, kung gayon ito ay sinasabing may mas malaking pagkawalang-kilos. Nakita natin na ang isang tren na may mas kaunting masa ay may mas kaunting inertia kaysa sa isang tren na may mas maraming masa. Dito muli naming ginamit ang salitang "masa", ngunit sa ibang kahulugan. Sa itaas, ang masa ay nailalarawan sa pagkahumaling ng isang katawan sa pamamagitan ng iba pang mga katawan, ngunit dito ito ay nagpapakilala sa pagkawalang-galaw ng isang katawan. Iyon ang dahilan kung bakit, upang maalis ang pagkalito sa paggamit ng parehong salitang "masa" sa dalawang magkaibang kahulugan, sinasabi nila ang "mabigat na masa" at "inert mass". Habang ang mabigat na masa ay nagpapakilala sa impluwensya ng gravitational sa isang katawan mula sa ibang mga katawan, ang inertial mass ay nagpapakilala sa pagkawalang-galaw ng katawan. Kung dumodoble ang mabigat na masa ng isang katawan, doble ang puwersa ng pagkahumaling nito ng ibang mga katawan. Kung ang inertial mass ay doble, kung gayon ang acceleration na nakuha ng katawan sa ilalim ng impluwensya ng isang naibigay na puwersa ay bababa ng kalahati. Kung, sa isang inertial mass na dalawang beses na mas malaki, hinihiling namin na ang acceleration ng katawan ay mananatiling pareho, pagkatapos ay dalawang beses na mas maraming puwersa ang kailangang ilapat dito.

Ano ang mangyayari kung ang lahat ng katawan ay may inert mass na katumbas ng mabigat na masa? Magkaroon tayo, halimbawa, ng isang piraso ng bakal at isang bato, at ang inert mass ng piraso ng bakal ay tatlong beses na mas malaki kaysa sa inert mass ng bato. Nangangahulugan ito na upang makapagbigay ng pantay na mga acceleration sa mga katawan na ito, ang isang piraso ng bakal ay dapat sumailalim sa isang puwersa ng tatlong beses na mas malaki kaysa sa inilapat sa isang bato. Ipagpalagay natin ngayon na ang inertial mass ay palaging katumbas ng mabigat. Nangangahulugan ito na ang mabigat na masa ng isang piraso ng bakal ay tatlong beses na mas malaki kaysa sa mabigat na masa ng isang bato; ang isang piraso ng bakal ay maaakit ng Earth nang tatlong beses na mas malakas kaysa sa isang bato. Ngunit upang magbigay ng pantay na mga acceleration nang eksaktong tatlong beses ang puwersa ay kinakailangan. Samakatuwid, ang isang piraso ng bakal at isang bato ay mahuhulog sa Earth na may pantay na acceleration.

Mula sa nabanggit ay sumusunod na kung ang inertial at mabigat na masa ay pantay, ang lahat ng mga katawan ay mahuhulog sa Earth na may parehong acceleration. Talagang ipinapakita ng karanasan na ang acceleration ng lahat ng katawan sa free fall ay pareho. Mula dito maaari nating tapusin na ang lahat ng mga katawan ay may hindi gumagalaw na masa na katumbas ng mabigat na masa.

Ang inert mass at heavy mass ay magkaibang konsepto na lohikal na hindi nauugnay. Ang bawat isa sa kanila ay nagpapakilala sa isang tiyak na pag-aari ng katawan. At kung ang karanasan ay nagpapakita na ang hindi gumagalaw at mabibigat na masa ay pantay, nangangahulugan ito na sa katunayan ay nailalarawan natin ang parehong pag-aari ng katawan gamit ang dalawang magkaibang konsepto. Ang isang katawan ay may isang masa lamang. Ang katotohanan na dati nating iniuugnay ang mga masa ng dalawang uri sa kanya ay dahil lamang sa ating hindi sapat na kaalaman sa kalikasan. Masasabi na ngayon na ang mabigat na masa ng katawan ay katumbas ng inert mass. Dahil dito, ang ratio ng mabigat at hindi gumagalaw na masa ay halos kapareho ng ratio ng masa (mas tiyak, hindi gumagalaw na masa) at enerhiya.

Si Newton ang unang nagpakita na ang mga batas ng libreng pagkahulog na natuklasan ni Galileo ay nagaganap dahil sa pagkakapantay-pantay ng inertial at mabigat na masa. Dahil ang pagkakapantay-pantay na ito ay naitatag sa eksperimento, tiyak na dapat isaalang-alang ng isa ang mga pagkakamali na hindi maiiwasang lumilitaw sa lahat ng mga sukat. Ayon sa pagtatantya ni Newton, para sa isang katawan na may mabigat na masa V 1 kg ang inert mass ay maaaring mag-iba mula sa isang kilo nang hindi hihigit sa 1 g.

Gumamit ng pendulum ang German astronomer na si Bessel upang pag-aralan ang kaugnayan sa pagitan ng inert at mabigat na masa. Maaaring ipakita na kung ang inertial mass ng mga katawan ay hindi katumbas ng mabigat na masa, ang panahon ng maliliit na oscillations ng pendulum ay depende sa timbang nito. Samantala, ang mga tumpak na sukat na isinagawa sa iba't ibang mga katawan, kabilang ang mga nabubuhay na nilalang, ay nagpakita na walang ganoong pag-asa. Ang mabigat na masa ay katumbas ng inert mass. Dahil sa katumpakan ng kanyang karanasan, maaaring sabihin ni Bessel na ang inertial mass ng isang katawan ay 1 kg maaaring mag-iba mula sa mabigat na masa ng hindi hihigit sa 0.017 g Noong 1894, ang Hungarian physicist na si R. Eotvos ay nagawang ihambing ang hindi gumagalaw at mabibigat na masa na may napakahusay na katumpakan. Mula sa mga sukat na sinundan nito na ang inertial mass ng katawan V 1 kg maaaring mag-iba mula sa mabigat na masa ng hindi hihigit sa 0.005 mG . Binawasan ng mga modernong sukat ang posibleng pagkakamali ng halos isang daang beses. Ang ganitong katumpakan ng mga sukat ay ginagawang posible upang igiit na ang inert at mabibigat na masa ay talagang pantay.

Ang mga partikular na kagiliw-giliw na mga eksperimento ay isinagawa noong 1918 ng Dutch physicist na si Zeeman, na nag-aral ng ratio ng mabigat at hindi gumagalaw na masa para sa radioactive isotope ng uranium. Ang uranium nuclei ay hindi matatag at sa paglipas ng panahon ay nagiging lead at helium nuclei. Sa kasong ito, ang enerhiya ay inilabas sa panahon ng proseso ng radioactive decay. Ipinapakita ng tinatayang pagtatantya na sa pagbabagong 1 G purong uranium sa tingga at helium ay dapat ilabas 0.0001 G enerhiya (nakita namin sa itaas na ang enerhiya ay maaaring masukat sa gramo). Kaya masasabi natin na 1 G Ang uranium ay naglalaman ng 0.9999 G inert mass at 0.0001 G enerhiya. Ang mga sukat ni Zeeman ay nagpakita na ang mabigat na masa ng naturang piraso ng uranium ay 1 g Nangangahulugan ito na ang 0.0001 g ng enerhiya ay naaakit ng Earth na may puwersang 0.0001 g. Nabanggit na namin sa itaas na walang saysay na makilala ang pagitan ng enerhiya at inertial mass, dahil pareho silang nagpapakilala sa parehong pag-aari ng katawan. Samakatuwid, sapat na upang sabihin lamang na ang inert mass ng isang piraso ng uranium ay 1 g Ang parehong ay ang mabigat na masa nito. Para sa mga radioactive na katawan, ang inert at mabigat na masa ay pantay din. Ang pagkakapantay-pantay ng inert at mabigat na masa ay isang karaniwang pag-aari ng lahat ng natural na katawan.

Halimbawa, ang mga particle accelerators, sa pamamagitan ng pagbibigay ng enerhiya sa mga particle, sa gayon ay nagpapataas ng kanilang timbang. Kung, halimbawa, ang mga electron na tumatakas mula sa isang accelerator... magkaroon ng isang enerhiya na 12,000 beses na mas malaki kaysa sa enerhiya ng mga electron sa pamamahinga, pagkatapos sila ay 12,000 beses na mas mabigat kaysa sa huli. (Para sa kadahilanang ito, ang mga high-power na electron accelerators ay tinatawag na electron na "weighters.")

Ang free fall ay ang paggalaw ng mga bagay patayo pababa o patayo pataas. Ito ay pantay na pinabilis na paggalaw, ngunit ang espesyal na uri nito. Para sa paggalaw na ito, ang lahat ng mga formula at batas ng pare-parehong pinabilis na paggalaw ay may bisa.

Kung ang isang katawan ay lumilipad nang patayo pababa, pagkatapos ay bumibilis ito, sa kasong ito ang velocity vector (itinuro nang patayo pababa) ay tumutugma sa acceleration vector. Kung ang isang katawan ay lumilipad nang patayo pataas, pagkatapos ay bumagal ito; sa kasong ito, ang bilis ng vector (itinuro pataas) ay hindi nag-tutugma sa direksyon ng acceleration. Ang acceleration vector sa panahon ng free fall ay palaging nakadirekta nang patayo pababa.

Ang pagbilis sa panahon ng libreng pagkahulog ng mga katawan ay isang pare-parehong halaga.
Nangangahulugan ito na kahit anong katawan ang lumipad pataas o pababa, ang bilis nito ay magbabago din. PERO sa isang caveat, kung mapapabayaan ang puwersa ng air resistance.

Ang acceleration dahil sa gravity ay karaniwang tinutukoy ng isang titik maliban sa acceleration. Ngunit ang acceleration ng free fall at acceleration ay parehong pisikal na dami at pareho ang kanilang pisikal na kahulugan. Pantay silang nakikilahok sa mga formula para sa pantay na pinabilis na paggalaw.

Isinulat namin ang "+" sign sa mga formula kapag ang katawan ay lumipad pababa (nagpapabilis), ang "-" sign - kapag ang katawan ay lumipad pataas (bumagal)

Alam ng lahat mula sa mga aklat-aralin sa pisika ng paaralan na sa isang vacuum ang isang maliit na bato at isang balahibo ay lumilipad sa parehong paraan. Ngunit kakaunti ang nakakaunawa kung bakit, sa isang vacuum, ang mga katawan ng iba't ibang masa ay dumarating nang sabay-sabay. Anuman ang masasabi ng isa, nasa vacuum man sila o nasa hangin, iba ang kanilang masa. Simple lang ang sagot. Ang puwersa na nagpapabagsak sa mga katawan (gravity), na dulot ng gravitational field ng Earth, ay iba para sa mga katawan na ito. Para sa isang bato ito ay mas malaki (dahil ang bato ay may mas maraming masa), para sa isang balahibo ito ay mas maliit. Ngunit walang pag-asa: mas malaki ang puwersa, mas malaki ang acceleration! Ihambing natin, kumilos tayo nang may parehong puwersa sa isang mabigat na cabinet at isang magaan na bedside table. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, ang mesa sa gilid ng kama ay mas mabilis na gumagalaw. At upang ang closet at ang bedside table ay gumagalaw nang pantay, ang closet ay dapat na maimpluwensyahan nang mas malakas kaysa sa bedside table. Ganoon din ang ginagawa ng Earth. Ito ay umaakit ng mas mabibigat na katawan na may mas malaking puwersa kaysa sa mas magaan. At ang mga pwersang ito ay ipinamamahagi sa pagitan ng masa sa paraang lahat sila ay bumagsak sa isang vacuum sa parehong oras, anuman ang masa.

Isaalang-alang natin nang hiwalay ang isyu ng umuusbong na paglaban ng hangin. Kumuha tayo ng dalawang magkatulad na sheet ng papel. Lulukutin namin ang isa sa kanila at sabay bibitaw sa kanila. Ang isang gusot na dahon ay mahuhulog sa lupa nang mas maaga. Dito, ang iba't ibang oras ng pagbagsak ay hindi nauugnay sa timbang at gravity ng katawan, ngunit dahil sa resistensya ng hangin.

Isaalang-alang ang isang katawan na bumabagsak mula sa isang tiyak na taas h nang walang paunang bilis. Kung ang coordinate axis ng OU ay nakadirekta paitaas, na nakahanay sa pinagmulan ng mga coordinate sa ibabaw ng Earth, nakuha namin ang mga pangunahing katangian ng kilusang ito.

Ang isang katawan na itinapon nang patayo pataas ay gumagalaw nang pare-pareho sa acceleration ng gravity. Sa kasong ito, ang velocity at acceleration vectors ay nakadirekta sa magkabilang panig, at bumababa ang velocity module sa paglipas ng panahon.

MAHALAGA! Dahil ang pagtaas ng isang katawan sa pinakamataas na taas nito at ang kasunod na pagbagsak sa antas ng lupa ay ganap na simetriko na mga paggalaw (na may parehong acceleration, isang mas mabagal lamang at ang isa ay pinabilis), kung gayon ang bilis kung saan ang katawan ay lumapag ay magiging katumbas ng bilis. na kung saan ito tossed up. Sa kasong ito, ang oras na tumaas ang katawan sa pinakamataas na taas ay magiging katumbas ng oras na bumagsak ang katawan mula sa taas na ito hanggang sa antas ng lupa. Kaya, ang buong oras ng flight ay magiging doble sa oras ng pagtaas o pagbaba. Magiging pareho din ang bilis ng katawan sa parehong antas kapag tumataas at bumababa.

Ang pangunahing bagay na dapat tandaan

1) Direksyon ng acceleration sa panahon ng libreng pagkahulog ng katawan;
2) Numerical na halaga ng acceleration ng free fall;
3) Mga pormula

Kumuha ng pormula para sa pagtukoy sa oras ng pagbagsak ng isang katawan mula sa isang tiyak na taas h walang paunang bilis.

Kumuha ng formula upang matukoy ang oras na aabutin para sa isang katawan na tumaas sa pinakamataas na taas nito kapag inihagis nang may paunang bilis v0

Kumuha ng formula upang matukoy ang pinakamataas na taas ng pag-angat ng isang katawan na itinapon nang patayo paitaas na may paunang bilis v0

Bumalik pasulong

Pansin! Ang mga slide preview ay para sa mga layuning pang-impormasyon lamang at maaaring hindi kumakatawan sa lahat ng mga tampok ng pagtatanghal. Kung interesado ka sa gawaing ito, mangyaring i-download ang buong bersyon.

Ang libreng pagkahulog ay isang kawili-wili, ngunit sa parehong oras ay medyo kumplikadong tanong, dahil ang lahat ng mga tagapakinig ay nagulat at hindi nagtitiwala sa katotohanan na ang lahat ng mga katawan, anuman ang kanilang masa, ay nahuhulog na may parehong acceleration at kahit na sa pantay na bilis kung walang pagtutol mula sa ang kapaligiran. Upang malampasan ang pagkiling na ito, ang guro ay kailangang gumugol ng maraming oras at pagsisikap. Bagaman may mga pagkakataong tinanong ng isang guro ang isang kasamahan nang lihim mula sa mga mag-aaral: "Bakit pareho ang bilis at pagbilis?" Iyon ay, lumalabas na kung minsan ang guro ay mekanikal na nagpapakita ng ilang katotohanan, bagaman sa pang-araw-araw na antas siya mismo ay nananatili sa mga nagdududa. Nangangahulugan ito na ang mga kalkulasyon sa matematika at ang konsepto ng isang direktang proporsyonal na relasyon sa pagitan ng gravity at masa ay hindi sapat. Higit pang mga nakakumbinsi na imahe ang kailangan kaysa sa pangangatwiran gamit ang formula g = F heavy / m na kapag ang mass ay dumoble, ang puwersa ng grabidad ay nagdodoble din at ang dalawa ay nababawasan (iyon ay, bilang isang resulta, ang formula ay tumatagal sa dati nitong anyo). Pagkatapos ay iginuhit ang mga katulad na konklusyon para sa tatlo, apat, atbp. Ngunit sa likod ng mga pormula, hindi nakikita ng mga estudyante ang tunay na paliwanag. Ang pormula ay nananatili, kumbaga, sa sarili nitong, ngunit pinipigilan ka ng karanasan sa buhay na sumang-ayon sa kuwento ng guro. At gaano man karami ang magsalita o kumbinsihin ng guro, walang pangmatagalang kaalaman, lohikal na makatwiran, na nag-iiwan ng malalim na imprint sa memorya. Samakatuwid, tulad ng ipinapakita ng karanasan, sa ganoong sitwasyon kailangan ng ibang diskarte, ibig sabihin, isang epekto sa emosyonal na antas - upang sorpresahin at ipaliwanag. Sa kasong ito, magagawa mo nang walang mahirap na eksperimento sa isang Newton tube. Ang mga simpleng eksperimento na nagpapatunay sa impluwensya ng hangin sa paggalaw ng isang katawan sa anumang kapaligiran at mga nakakatawang teoretikal na argumento, na sa isang banda, sa kanilang kalinawan, ay maaaring maging interesado sa marami, at sa kabilang banda, ay magbibigay-daan sa iyo upang mabilis at mahusay na makabisado. ang materyal na pinag-aaralan, ay sapat na.

Ang pagtatanghal sa paksang ito ay naglalaman ng mga slide na tumutugma sa talata na "Free fall of bodies" na pinag-aralan sa grade 9, at sumasalamin din sa mga problema sa itaas. Isaalang-alang natin ang nilalaman ng pagtatanghal nang mas detalyado, dahil ginawa ito gamit ang animation at, samakatuwid, kinakailangang ipaliwanag ang kahulugan at layunin ng mga indibidwal na slide. Ang paglalarawan ng mga slide ay alinsunod sa kanilang pagnunumero sa pagtatanghal.

1. Heading
2. Kahulugan ng terminong "Free Fall"
3. Larawan ni Galileo
4. Mga eksperimento ni Galileo. Dalawang bola ng magkaibang masa ang nahuhulog mula sa Leaning Tower ng Pisa at sabay na umabot sa ibabaw ng mundo. Ang mga gravity vector ay, nang naaayon, ng iba't ibang haba.
5. Ang gravity ay proporsyonal sa masa: Fweight = mg. Bilang karagdagan sa pahayag na ito, ang slide ay nagpapakita ng dalawang bilog. Ang isa ay pula at ang isa ay asul, na tumutugma sa kulay ng mga titik para sa gravity at masa sa slide na ito. Upang ipakita ang kahulugan ng direkta at inversely proportional na relasyon, ang mga bilog na ito, kapag na-click mo ang mouse, ay magsisimulang tumaas o bumaba nang sabay-sabay sa parehong bilang ng beses.
6. Ang gravity ay proporsyonal sa masa. Ngunit sa pagkakataong ito ito ay ipinapakita sa matematika. Pinapayagan ka ng animation na palitan ang parehong mga kadahilanan sa parehong numerator at denominator ng formula para sa pagpapabilis ng libreng pagkahulog. Ang mga numerong ito ay nabawasan (na kinakatawan din sa animation) at ang formula ay nagiging pareho. Iyon ay, dito natin pinatunayan sa mga mag-aaral ayon sa teorya na sa panahon ng libreng pagkahulog, ang acceleration ng lahat ng mga katawan, anuman ang kanilang masa, ay pareho.
7. Ang halaga ng acceleration dahil sa gravity sa ibabaw ng globo ay hindi pareho: ito ay bumababa mula sa poste hanggang sa ekwador. Ngunit kapag kinakalkula, kumukuha kami ng tinatayang halaga na 9.8 m/s2.
8. 9. Free Fall Poems(pagkatapos basahin ang mga ito, dapat mong suriin ang mga mag-aaral sa nilalaman ng tula)

Hindi namin binibilang ang hangin at lumipad sa lupa,
Ang bilis ay tumataas, malinaw na sa akin.
Bawat segundo ay pareho ang lahat:
Lahat ay nagdaragdag ng "sampu", tutulungan tayo ng Earth.
Pinapataas ko ang aking bilis ng metro bawat segundo.
Sa sandaling maabot ko ang lupa, marahil ay huminahon ako.
Natutuwa akong nasa oras ako, alam ko ang bilis,
Damhin ang libreng pagkahulog.
Pero mas maganda siguro next time
Aakyat ako sa mga bundok, marahil sa Caucasus:
Magkakaroon ng mas kaunting "g" doon. Ang problema lang
Bumaba ka at ang mga numero muli, gaya ng dati,
Sila ay tatakbo nang mabilis at hindi mapipigilan.
Hindi bababa sa, sa pangkalahatan, ang hangin ay bumagal.
Hindi. Sa halip, pumunta tayo sa Buwan o Mars.
Ang mga eksperimento doon ay maraming beses na mas ligtas.
Mas kaunting atraksyon - Nalaman ko ang lahat sa aking sarili,
Kaya, magiging mas kawili-wiling tumalon doon.

1. 11. Paggalaw ng isang magaan na sheet at isang mabigat na bola sa hangin at sa walang hangin na espasyo (animation).

1. Ang slide ay nagpapakita ng isang setup para sa pagpapakita ng karanasan sa paggalaw ng mga katawan sa walang hangin na espasyo. Ang Newton tube ay konektado sa pamamagitan ng isang hose sa Komovsky pump. Matapos malikha ang sapat na vacuum sa tubo, ang mga katawan sa loob nito (pellet, cork at feather) ay bumagsak nang halos sabay-sabay.
2. Animation: "Nahuhulog na mga katawan sa isang Newton tube." Katawan: fraction, coin, cork, feather.
3. Isinasaalang-alang ang mga resultang pwersa na inilapat sa isang katawan kapag gumagalaw sa hangin. Animation: ang puwersa ng air resistance (asul na vector) ay ibinabawas sa puwersa ng grabidad (pulang vector) at ang resultang puwersa (berdeng vector) ay lalabas sa screen. Para sa pangalawang katawan (plate) na may mas malaking lugar sa ibabaw, mas malaki ang resistensya ng hangin, at ang resultang puwersa ng gravity at air resistance ay mas mababa kaysa sa bola.
4. 
   Kumuha ng dalawang piraso ng papel parehong misa. Ang isa sa kanila ay lukot. Nahuhulog ang mga sheet mula sa magkaiba bilis at accelerations. Sa ganitong paraan, pinatutunayan natin na ang dalawang katawan na may pantay na masa, na may magkaibang hugis, ay nahuhulog sa hangin sa magkaibang bilis.
5. Mga larawan ng mga eksperimento na walang Newton tube, na nagpapakita ng papel ng hangin sa paglaban sa paggalaw ng mga katawan.
   Kumuha kami ng isang aklat-aralin at isang sheet ng papel, ang haba at lapad nito ay mas mababa kaysa sa aklat. Ang masa ng dalawang katawan na ito ay likas na magkaiba, ngunit sila ay babagsak magkapareho bilis at accelerations, kung ang impluwensya ng air resistance ay tinanggal para sa sheet, iyon ay, ang sheet ay inilalagay sa isang libro. Kung ang mga katawan ay itinaas sa ibabaw ng lupa at inilabas nang hiwalay sa isa't isa, kung gayon ang dahon ay bumagsak nang mas mabagal.
6. Sa tanong na hindi naiintindihan ng marami kung bakit ang acceleration ng malayang pagbagsak ng mga katawan ay pareho at hindi nakasalalay sa masa ng mga katawan na ito.
   Bilang karagdagan sa katotohanan na si Galileo, kung isasaalang-alang ang problemang ito, ay iminungkahi na palitan ang isang napakalaking katawan ng dalawa sa mga bahagi nito na konektado ng isang kadena, at pag-aralan ang sitwasyon, ang isa pang halimbawa ay maaaring ihandog. Kapag nakita natin na ang dalawang katawan na may mass na m at 2m, na may paunang tulin na zero at parehong acceleration, ay nangangailangan ng paggamit ng mga puwersa na nagkakaiba din ng isang kadahilanan ng 2, walang nakakagulat sa atin. Ito ay sa panahon ng normal na paggalaw sa isang pahalang na ibabaw. Ngunit ang parehong gawain at ang parehong pangangatwiran na may kaugnayan sa mga bumabagsak na katawan ay tila hindi maintindihan.
7. Para sa isang pagkakatulad, kailangan nating paikutin ang pahalang na pagguhit ng 900 at ihambing ito sa mga bumabagsak na katawan. Pagkatapos ay magiging malinaw na walang mga pangunahing pagkakaiba. Kung ang isang katawan ng mass m ay hinila ng isang kabayo, kung gayon para sa isang katawan 2m 2 kabayo ang kailangan upang ang pangalawang katawan ay hindi mahuhuli sa una at gumagalaw na may parehong acceleration. Ngunit para sa patayong paggalaw magkakaroon ng mga katulad na paliwanag. Pag-uusapan lang natin ang impluwensya ng Earth. Ang puwersa ng gravity na kumikilos sa isang katawan na may mass na 2m ay 2 beses na mas malaki kaysa sa unang katawan ng mass m. At ang katotohanan na ang isa sa mga puwersa ay 2 beses na mas malaki ay hindi nangangahulugan na ang katawan ay dapat kumilos nang mas mabilis. Nangangahulugan ito na kung ang puwersa ay mas kaunti, ang mas malaking katawan ay hindi makakasabay sa mas maliit na katawan. Ito ay tulad ng pagtingin sa karera ng kabayo sa nakaraang slide. Kaya, kapag pinag-aaralan ang paksa ng malayang pagbagsak ng mga katawan, tila hindi natin iniisip ang katotohanan na kung wala ang impluwensya ng Earth, ang mga katawan na ito ay kailangang "mag-hang" sa espasyo sa lugar. Walang magbabago sa kanilang bilis, na zero. Masyado na tayong sanay sa gravity at hindi na natin napapansin ang papel nito. Iyon ang dahilan kung bakit ang pahayag tungkol sa pagkakapantay-pantay ng acceleration ng grabidad para sa mga katawan ng iba't ibang masa ay tila kakaiba sa atin.

Isa pang bagay mahalagang kondisyon- sa isang vacuum. At hindi sa bilis, ngunit sa pamamagitan ng acceleration sa kasong ito. Oo, sa isang tiyak na antas ng pagtatantya ito ay totoo. Alamin natin ito.

Kaya, kung ang dalawang katawan ay mahulog mula sa parehong taas sa isang vacuum, pagkatapos ay mahulog sila sa parehong oras. Sa isang pagkakataon, pinatunayan ng eksperimento ni Galileo Galilei na ang mga katawan ay nahuhulog sa Earth (na may malaking titik - pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang planeta) na may parehong acceleration, anuman ang kanilang hugis at masa. Sinasabi ng alamat na kumuha siya ng isang transparent na tubo, naglagay ng isang bulitas at isang balahibo sa loob nito, at pagkatapos ay nagbomba ng hangin mula dito. At lumabas na sa ganoong tubo ay sabay na bumagsak ang magkabilang katawan. Ang katotohanan ay ang bawat katawan na matatagpuan sa gravitational field ng Earth ay nakakaranas ng parehong acceleration (sa average na g~9.8 m/s²) ng libreng pagkahulog, anuman ang masa nito (sa katunayan, ito ay hindi ganap na totoo, ngunit sa isang unang pagtatantya - oo, sa katunayan, ito ay hindi karaniwan sa pisika - basahin hanggang sa wakas).

Kung ang pagkahulog ay nangyayari sa hangin, pagkatapos ay bilang karagdagan sa acceleration ng libreng pagkahulog, isa pang bagay ang lumitaw; ito ay nakadirekta laban sa paggalaw ng katawan (kung ang katawan ay nahuhulog lamang, pagkatapos ay laban sa direksyon ng libreng pagkahulog) at sanhi ng puwersa ng air resistance. Ang puwersa mismo ay nakasalalay sa isang grupo ng mga kadahilanan (bilis at hugis ng katawan, halimbawa), ngunit ang pagbilis na ibibigay ng puwersang ito sa katawan ay nakasalalay sa masa ng katawan na ito (pangalawang batas ni Newton - F=ma, kung saan ang isang ay acceleration). Iyon ay, kung conventionally, ang mga katawan ay "bumabagsak" na may parehong acceleration, ngunit "mabagal" sa iba't ibang antas sa ilalim ng impluwensya ng drag force ng medium. Sa madaling salita, ang foam ball ay "mabagal" nang mas aktibo sa himpapawid hangga't ang masa nito ay mas mababa kaysa sa lead ball na lumilipad sa malapit. Sa isang vacuum ay walang pagtutol at ang parehong mga bola ay mahuhulog nang humigit-kumulang (sa lawak ng lalim ng vacuum at ang katumpakan ng eksperimento) nang sabay-sabay.

Well, sa konklusyon, ang ipinangakong disclaimer. Sa tubo na binanggit sa itaas, kapareho ng kay Galileo, kahit na sa ilalim ng mga ideal na kondisyon, ang pellet ay mahuhulog sa isang maliit na bilang ng mga nanosecond nang mas maaga, muli dahil sa katotohanan na ang masa nito ay hindi gaanong naiiba (kumpara sa masa ng Earth) mula sa masa ng ang balahibo. Ang katotohanan ay na sa Batas ng Universal Gravitation, na naglalarawan sa puwersa ng magkapares na pagkahumaling ng mga malalaking katawan, ang parehong masa ay lilitaw. Iyon ay, para sa bawat pares ng naturang mga katawan, ang nagreresultang puwersa (at samakatuwid ay acceleration) ay depende sa masa ng "bumabagsak" na katawan. Gayunpaman, ang kontribusyon ng pellet sa puwersa na ito ay magiging bale-wala, na nangangahulugang ang pagkakaiba sa pagitan ng mga halaga ng acceleration para sa pellet at ang balahibo ay magiging napakaliit. Kung, halimbawa, pinag-uusapan natin ang tungkol sa "pagbagsak" ng dalawang bola ng kalahati at isang-kapat ng masa ng Earth, ayon sa pagkakabanggit, kung gayon ang una ay "mahulog" nang mas maaga kaysa sa pangalawa. Ang katotohanan ay mahirap pag-usapan ang tungkol sa isang "pagbagsak" dito - ang gayong masa ay kapansin-pansing papalitan ang Earth mismo.

Sa pamamagitan ng paraan, kapag ang isang pellet o, sabihin nating, ang isang bato ay nahulog sa Earth, kung gayon, ayon sa parehong Batas ng Universal Gravitation, hindi lamang ang bato ay nagtagumpay sa distansya sa Earth, kundi pati na rin ang Earth sa sandaling iyon ay lumalapit sa bato. sa isang hindi gaanong (naglalaho) na maliit na distansya. Walang komento. Isipin mo na lang bago matulog.