Реферати українською » Физика » Рух тіла під дією сили тяжіння


Реферат Рух тіла під дією сили тяжіння

Предыдущая страница | Страница 3 из 3
сили тяжкості і сили опору повітря. Сила тяжкості змушує кулю поступово знижуватися, а сила опору повітря безупинно уповільнює рух кулі і намагається перехилити її. Унаслідок цих сил швидкість польоту поступово зменшується, та її траєкторія є формою нерівномірно вигнуту криву лінію.

Дія сили тяжкості.

Уявімо, що у кулю після вильоту їх із каналу стовбура діють лише одна гравітація. Тоді вона почне падати вертикально вниз, як і вільно падаюче тіло. Якщо припустити, що у кулю у її польоті за інерцією в безповітряному просторі діє тяжкість, то під впливом цієї сили куля опуститься нижче від продовження осі каналу стовбура: під час першого секунду — на 4,9 м, на другу секунду — на 19,6 метрів і т. буд. І тут, якщо навести стовбур зброї у ціль, куля ніколи у неї не потрапить, оскільки, піддаючись дії сили тяжкості, вона пролетить під метою. Зрозуміло, що, щоб куля пролетіла певне відстань і потрапила до мета, необхідно направити стовбур зброї кудись вище мети, аби траєкторія кулі, вигинаючись під впливом сили тяжкості, перетнула центр мети. Треба лише, щоб вісь каналу стовбура та площину горизонту зброї становили певний кут, що називається кутом вивищення. Траєкторія кулі в безповітряному просторі, яку діє гравітація, є правильну криву, що називається параболою. Найвища точка траєкторії над обрієм зброї називається її вершиною. Частина кривою від точки вильоту до вершини називається висхідній гілкою траєкторії, як від вершини до точки падіння — низхідній гілкою. Така траєкторія кулі характерна тим, що висхідна і спадна галузі однакові, а кут кидання спади рівні між собою.

Дія сили опору повітряної середовища.

На перший погляд видається малоймовірним, щоб повітря, у якого такою маленькою щільністю, міг надавати істотне опір руху кулі і вже цим значно зводити його частку швидкість. Проте опір повітря надає сильне гальмує дію на кулю, у зв'язку з що вона втрачає свою швидкість. Опір повітря польоту кулі викликається тим, що повітря є пружну середовище, й на спрямування цьому середовищі витрачається частина енергії кулі. Сила опору повітря викликається трьома основними причинами: тертям повітря, освітою завихрень й утворенням балістичної хвилі.

Як свідчать фотознімки кулі, летючою з надзвуковою швидкістю (понад 340м/сек), перед її головною частиною утворюється ущільнення повітря. Від цього ущільнення розходиться в різні боки головна хвиля. Частинки повітря, пливучи поверхнею кулі і зриваючись з її бічних стінок, утворюють за донної частиною кулі зону розрідженого простору, унаслідок чого з'являється різницю тисків на головну і донну частини. Ця різницю створює силу, спрямовану убік, зворотний руху кулі і зменшує швидкість її польоту. Частинки повітря, прагнучи заповнити порожнечу, утворену за кулею, створюють завихрення, у результаті за дном кулі тягнеться хвостова хвиля.

Ущільнення повітря попереду головної частини кулі гальмує її політ; розріджена зона позаду кулі засмоктує її й за це ще більше посилює гальмування; до того ж стінки кулі відчувають тертя про частки повітря, що також уповільнює її політ.Равнодействующая цих зусиль і становить силу опору повітря. Куля (граната) під час польоту стикається з частинками повітря і це змушує їх коливатися. У результаті перед кулею (гранатою) підвищується щільність повітря, й утворяться звукові хвилі. Тому політ кулі (гранати) супроводжується характерним звуком. При швидкості польоту кулі (гранати), меншою швидкості звуку, освіту цих хвиль надає незначне впливом геть її політ, оскільки хвилі поширюються швидше швидкості польоту кулі (гранати). При швидкості польоту кулі, більшої швидкості звуку, від набігання звукових хвиль друг на друга створюється хвиля сильно ущільненого повітря — балістична хвиля,замедляющая швидкість польоту кулі, оскільки куля витрачає частину свого енергії створення цієї хвилі.

>Равнодействующая (сумарна) всіх сил, які виникають внаслідок впливу повітря на політ кулі (гранати), становить силу опору повітря. Крапка докладання сили опору називається центром опору.

Вплив, який чиниться опором повітря на політ кулі дуже велике — вони викликають зменшення швидкості і дальності польоту кулі.

Дія на кулю опору повітря.

Розмір сили опору повітря залежить від швидкості польоту, форми і калібру кулі, і навіть від неї поверхні, і щільності повітря.

Сила опору повітря зростає збільшенням калібру кулі, швидкості її польоту і щільність повітря. Щоб опір повітря менше гальмувало кулю під час польоту, цілком очевидний, що потрібно зменшити її калібр і збільшити масу. Ці міркування й виробництвом призвели до потреби використання їх у стрілецькому зброї куль довгастої форми, і з урахуванням надзвукових швидкостей польоту кулі, коли основною причиною опору повітря є освіту ущільнення повітря перед головною частиною (балістичної хвилі), вигідні кулі з подовженою гострої головною частиною. Придозвукових швидкостях польоту гранати, коли основною причиною опору повітря є освіту розрідженого простору й завихрень, вигідні гранати з подовженою і звуженою хвостовій частиною.

Чимглаже поверхню кулі, тим менше сила тертя і сила опору повітря.

Розмаїття форм сучасних куль багато чому визначається необхідністю зменшити силу опору повітря.

Якби політ кулі відбувався в безповітряному просторі, то напрям її подовжньої осі було б незмінним і куля падала на землю не головною частиною, а дном.

Проте за дії на кулю сили опору повітря політ її буде зовсім іншим. Під впливом початкових обурень (поштовхів) в останній момент вильоту кулі з каналу стовбура між віссю кулі і дотичній до траєкторії утворюється кут, і сила опору повітря діє вздовж осі кулі, а з точки до неї, прагнучи як уповільнити рух кулі, а й перехилити її. У момент, коли куля вилітає з каналу стовбура, опір повітря лише гальмує її рух. Але щойно куля починає під впливом сили тяжкості опускатися вниз, частки повітря почнуть тиснути як на головну частину, а й у бічну поверхню її.

Чим більший куля опускатиметься, тим вона буде зумовлене і підставляти опору повітря свою бічну поверхню. Оскільки частки повітря надають на головну частину кулі значно більше тиск, ніж хвостову, намагаються перехилити кулю головною частиною тому.

Отже, сила опору повітря як гальмує кулю у її польоті, а й прагне перехилити її головну частину тому. Чим більший швидкість кулі і чим вона довші, тим більше її у надає повітряопрокидивающее дію. Зрозуміло, що за такого дії опору повітря куля під час своєї польоту почне перекидатися. У цьому, підставляючи повітрю то один бік, то іншу, куля швидко втрачатиме швидкість, у зв'язку з, із чим дальність польоту буде невеличкий, а купчастість бою — незадовільною.


Укладання

В усіх життєвих розглянутих прикладах на тіло справді діяла сама й та гравітація. Проте руху у своїй виглядали по-різному. Пояснюється це тим, що характер руху будь-якого тіла в заданих умовах визначається її початковим станом. Недарма усі отримані нами рівняння містять початкові координати і початкові швидкості. Змінюючи їх, ми можемо змусити тіло підніматися вгору чи опускатися вниз по прямий лінії, іти у параболу, досягаючи її вершини, чи опускатися за нею вниз; дугу параболи ми можемо зігнути сильніше або слабкіша тощо. І тоді водночас усе це розмаїття рухів можна сформулювати однієї простої формулою:


Список літератури

 

1. Гершензон О.М., Малов М.М. Курс загальної фізики.М.Просвещение, 1995.

2.Римкевич П.О. Курс фізики. М. Просвітництво, 1975

3. Савельєв І.В. Курс загальної фізики. М. Просвітництво, 1983.

4. ТрофімоваТ.И. Курс фізики. М. Просвітництво, 1997

5. Чертов О.Г.,Воробьев А.А. Задачника із фізики. М. Просвітництво, 1988.


Предыдущая страница | Страница 3 из 3

Схожі реферати:

Навігація