Motion ny vatana eo ambanin'ny fihoaram-pefy: famaritana, formulas

Ny fihetsik'ilay vatana eo ambanin'ny fihoaram-pefy dia iray amin'ireo lohahevitra saro-bidy tena izy. Izany fizarana Mifototra amin'ny fihetsehana ny telo lalàn 'Newton, dia fantany aza schoolboy olon-tsotra. Andao hiezaka ny hanongana tanteraka ity lohahevitra ity, ary ny lahatsoratra iray maneho ny ohatra tsirairay dia hanampy antsika handinika ny fihetsiky ny vatana amin'ny alalan'ny herin'ny hery goavana araka izay azo atao.

Tantaran'ny tantara

Nisy olona maromaro niatrika fisedrana maro samihafa teo amin'ny fiainantsika. Tsy nahatakatra ny foto-kevitra sy ny rafitry ny rafitra maro ny olombelona, nandritra ny fotoana lava, ny fomba lavitry ny fianarana ny tontolo manodidina antsika dia nitondra ny razambenay tamin'ny revolisiona siantifika. Amin'izao fotoana izao, rehefa mivoatra haingana be ny teknolojia dia tsy mieritreritra ny fomba fiasa na ny rafitra hafa ny olona.

Nandritra izany fotoana izany, ny razambenay dia liana foana tamin'ny famolavolana fizika voajanahary sy ny fandaminana an'izao tontolo izao, nitady ny valin'ny fanontaniana sarotra indrindra ary tsy nijanona intsony ny fianarana mandra-pahitan'izy ireo ny valiny. Nanontany toy izao, ohatra, i Galileo Galilei, mpahay siansa malaza, tamin'ny taonjato faha-16: "Nahoana no mihalevona ny vatany, ary inona no hery manintona azy ireo eto an-tany?" Nanao fanandramana maromaro izy tamin'ny 1589, ka tena sarobidy ny valiny. Nianatra tamin'ny an-tsipiriany ny lamin'ny fahalavoana maimaim-poana isan-karazany, nandatsaka zavatra avy amin'ny tilikambo malaza tao an-tanànan'i Pisa. Ny lalàna navoakany dia nohatsaraina sy nohazavaina tamin'ny antsipirihany tamin'ny alalan'ny fomban'ny mpahay siansa anglisy malaza, Sir Isaac Newton. Manana lalàna telo izy izay mifototra amin'ny toekarena maoderina rehetra.

Ny zava-misy dia ny lalàna mifehy ny fihetsiketsehana, izay voalaza farafahakeliny 500 taona lasa izay, dia manan-danja hatramin'izao andro izao, midika fa ny lalànantsika dia mankatò lalàna tsy miova. Ny lehilahy amin'izao andro izao dia mila mandalina ny fitsipika fototra amin'ny fandaminana amin'izao tontolo izao farafahakeliny.

Fotokevitra fototra sy vondrona fanampiny momba ny dinamika

Mba hahalalanao tanteraka ny fitsipiky ny hetsika toy izany, dia tokony ho fantatrao aloha ny hevitrao amin'ny hevitra sasany. Noho izany, ny teny ilàna ny teorika indrindra:

• Ny fifandraisana - dia ny fiantraikan'ny vatana eo amin'ny tsirairay, izay misy fiovana na fiandohan'ny hetsika mifanaovan'izy samy izy. Misy karazana fifanakalozan-kevitra efatra: electromagnetic, malemy, mahery ary gravitational.
• Ny haingam-pandeha dia habetsahana ara-batana izay mampiseho ny haingam-piasan'ny vatana. Speed dia sehatra iray, izany hoe, tsy manana lanjany fotsiny izy, fa lalana iray ihany koa.
• Ny fiarovana - ny lanja izay mampiseho antsika ny fiovan'ny fiovana amin'ny haavon'ny vatana mandritra ny fotoana voafetra. Koa dia ny Vector dia be.
• Ny làlan'ny lalana dia ny endriny, ary indraindray dia tsipika kely izay voafaritry ny vatana rehefa mihetsika. Miaraka amin'ny hetsika fanamafisana miovaova, ny làlam-pitana dia mety mifanohitra amin'ny sandan'ny famindrana.
• Ny lalana dia ny halavan'ny lalana, izany dia mitovy tanteraka amin'ny fatran'ny vatana mandritra ny fotoana maromaro.
• Ny fotodrafitrasa tsy ara-dalàna dia ny tontolo iainan'ny lalànan'i Newton, izany hoe, ny vatana dia mihazona ny tsy fahampian-tsainy, raha toa ka tsy eo daholo ny hery ivelany rehetra.

Ireo hevitra voalaza etsy ambony ireo dia ampy tsara mba hisintonana na hisolo tena eo an-doha ny fampifanarahana ny fihetsiky ny vatana amin'ny alalan'ny herin'ny hery.

Inona ny hery?

Andeha isika hifindra amin'ny fotokevitra fototra amin'ny lohahevitra. Noho izany, ny hery dia vondron'olona izay ny lafin-javatra dia mitarika amin'ny fiantraikany na ny fiantraikan'ny vatana iray amin'ny lafiny hafa. Ary ny hery misintona dia ny hery izay miasa tanteraka amin'ny vatana rehetra na eo amin'ny planeta misy antsika. Mipoitra ny fanontaniana hoe: avy aiza ity fahefana ity? Ny valiny dia ao amin'ny lalàn'ny fitarafana manerantany.

Ary inona moa ny herin'ny herimpo?

Ao amin'ny vatana iray avy any an-tany dia misy fiantraikany amin'ny hery entin-tanana, izay manome azy ny fihenan-dàlana. Ny herim-po dia manana lalan-dàlana avo lenta hatrany amin'ny afovoan'ny planeta. Raha lazaina amin'ny teny hafa dia manintona ny zavatra ho an'ny Tany ny hery manjaka, ka izany no mahatonga ireo zavatra hianjera foana. Mipoitra izany fa zava-manahirana ny herin'ny fiolahana manerana izao tontolo izao. I Newton dia nahatonga ny iray amin'ireo fotodrafitrasa fototra mba hahitana ny herin'ny fanintonana eo amin'ny vatana roa. Toa izany: F = G * (m ₁ x m ₂₎ / R ^2.

Inona no fanaparitahana ny herimpo?

Ny vatana, izay navotsotra avy tamin'ny haavony iray, dia mandehandeha foana eo ambanin'ny hery manintona. Ny fihetsik'ilay vatana eo ambanin'ny fihoaran-tseranana dia azo faritana amin'ny alàlan'ny fifangaroana, izay ny tsy fitovizan'ny fototra dia ny lanjan'ny fanaparitahana "g". Izany lanjan'izy ireo dia tapa-kevitra ihany ny herin'ny sinton'ny tany, ary ny vidiny dia eo ho eo mitovy 9.8 m / s ^2. Hitany fa ny vatany, natsipy avy amin'ny haavony tsy misy ny haavony voalohany, dia hifindra miaraka amin'ny fihenana mitovy amin'ny sandan'ny "g".

Fihetseham-batana amin'ny vatana eo ambanin'ny fihoaram-pehezany: fifehezana ny famahana olana

Ny fototra raikipohy ny sinton'ny fitadiavana olona dia toy izao manaraka izao: F _{hery misintona} = M X h, izay M - dia ny faobe momba ny tena izay ny hery asa, ary ny "h" - maimaim-poana latsaka haingana (mba hanatsorana ny asa dia heverina ho mitovy amin'ny 10 m / s ²⁾ .

Misy karazana maromaro kokoa ampiasaina mba hitadiavana ny iray na ny iray hafa raha tsy mihetsika ny vatany. Ohatra, mba kajy ny lalana namakivaky anilan'ny faty, dia ilaina ny solointsika amin'ny sanda fantatra ao amin'ity raikipohy: S = V ₀ X T + a x t 2/2 (ny lalana dia mitovy amin'ny habetsahan'ny vokatra amin'ny haavony voalohany amin'ny fotoana sy ny fihenana amin'ny kianjan'ny fotoana fizarazarana amin'ny 2).

Fitoviana amin'ny fanoritsoritana ny fihetsika mihodikodin'ny vatana

Hetsika amin'ny tena eo ambany ny herin'ny sinton'ny tany mitsangana ny mira, izay toy izao manaraka izao: x = X ₀ + V ₀ X T + ny X T ^2/2 alalan'ny fampiasana io fomba fiteny io, azo atao ny mahita ny Flag ny pitantanana, eo amin'ny fantatra ny fotoana. Mila misolo toerana ny soatoavina fantatry ny tanjona ianao: ny toerana voalohany, ny haavony voalohany (raha toa ka tsy navotsotra fotsiny ny vatana, fa nasiana hery) sy ny fanaparitahana azy, amin'ny tranga misy azy dia hitovy amin'ny fanaparitahana g.

Toy izany koa, afaka mahita ny hafainganam-pandehan'ny vatana ianao, izay mihetsika eo ambanin'ny hery manintona. Ilay teny ny mahita ny tsy fantatra dia be na oviana na oviana: v = V ₀ + h X T (ny voalohany lanjan'ny ny hafainganam-pandeha mba hitovy ny aotra, dia ny hafainganam-pandeha ho mitovy amin'ny vokatry ny misintona haingana ny hasarobidin'ny fotoana izay ny vatana manao hetsika).

Mivondrona ireo vatana eo ambanin'ny fihoaram-pefy: olana sy fomba fiasan'ny vahaolana

Rehefa mamaha olana maro mifandraika amin'ny herin'ny sarotra dia manoro hevitra ny hampiasana ity drafitra manaraka ity:

1. Mahaiza mamaritra ny momba anao amin'ny fomba iray tsy azo antoka, dia matetika mahazatra ny mifidy ny Tany, satria mahafeno ny fepetra takiana amin'ny ISO.
2. Manaova sary hoso-doko kely na sary, izay maneho ny hery lehibe miasa eo amin'ny vatana. Ny fihetsik'ilay vatana eo ambanin'ny fihoaram-pefy dia manondro tsindrim-peo na diagram iray izay manondro ny fitarihana ny vatana, raha toa ka misy fiatraatra mitovy amin'ny g ny asa ataony.
3. Avy eo dia fidio ny torolalana ho an'ny fanatrehana ny hery sy ny fiakarana.
4. Raketo an-tsoratra tsy fantatra sy hamaritana ny tari-dalany.
5. Farany, amin'ny fampiasana ireo fombafomba voalaza etsy ambony ireo hamahana olana, dia manombatombana ny isa tsy fantatra rehetra amin'ny alàlan'ny fanoloana ny angon-drakitra ho fitoviana amin'ny fitadiavana ny fanaparitahana na ny lalan-dàlana.

Vahaolana tsotra ho an'ny olana mora

Raha ny tranga toy izany no manosika ny vatany eo ambany fiantraikan'ny herin'ny maizina, dia mety ho sarotra ny mamaritra ny fomba hamahana ilay asa izay azo ampiharina kokoa. Na dia izany aza, misy tricks vitsivitsy, mampiasa izay azonao atao mora foana na dia ny asa sarotra indrindra aza. Noho izany, andeha hojerentsika ireo ohatra velona, ny fomba hamahana ity olana ity. Andeha hojerentsika ny mora takarina.

Ny vatana sasany dia navoaka avy tany amin'ny haavo 20 m raha tsy haingam-pandeha voalohany. Fantaro hoe firy ny fotoana hitrangany amin'ny tany.

Vahaolana: fantatsika ny lalana nodiavin'ny vatana, fantatra fa ny velarana voalohany dia 0. Azontsika atao koa ny mamaritra fa ny vatantsika ihany no miasa ao amin'ny vatana, dia hita fa io fihetsiky ny vatana io dia eo ambanin'ny fihoaram-pefy, ka tokony hampiasaintsika io sora-baventy io: S = V ₀ X T + a x t 2/2. Koa satria ao amin'ny raha misy = h, avy eo, rehefa misy fiovana dia mahazo manaraka mira: S = h X T ² / 2. Ary izao ihany no sisa fotoana mazava amin'ny alalan'ny raikipohy ity, hitantsika fa ny T ² = 2S / g. Solon'i ny fantatra sarobidy (amin'ity tranga ity mieritreritra fa h = 10 m / s ²⁾ T ² = 2 x 20/10 = 4. Noho izany, T = 2 s.

Noho izany, ny valinteninay: ny vatany dia hianjera amin'ny tany ao anatin'ny 2 segondra.

Ny fanitsakitsahana mamela anao hamaha haingana ny olana dia toy izao manaraka izao: Hitanao fa ny hetsika voafaritra ao amin'ny vatana ao amin'ilay olana etsy ambony dia miseho amin'ny lalana iray (midina mitsangana). Tena mitovy amin'ny fihetsiketsehana mihetsi-po lalina, satria tsy misy heriny miasa eo amin'ny vatana, afa-tsy ny hery misintona (tsy miraharaha ny herin'ny fanoherana ny rivotra) isika. Noho izany dia azonao atao ny mampiasa ny hazavan'ny hazavana mba hahitana ny làlana amin'ny fihetsehana mihetsiketsika manjavozavo, mandingana ny sarin'ireo sary miaraka amin'ny fandaminana ny hery miasa ao amin'ny vatana.

Ohatra iray amin'ny vahaolana amin'ny olana sarotra kokoa

Ary andeha hojerentsika izao ny fomba tsara kokoa hamahana ny olana amin'ny fihetsika ny vatana eo ambany fiantraikan'ny fahantrana, raha toa ka tsy mandeha tsara ny vatana, nefa manana endrika sarotra kokoa ny fivoahana.

Ohatra, ity olana ity. Ny singa sasantsasany amin'ny masomotra m dia mihetsika miaraka amin'ny fiakarana tsy fantatra eo ambany fiaramanidina mitambolimbolina, ny faktiora enta-mavesatra mitovy aminy k. Fantaro ny vidin'ny haingana, izay tsy ampy mandritra ny mihetsika ny vatana rehefa fironana fiolahana α fantatra.

Vahaolana: Tokony hampiasa ilay drafitra voalaza etsy ambony ianao. Voalohany dia asehoy ny sarin'ny fiaramanidina mitovitovy amin'ny sarin'ny vatana sy ny hery rehetra miasa eo aminy. Toa hita fa misy singa telo izy io: gravité, friction ary ny hery entin'ny fanohanana. Toa ankapobeny mira toy ny vokatry ny hery: F _friction + N + levitra = Ma.

Ny tena nisongadina ny olana dia ny toe-piainana misy fironana zoro α. Rehefa projecting tafika amin'ny omby mpiray sy Oy mpiray, io fepetra tsy maintsy nentina tany tantara, Avy eo dia mahazo ny manaraka hoe: MG X ota α - F _friction = Ma (mpiray omby) sy N - levitra X Kosy α = F _friction (fa Oy mpiray) .

F _friction dia mora kajy amin'ny alalan'ny fitadiavana ny rijan frictional hery, dia mitovy ny K X levitra (coefficient ny friction ampitomboina ny vokatry ny lanja sy ny misintona haingana). Aorian'ny kisary rehetra dia mitoetra fotsiny ny solon'ireo soatoavina hita ao amin'ny rôbôly, dia mahazo alalana vitsy kokoa isika amin'ny fikajiana ny fivoahana izay entin'ny vatana mankany amin'ny seranam-piaramanidina.