Законы движенияAdministrative discipline of hiring and developing employees so that they become more valuable to the organization. It includes (1) conducting job analyses, (2) planning personnelneeds, and recruitment, (3) selecting the right people for the job, (4) orienting and training, (5) determining and managing wages and salaries, (6) providing benefits and incentives, (7) appraising performance, (8) resolving disputes, (9) communicating with all employees at all levels.
We sell new phones and tablets, different accessoriea etc In our shop you will find all that you need! Sony electronic products are the best products in the world. See our products at our official site: sonymobile.com or phone us 390-57-70 New phone line up only on our official website! Come and see! Laws of Motion Законы движения
|
Исаак Ньютон (1642 – 1727) сформулировал три закона, которые объяснят, каким образом движутся предметы. Первый закон движения Ньютона утверждает: Движущееся или находящееся в покое тело не меняет состояние своего движения до тех пор, пока на него не подействует сила. Предметы в покое стремятся сохранить это состояние. Необходима сила для того, чтобы начать или остановить движение. Движущиеся предметы стремятся сохранить движение. Сила необходима для того, чтобы изменить скорость или направление движущегося предмета. Следующие случаи поясняют первый закон движения Ньютона.
Случай I
Электрический мотор в слот - машине заставляет колёса вращаться. Сила воздействия колёс на трек способствует движению автомобиля вперёд. Аналогично, когда машина огибает кривую, то сила воздействия трека на автомобиль заставляет его изменить направление. Но если питание (электрической энергией) выключить, то сила трения замедлит машину и заставит её остановиться.
Случай II
Парусная лодка плывёт в озере. Бриз воздействует с силой на паруса. Лодка движется. Капитан поворачивает руль направо или налево для того, чтобы изменить направление. Сила воздействия воды на руль заставляет лодку перемещаться.
Случай III
Человек стоит в автобусе. Машина неожиданно поехала, и человек падает назад. Он пытается сохранить состояние покоя (неподвижность) в то время как машина едет. А когда автобус неожиданно останавливается, то человек стремиться упасть вперёд из-за инерции.
4:2 Second Law of Motion
4:2 Второй закон движения
Ударьте мяч битой, и он улетит. Мяч был ускорен. Ускорение мяча зависит от массы мяча и силы, с которой мяч ударили. Чем сильнее Вы ударите мяч, тем быстрее он будет двигаться. Насколько далеко Вы можете кинуть бейсбольный мяч? Профессиональный бейсбольный игрок может выполнить хоумран на расстояние свыше 130 метров.
Второй закон движения Ньютона гласит: Ускорение тела прямо пропорционально количеству силы, вызывающей увеличение этого ускорения. Чем больше масса предмета, тем больше силы необходимо для того, чтобы воспроизвести ускорение. В виде уравнения второй закон движения выглядит так:
СИЛА=МАССА×УСКОРЕНИЕ
F=ma
Требуется большая сила для того, чтобы передвинуть книжный шкаф, заполненный книгами. Что случится, если Вы освободите шкаф (от книг)? Если Вы будете толкать свободный книжный шкаф с той же силой, то сможете передвигать его по комнате быстрее. Уменьшение массы шкафа способствует тому, что Вам легче увеличить его ускорение.
Единица силы, ньютон, определяется вторым законом движения Ньютона. Один ньютон – это сила, необходимая для того, чтобы вызвать ускорение скорости движения тела массой в один килограмм на один метр в секунду каждую секунду.
F=ma
F=1кг × 1м/с2
F=1Н
Мяч имеет массу в 0,5кг. Его ударили силой в 50 ньютон. Его ускорение в соответствии с этим равно 100м/с2. А если бы масса мяча была равна 1 килограмму, то его ускорение соответственно было бы равно 50м/с2. Если бы сила, воздействующая на 0,5 килограммовый мяч, была бы равна 100 ньютон, то он бы ускорялся в два раза быстрее или 200 м/с2. С возрастанием силы, ускорение увеличивается. И с увеличением массы, ускорение – увеличивается. Следующие случаи поясняют этот пункт.
Случай I
Водитель контролирует скорость машины педалью газа или ускорителем. Подавая больше газа в двигатель, создаётся большее количество cилы. Скорость машины увеличивается.
Случай II
Массивные футбольные игроки всегда играют на центральной линии поля. Центральные игроки должны направлять свою силу на то, чтобы остановить игроков другой команды. Менее крупные игроки часто задействованы на задней части поля. Они передают мяч и задерживают передачи. Игроки на задней части поля должны быстро ускоряться. Меньшая масса способствует более быстрому ускорению, так как меньшая масса участвует в движении.
Случай III
Быстрейшие гоночные машины имеют лёгкие корпуса и мощные двигатели для быстрого ускорения.
4:3 Third Law of Motion
4:3 Третий закон движения
Представьте, что Вы катаетесь на катке. Держитесь за ограду обеими руками и отталкиваетесь. Что происходит? На рисунке 4-7 отвод разбрызгивателя вращается, если включена вода. Вода разбрызгивается пульверизатором за счёт силы. Эта вода вызывает силу, которая заставляет отвод разбрызгивателя вращаться. Надавите на верхнюю часть Вашей парты настолько сильно, насколько Вы можете. Парта, в то же время, противодействует Вашей руке силой, направленной вверх.
Третий закон движения Ньютона утверждает: Для каждой силы существует равная (эквивалентная) и противоположно направленная сила. Когда сила действует на предмет, то он противодействует силой, равной данной, только в противоположном направлении. Эти две силы называются силами действия и реакции. Сила реакции равна силе действия и действует в противоположном направлении.
4:4 Falling Objects
4:4 Падающие предметы
С окна десятого этажа был брошен мяч для игры в боулинг и мяч для гольфа. Какой мяч упадёт на землю быстрее? Многие думают, что из-за того мяч для игры в боулинг тяжелее, он упадёт быстрее.
Галилей (1564-1642) – итальянский учёный был другого мнения. Он считал, что все тела падают с одинаковой скоростью. Галилей продемонстрировал эксперимент для того, чтобы проверить свою гипотезу. Он рассчитал время движения катящегося вниз мяча по наклонной плоскости. Движение было вызвано силой гравитации. Скорость мяча может быть измерена так же, как и тела, свободно летящего сквозь воздух. За равные интервалы времени Галилей обозначил расстояния, которые прошёл мяч.
Галилей обнаружил, что скорость мяча возрастала вместе с тем, как он скатывался по наклонной плоскости. Расстояние, которое проходил мяч, возрастало с каждой единицей времени. Если бы эксперимент был проведён с мячами для игры в боулинг или гольф, то промежутки времени оставались бы теми же. Расстояние, пройденное за каждую секунду, оставалось бы тем же для мяча для игры в боулинг или гольф. При падении, оба мяча ускорились на одинаковую величину.
Над поверхностью Земли падающие предметы ускоряются на 9,8 метров в секунду в квадрате (9,8 м/c2). Это величина означает, что скорость падающего предмета увеличивается на 9,8 метров в секунду за каждую секунду, во время своего падения. Если предмет находился в состоянии покоя, то он будет двигаться со скоростью 9,8 метров в секунду в конце первой секунды. В конце следующей секунды его скорость будет составлять 19,6 метров в секунду (2*9,8 м/с). Насколько быстро будет падать предмет через три секунды?
Сила воздуха, направленная вверх против предмета, равна силе гравитации, направленной вниз, приконечной скорости. Это конечная скорость, достигаемая падающими предметами. Фактически действующая сила предмета равна нулю. Предмет будет продолжать падать с постоянной скоростью и уже не будет ускоряться.
Такие предметы, как перья, мячи для Пинг-Понга и раскрытые носовые платки падают медленнее. Во время падения эти предметы встречаются с бóльшим сопротивлением воздуха. Сопротивление воздуха– это направленная вверх, против предметов, сила воздуха. В вакууме нет воздуха. Вследствие этого, все тела ускоряются неизменно.
4:5 Motion in Two Directions
4:5 Движение в двух направлениях
Представьте, что Вы находитесь в движущемся реактивном самолёте. Вы подпрыгнули на расстояние два фута от пола. Приземлитесь ли на то же место, где Вы были до прыжка? Помните, когда Вы прыгаете, Вы перемещаетесь вперёд. На листке бумаги изобразите траекторию вашего прыжка.
Большой камень бросают с верхушки мачты движущегося корабля. Упадёт ли камень на палубу абсолютно точно в точку, непосредственно находящуюся ниже той, из которой его бросали? Или камень приземлиться рядом либо позади мачты? Предположите, что мачта вертикальная. А также помните, что во время падения камня, корабль движется вперёд.
Падающий камень приземляется на палубу непосредственно ниже той точки, из которой он был брошен. Прежде чем камень был выпущен, он двигался вперёд с той же скоростью, что и корабль. Пока камень падал, он сохранял свою скорость поступательного движения вперёд. Падая, он обладал двумя скоростями: поступательной и свободного падения. Движение вперёд способствовало продолжению движения во время падения в том же направлении, что и лодка.
Стрела, выпущенная (выстреленная) параллельно земле, рисунок 4-13. Сколько времени нужно для того, чтобы стрела упала на землю? Время зависит от ускорения свободного падения. Поступательное движение стрелы не влияет на время, необходимое для её падения. В эксперименте время необходимое для того, чтобы стрела ударилась об землю, было измерено. Тогда измерили время, за которое стрела падает на землю, после того как она была выпущена с той же высоты, на которой находится лук. Эти измерения по времени равны.
Такие предметы, как камни, мячи и стрелы, после того как были кинуты или выстрелены обладают двумя по направлению движениями – горизонтальное и вертикальное. Для того, чтобы попасть в цель, Вы не можете кидать или стрелять предметы вертикально. Вы должны учитывать падение предметов.
4:6 Motion in Curves
4:6 Криволинейное движение
Какой вид давления или силы тяги Вы чувствуете в машине, когда она поворачивает на крутом повороте? Ваше тело плавно передвигается из стороны в сторону. Тем не менее, Вас выталкивает наружу.
Необходима сила, сохраняющая предмет движущимся по кругу. Эта сила называется центростремительной силой. Центростремительная сила действует по направлению в центр круга, рисунок 4-15. Центростремительная сила дороги направленная на шины автомобиля, движущегося по кривой. Если машина едет на повороте очень быстро, то инерция может стать причиной того, что автомобиль может съехать с дороги. Магистрали наклонны на поворотах, для обеспечения контакта между шиной и дорогой. Наклонная означает, что наружный край дороги выше, чем внутренний. Наклонные дороги повышают безопасность на скоростной магистрали, так как повышается величина силы трения между шиной и дорогой.
4:7 Momentum
4:7 Импульс
Каждый движущийся предмет обладает свойством, которое называется импульс. Величина импульса зависит от массы и скорости тела. Если масса или скорость возрастает, то и импульс силы тоже увеличивается. Бейсбольный мяч имеет больший импульс силы, чем мяч для игры в теннис, если они будут лететь на одинаковой скорости. Почему? Бейсбольный мяч обладает большей массой. Представьте, что грузовая и спортивная машина одновременно спускаются по автостраде со скоростью 88 километров в час. Какой автомобиль имеет больший импульс силы? Грузовой автомобиль обладает большим импульсом силы, так как имеет большую массу.
Какой мяч имеет бóльший импульс: мяч для игры в софтбол с быстрыми шагами или с медленными? Мяч для игры в софтбол с быстрыми шагами обладает большим импульсом силы, так как его скорость больше. Камень падает со скалы. Увеличивается или уменьшается импульс, падающего камня? Импульс силы увеличивается, из-за того, что скорость камня увеличивается во время его падения.
Чем больше импульс предмета, тем больше силы необходимо для того, чтобы его остановить. Импульс предмета, находящегося в покое равен нулю. Увеличенная вдвое скорость предмета, вдвое увеличивает и импульс силы. 3600-килограммовая грузовая машина, движущаяся со скоростью 8 километров в час, обладает тем же количеством импульса, что и 1800-килограммовый автомобиль, движущийся со скоростью 16 километров в час. Во время их совместного движения с одинаковой скоростью, грузовая машина будет обладать большим импульсом силы. Почему?
Сила импульса движущегося предмета увеличивается или уменьшается после изменения скорости. Закон сохранения импульса утверждает, что импульс никогда не создаётся и не уничтожается. Когда импульс предмета уменьшается, то что-либо увеличивается. Если импульс предмета увеличивается, то что-либо уменьшается.
Представьте бейсбольного игрока, раскачивающего биту для того, чтобы ударить по мячу. У летящего мяча импульс силы увеличился на столько, насколько у биты уменьшился. Если два бильярдных мяча столкнулись на (бильярдном) столе, нет ни абсолютного увеличения либо потери импульса. Скорость одного мяча увеличивается, а другого – уменьшается. Изменение скоростей связано с тем, что импульс одного мяча увеличивается, а другого – уменьшается.
Imitating a Hip
Имитация бедра
Исследователи Массачусетского технологического института используют специальный аппарат для изучения заболевания, ведущего к инвалидности. Это один из видов артрита, который называется остеоартритом бедра. При этой разновидности заболевания сустав бедра достаточно просто (быстро) стирается. Часто кажется, что ничего не предвещает повреждение бедра. Для изучения заболевания инженеры МТИ (Массачусетский технологический институт) разработали аппарат, имитирующий движение бедра. Механизм, подражающий чему-либо, называется имитатор (модель).
Модель бедра состоит из металлического шара, который находится в суставной ямке бедра. С одной стороны мяч имеет стержень, который соединён с установкой, изменяющей положения шара. Этот шар – это протез Мура. Протез – это механизм, используемый для замены повреждённых или отсутствующих частей тела. Протез Мура заменяет верхушку бедренной кости, корректируя некоторые виды дефектов бедра. Вследствие того, что давление создаёт нагрузку на сустав, инженеры поместили на шар 14 чувствительных манометров. Манометры соединены с компьютером. Используя манометры, исследователи могут получить характеристику нагрузки в суставной ямке бедра.
Модель, движущая шарик внутри суставной ямки бедра, имитирует нормальный ход. Нормальный цикловой ход оказывает давление на сустав, в три-пять раз больше, чем вес тела. Используя данные манометра, компьютер создаёт характеристику нагрузки на сустав. Для изучения нагрузки на настоящую суставную ямку, учёные используют суставные ямки, снятые с трупов людей.
Исследователи думали, что нагрузка, действующая на суставную ямку бедра, может быть такой же, как и на всё бедро. Однако результаты имитатора показали, что нагрузка не одинакова. Учёные установили, что на самом деле нагрузка не равномерна. Изучая нагрузку на сустав бедра, исследователи надеяться установить причину остеоартрита. Установление причины – это первый шаг к нахождению средства излечения.
