☰ Содержание · Физика

Третий закон Ньютона и движение по окружности

Уроки 22–23 · 2 урока · П. К. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Д. Бахромов, С. О. Бурхонов. Физика, 7 класс, 4-е издание, переработанное и дополненное. Государственное научное издательство «Национальная энциклопедия Узбекистана», Ташкент, 2017
23

Применение законов движения к движению по окружности

Учебник: с. 86–87
ЦельПримени законы движения к движению по окружности: центростремительная сила F = mυ²/R.
Новые слова
центростремительная сила · markazga intilma kuchF = mυ²/R · F = mυ²/Rнатяжение нити · ip taranglik kuchiповорот · burilish
Объяснение

При равномерном движении по окружности тело имеет центростремительное ускорение a = υ²/R. По второму закону это ускорение создаётся силой, направленной к центру: F = ma = mυ²/R = mω²R. Это центростремительная сила. Она не является «новым» видом силы, а представляет собой равнодействующую настоящих сил (натяжения, трения, тяжести). Например, для камня, раскручиваемого на верёвке, центростремительная сила — это сила натяжения, а для автомобиля на повороте — сила трения между колёсами и дорогой. Если сила исчезнет (верёвка порвётся), тело по инерции полетит по прямой вдоль касательной.

Примеры
m = 0,5 кг, υ = 4 м/с, R = 2 м: F = 0,5 · 16 : 2 = 4 Н.
Автомобилю массой 1000 кг на повороте радиусом R = 50 м при υ = 10 м/с нужна сила трения F = 1000 · 100 : 50 = 2000 Н.
Работа в классе

«Камень на верёвке»: только в воображении или по видео: если верёвка порвётся, в какую сторону полетит камень (по касательной). Ничего не раскручивай на самом деле. Безопасность: раскручивать предмет на верёвке рядом с людьми запрещено.

Упражнения
1
Какова формула центростремительной силы?
2
m = 2 кг, υ = 3 м/с, R = 3 м. F (Н)?
3
Какая сила служит центростремительной для поворачивающего автомобиля?
4
Почему автомобиль может занести на повороте по льду?