El movimiento del cuerpo bajo la acción de la gravedad: una definición de la fórmula

El movimiento del cuerpo por gravedad es un tema central en la física dinámica. Esa sección se basa en la dinámica de las tres leyes de Newton, que sabe incluso colegial ordinario. Vamos a tratar de entender el tema a fondo, y un artículo que describe en detalle cada ejemplo nos ayudará a hacer el estudio del movimiento del cuerpo bajo la fuerza de gravedad tan útil.

Un poco de historia

Desde tiempos inmemoriales, la gente mirando con curiosidad los diversos eventos que tienen lugar en nuestras vidas. La humanidad durante mucho tiempo no podía comprender los principios y disposición de muchos sistemas, sin embargo, un largo camino para explorar el mundo que los rodea llevó a nuestros antepasados a la revolución científica. En estos días en que la tecnología se desarrolla a una velocidad increíble, la gente casi no pienso en la forma de operar estos u otros mecanismos.

Mientras tanto, nuestros antepasados siempre han estado interesados en acertijos procesos naturales y la estructura del mundo, en busca de respuestas a las preguntas más difíciles, y no dejar de aprender, sin embargo no encontrar las respuestas. Por ejemplo, el famoso científico Galileo Galilei en el siglo 16 para hacer una pregunta: "¿Por qué el cuerpo siempre caen hacia abajo, lo que es la fuerza que atrae a la tierra" En 1589 realizó una serie de experimentos, los resultados de los cuales resultó ser muy valiosa. Estudió en detalle las leyes de la caída libre de varios órganos, lanzamiento de objetos desde la famosa torre de Pisa. Las leyes, que estuvo al frente, se han mejorado y las fórmulas se describe con más detalle a otro famoso científico británico – Sir Isaakom Nyutonom. Que posee tres de la ley, que se basa en la práctica totalidad de la física moderna.

El hecho de que las leyes del movimiento de los cuerpos descritos hace más de 500 años, son relevantes para el presente, es que nuestro planeta está sujeto a las mismas leyes. El hombre moderno se debe examinar al menos superficialmente los principios básicos de la disposición del mundo.

Conceptos básicos de la dinámica y de apoyo

Con el fin de comprender plenamente los principios de este movimiento, primero debe familiarizarse con algunos de los conceptos. Por lo tanto, los términos teóricos más necesarias:

• Interacción – es el impacto de cuerpos uno contra el otro, en las que se produce el cambio o el comienzo de su movimiento relativo entre sí. Hay cuatro tipos de interacción: electromagnética, débil, fuerte y gravitacional.
• Velocidad – una cantidad física que indica la velocidad con la que el cuerpo se mueve. La velocidad es un vector, es decir, no sólo tiene el valor, sino también la dirección.
• Aceleración – la cantidad que nos muestra la tasa de cambio de la velocidad del cuerpo en un período de tiempo. También es una cantidad vectorial.
• La trayectoria de la forma – una curva, y, a veces – una línea recta que delimita el cuerpo en movimiento. Con una trayectoria de movimiento rectilíneo y uniforme puede coincidir con el valor de desplazamiento.
• Path – una longitud de recorrido, es decir, tanto como el cuerpo se llevó a cabo durante un cierto periodo de tiempo.
• sistema inercial de referencia – un entorno en el que está la primera ley de Newton, esto es, el cuerpo mantiene su impulso, con la condición de que los ausentes por completo cualquier fuerza externa.

Los conceptos anteriores es suficiente para sacar de manera competente o entregue a la cabeza de la simulación de movimiento del cuerpo bajo la influencia de la gravedad.

¿Qué quiere decir la fuerza?

Vamos a pasar al concepto básico de nuestro tema. Por lo tanto, el poder – es el valor, el significado de lo que es el impacto o influencia de un cuerpo sobre otro cuantitativamente. A la gravedad – es la fuerza que actúa sobre absolutamente todo cuerpo se encuentra en o cerca de la superficie de nuestro planeta. La pregunta es: ¿de dónde viene este mismo poder? La respuesta está en la ley de la gravitación universal.

¿Qué es la gravedad?

En cualquier cuerpo se ve afectado por la fuerza gravitacional de la Tierra, lo que le da una cierta aceleración. La gravedad es siempre dirección vertical hacia el centro del planeta. En otras palabras, la fuerza de gravedad atrae los objetos hacia la Tierra, es por eso que las cosas siempre caen hacia abajo. Resulta que la fuerza de gravedad – este es un caso especial de la fuerza de la gravedad. Newton trajo una de las principales fórmulas para encontrar una fuerza de atracción entre los dos cuerpos. Se ve así: F = G * (m ₁ x m ₂₎ / R ^2.

¿Cuál es la aceleración debida a la gravedad?

El cuerpo, que fue lanzado desde una altura determinada, siempre volar hacia abajo bajo la fuerza de gravedad. El movimiento del cuerpo bajo la influencia de la gravedad verticalmente hacia arriba y hacia abajo pueden ser descritas por las ecuaciones donde constante básica será el valor de la "g" aceleración. Este valor se determina exclusivamente por la fuerza de la gravedad, y su valor es aproximadamente igual a 9,8 m / s ^2. Resulta que el cuerpo es lanzado desde una altura de velocidad inicial cero, se moverá hacia abajo para el valor de la "g" aceleración.

El movimiento del cuerpo bajo la acción de la gravedad: La fórmula para la solución de

La fórmula básica de la constatación gravedad es la siguiente: F _gravedad = m x g, donde m – es la masa del cuerpo sobre el que actúa la fuerza, y "g" – aceleración de caída libre (para simplificar las tareas que se considera que es igual a 10 m / s ²⁾ .

Hay varias fórmulas usadas para la búsqueda de un desconocido en particular con el movimiento libre del cuerpo. Por ejemplo, con el fin de calcular el camino recorrido por el cuerpo, es necesario sustituir los valores conocidos en esta fórmula: S = V ₀ x t + a x t ^2/2 (ruta es igual a la suma de productos de la velocidad inicial multiplicado por el tiempo, y la aceleración en el momento al cuadrado, dividido por 2).

Las ecuaciones para describir el movimiento vertical del cuerpo

El movimiento del cuerpo bajo la influencia de la gravedad verticalmente a la ecuación, que es como sigue: x = x ₀ + v ₀ x t + a x t ^2/2 Usando esta expresión, es posible encontrar las coordenadas del cuerpo en un momento conocido. Es necesario simplemente de sustituir un valores problema conocido: a partir de ubicación, la tasa inicial (si el cuerpo no se libera simplemente, y empujó con una cierta fuerza) y la aceleración, en este caso es igual a la aceleración g.

De la misma manera se pueden encontrar y velocidad del cuerpo que se mueve bajo la acción de la gravedad. La expresión para la búsqueda de las cantidades desconocidas en cualquier momento: v = v ₀ + g x t (el valor inicial de la velocidad puede ser igual a cero, entonces la velocidad será igual a la del producto de la aceleración de la gravedad por el valor de tiempo para el que el cuerpo hace un movimiento).

El movimiento de los cuerpos bajo la acción de la gravedad: retos y soluciones

En la solución de muchos problemas asociados con la gravedad, se sugiere el siguiente plan:

1. Determinar por sí mismos un sistema inercial de referencia conveniente por lo general se hace para elegir la Tierra, ya que cumple muchos de los requisitos de la norma ISO.
2. Dibuje un pequeño dibujo o una imagen, que representa a las principales fuerzas que actúan sobre el cuerpo. El movimiento del cuerpo bajo la influencia de la gravedad asume un boceto o un diagrama que indica la dirección en la que el cuerpo se mueve, si actúa la aceleración igual a g.
3. A continuación, seleccione la dirección de las fuerzas y aceleraciones obtenidos del proyecto.
4. Registro de cantidades desconocidas y determinar su dirección.
5. Por último, utilizando la fórmula anterior para resolver problemas, para calcular todas las incógnitas mediante la sustitución de los datos en la ecuación para hallar la aceleración y la distancia recorrida.

solución llave en mano tarea fácil

A la hora de un fenómeno como el movimiento del cuerpo bajo la acción de la gravedad, a determinar qué tan práctico manera de resolver la tarea puede ser difícil. Sin embargo, existen varios trucos que usan los cuales se puede resolver fácilmente, incluso la tarea más difícil. Así, se explica a los ejemplos vivos de cómo resolver tal o cual problema. Vamos a empezar con un fácil entender el problema.

Un cuerpo lanzado desde una altura de 20 m sin velocidad inicial. Determinar por la cantidad de tiempo que llegue a la superficie de la tierra.

La solución: conocemos el camino recorrido por el cuerpo, se sabe que la velocidad inicial es igual a 0. También podemos determinar que el cuerpo es sólo la fuerza de la gravedad actúa, resulta que este movimiento del cuerpo bajo la acción de la gravedad, y por lo que debe utilizar esta fórmula: S = V ₀ x t + a t ^{2/2 x.} Dado que en nuestro caso a = g, a continuación, después de algunas transformaciones se obtiene la siguiente ecuación: S = g x t ² / 2. Ahora queda sólo el tiempo expresa a través de esta fórmula, encontramos que t = ² 2S / g. Sustituyendo el valor conocido (en este caso asume que g = 10 m / s ²⁾ t ² = 2 x 20/10 = 4. En consecuencia, t = 2 s.

Así que nuestra respuesta: la caída de un cuerpo en el suelo durante 2 segundos.

Truco para resolver el problema rápido, es la siguiente: puede verse que el movimiento del cuerpo se describe en el siguiente problema se produce en una dirección (verticalmente hacia abajo). Es muy similar al movimiento uniformemente acelerado, ya que el cuerpo no fuerza distinta de la fuerza de la gravedad (la fuerza de la resistencia del aire se descuida). Debido a esto podemos utilizar la fórmula para encontrar un camino fácil en movimiento uniformemente acelerado, pasando la disposición imágenes dibujos que actúa sobre las fuerzas de cuerpo.

Un ejemplo de las tareas más difíciles

Ahora vamos a ver la mejor manera de resolver el problema en el movimiento del cuerpo por la gravedad, si el cuerpo no se mueve verticalmente, pero tiene un movimiento más complejo.

Por ejemplo, la siguiente tarea. Algunos objeto en movimiento masa m con una aceleración desconocido por el plano inclinado, el coeficiente de fricción es igual a k. Determinar el valor de la aceleración, que está disponible durante el movimiento del cuerpo cuando se conoce el ángulo de inclinación α.

Solución: Es necesario aprovechar el plan, que se describe anteriormente. El primer sorteo dibujo de un plano inclinado con la imagen corporal y todas las fuerzas que actúan sobre él. Resulta que tiene tres componentes: la fuerza de la gravedad, la fricción y la fuerza de reacción baja. Parece ecuación general como fuerzas resultantes: F _{de fricción} + N + mg = ma.

La característica principal del problema es la condición de ángulo de inclinación α. Al proyectar fuerzas en el eje OX y eje oy, esta condición se debe tener en cuenta, a continuación, se obtiene la siguiente expresión: mg x sen α – F _{de fricción} = ma (eje OX) y N – mg x cos α = F _{de fricción} (por oy eje) .

F _{de fricción} se puede calcular fácilmente mediante la búsqueda de la fuerza de fricción fórmula, es igual a k x mg (coeficiente de fricción multiplicado por el producto del peso y la aceleración de la gravedad). Después de que todos los cálculos permanecen sólo sustituyendo los valores obtenidos en la fórmula, se obtiene una ecuación simplificada para el cálculo de la aceleración a la que el cuerpo se mueve largo del plano inclinado.