-
Тепер коли ми дещо знаємо про
-
перший закон Ньютона.
-
Давайте проведемо
невелике опитування.
-
Що від вас потрібно - це визначити які з
-
цих тверджень є вірними насправді.
-
Перше твердження:
-
"Якщо рівнодійна сила, що діє на тіло дорівнює
нулю, то його швидкість не зміниться."
-
Цікаво.
-
Твердження друге:
-
"Незрівноважена сила, що діє на тіло,
завжди впливатиме на його швидкість."
-
Також цікаве твердження.
-
Третє твердження:
-
"В повсякденному житті рухомі тіла
зупиняються тому, що на них діють
-
незрівноважені сили."
-
І четверте твердження:
-
"Незрівноважена сила, що діє на тіло
завжди змінюватиме його напрямок."
-
Отож, давайте подумаємо про таке...
-
Давайте розглянемо кожне твердження по
порядку.
-
Наше перше твердження: "Якщо рівнодійна сила, що діє на
тіло дорівнює нулю, то його швидкість не зміниться."
-
Абсолютно вірно. Це насправді ще одне
формулювання першого закону Ньютона.
-
Якби в мене було тіло, що рухається в
просторі з певною швидкістю.
-
Тож, воно має певну швидкість і рухається
в певному напрямку.
-
І, можливо, це відкритий космос і ми
можемо припустити,
-
що немає гравітаційної взаємодії, але
навіть незначна вона завжди буде.
-
Але ми припускаємо, що гравітаційної
взаємодії немає, вона не впливає на жодну з частинок.
-
Суцільний безвакуумний простір - тіло буде
рухатися вічно.
-
Його швидкість не зміниться, не зміниться
ні його швидкість, ні напрямок.
-
Отож, це цілковита правда.
-
Твердження номер два: "Незрівноважена сила, що діє
на тіло, завжди впливатиме на його швидкість."
-
Ключовим тут є слово швидкість.
-
Якби я написав:"впливає на векторну швидкість",
тоді б це було правильним твердженням.
-
"Незрівноважена сила, що діє на тіло, завжди впливатиме на його векторну швидкість." Це могло бути вірним,
-
але ми написали просто швидкість. Швидкість руху це скалярна величина векторної швидкості. Вона не характеризується напрямком.
-
Щоб зрозуміти чому невірне
друге твердження, подумайте про наступне.
-
Ми відзнімемо більше відео про інтуїтивне знання
доцентрового прискорення та доцентрових сил,
-
якщо ваша інтуїція не сприйме це зараз.
-
Уявіть, що ви згори дивитеся на ковзанку.
-
На ній є ковзаняр. Це його голова.
-
Ковзаняр рухається у цьому напрямку.
-
Зараз уявіть, що він схопив мотузку, що
прикріпленна до борту ковзанки.
-
Ми дивимося на все це згори, а ось це -
мотузка.
-
Що ж тепер станеться?
-
Оскільки, ковзаняр продовжуватиме рухатись,
його напрямок зміниться.
-
Він продовжуватиме триматися за мотузку і доки
триматиметься за неї, доти буде рухатися колами,
-
а коли відпустить мотузку, почне рухатися у
будь-якому напрямку.
-
Він буде і далі рухатися у тому напрямку
і якщо припустити, що сила тертя є незначною
-
на ковзанці, він буде рухатись з однаковою
швидкістю.
-
Тому сила, доцентрова сила, розтяг від мотузки,
що тяне ковзаняря, в такому випадку, змінили б лише
-
напрямок руху ковзаняра.
-
Тому незрівноважена сила не завжди впливає
на швидкість руху тіла. Часто впливає, але у цьому випадку
-
вона б вплинула лише на напрямок руху
ковзаняра.
-
Ще один схожий випадок, де також є
доцентрове прискорення, доцентрова сила.
-
На орбіті є супутник або якесь інше тіло.
-
Отже, це якась планета, а ось це - один
із супутників планети.
-
Він залишається на орбіті тому, що тяга
гравітації змушує тіло
-
змінювати його напрямок, але не швидкість.
Його швидкість є абсолютно правильною тому, коли він рухається.
-
Отож, це швидкість. Якби тут
не було планети, тіло б
-
рухалося у цьому напрямку вічно.
-
Але ось ця планета має силу тяжіння.
-
Більш детально про силу тяжіння ми
поговоримо в пізніше.
-
Але ця доцентрова сила тяжіння прискорюватиме
тіло до центру впродовж його руху.
-
Тому через якийсь проміжок часу це буде вектор
швидкості цього тіла, якщо додати попередню до тієї, що змінилася.
-
Це новий вектор швидкості.
-
Це після руху.
-
Новий вектор швидкості
виглядатиме якось так...
-
він рухається за точної швидкості, тому
доцентрова сила або сила тяжіння
-
завжди буде під прямим кутом до його
дійсної траєкторії.
-
Супутник має точну швидкість, тому він
не вилетить і відкритий космос і не впаде на землю.
-
І ми розглянемо це більш детально.
-
Але відповідь проста:
-
незрівноважена сила, що діє на тіло завжди впливатиме на його векторну швидкість - чи то на швидкість руху, чи на напрямок, чи на все.
-
Але це може бути лише швидкість або
лише напрямок, необов'язково і те, і те.
-
Тому це твердження неправильне.
-
Тепере третє: "в повсякденному житті
рухомі тіла зупиняються тому,
-
що на них діють незрівноважені сили."
-
Воно є абсолютно правильним, це той
приклад, що ми розглянули.
-
Якщо я візьму якесь тіло, для прикладу
книгу і злегка штовхну її, щоб посунути,
-
то вона зупиниться через незрівноважену
силу тертя.
-
Шліфування поверхні книги відбуватиметься
разом з шліфуванням поверхні столу.
-
Якби я знаходився в басейні, навіть якщо
там немає течії, і якби я намагався штовхнути
-
якесь тіло у воді, воно врешті зупинилося
б через опір
-
у самій воді. Це причинило б дію незрівноваженої
сили у протилежному до його руху напрямку.
-
Це те, що сповільнює його.
-
Тому в повсякденному житті, ми не побачимо
як всі ці речі рухатимуться
-
вічно через те, є тертя, опір повітря,
тертя поверхонь.
-
І останнє твердження. "Незрівноважена сила, що
діє на тіло завжди змінюватиме його напрямок."
-
Насправді його найвірогідніше вгадати.
-
У нас є така ситуація: ми маємо блок
-
і його швидкість у цьому напрямку
становить 5 м/с.
-
Якщо у тому ж напрямку я прикладу
незрівноважену силу...
-
Тож, це моя сила. Якщо я прикладу її у
тому ж напрямку, то я лише
-
прискорю рух у цьому напрямку.
Отже, я можу і не змінити його.
-
Навіть якщо я діятиму у протилежному напрямку і
сповільню його, я можу і не змінити сам напрямок.
-
Я можу змінити його напрямок,
якщо діятиму таким чином,
-
але можу і не змінити його.
-
Отже, це неправда. Дія незрівноваженої
сили на тіло
-
незавжди змінюватиме його напрямок.
-
Це можливо, але не завжди.
-
Отже, слово "завжди" робить його невірним.
-
Переклад на українську: Анна-Марія Деркач, рев’ювер Оксана Кузьменко, благодійний фонд “Magneticone.org”
Khan Academy
