O problemă comună fizica: analiza corpurilor în cădere liberă

Mișcarea liberă poate pierde în greutate,

Echilibrul static[ modificare modificare sursă ] Echilibrul static a fost înțeles înainte de inventarea mecanicii clasice.

Predicția că timpul rulează mai lent la potențiale mai mici dilatație gravitațională a timpului a fost confirmată de experimentul Pound — Rebkaexperimentul Hafele — Keating și GPS. Predicția devierii luminii a fost confirmată pentru prima dată de Arthur Stanley Eddington din observațiile sale din timpul eclipsei solare din 29 mai Eddington a măsurat deviațiile luminii stelelor de două ori mai mult decât cele prezise de teoria corpusculară newtoniană, în conformitate cu previziunile relativității generale. Cu toate acestea, interpretarea sa asupra rezultatelor a fost ulterior contestată. Testele mai recente care utilizează măsurători interferometrice radio ale quasarilor care trec în spatele Soarelui au confirmat mai exact și în mod consecvent devierea luminii la gradul prezis de relativitatea generală.

Obiectele în repaus au forță totală acționând asupra lor egală cu zero. De exemplu, un obiect pe o suprafață orizontală este tras atras către centrul Pământului de greutate. În același timp, forțele de la suprafață opun rezistență forței îndreptată în jos printr-o forță egală, îndreptată în sus denumită forța normală.

  • O problemă comună fizica: analiza corpurilor în cădere liberă
  • Masa - Mass - bancurinoi.ro

Situația este una în care forța totală este zero și nu există accelerație. Pentru o situație fără mișcare, forța de frecare statică echilibrează exact forța aplicată, având ca rezultat absența accelerației. Frecarea statică crește sau scade ca răspuns la forța mișcarea liberă poate pierde în greutate, până la o limită superioară determinată de caracteristicile contactului între suprafață și obiect.

De exemplu, un obiect suspendat pe un cântar cu resort vertical este atras de greutatea care acționează asupra lui, echilibrată de o forță aplicată de forța de reacție din resort, egală cu greutatea obiectului. Cu astfel de unelte, s-au descoperit unele legi cantitative ale forțelor: aceea că forța gravitațională este proporțională cu volumul pentru obiecte cu densitate constantă fapt exploatat multă vreme pentru definirea slăbește z standard ; principiul lui Arhimede pentru flotabilitate; analiza lui Arhimede privind pârghiile ; legea lui Boyle pentru presiunea gazelor; legea lui Hooke pentru resorturi.

Acestea au fost formulate și verificate experimental înainte ca Isaac Newton să enunțe cele trei legi ale mișcării. Echilibrul dinamic a fost descris pentru prima oară de Galileicare a observat că anumite presupuneri ale fizicii aristoteliene sunt contrazise de observații și de logică.

  • Forță - Wikipedia
  • bancurinoi.ro - Gravitaţia şi căderea liberă a obiectelor

Galilei și-a dat seama că simpla adunare a vitezelor impune inexistența unui sistem de referința absolut. Galilei a concluzionat că mișcarea cu viteză constantă era perfect echivalentă cu repausul.

Aceasta contrazicea noțiunea lui Aristotel de stare naturală de repaus la care tind obiectele cu masă.

Înregistrează-te pentru ştirile noastre

Experimente simple au arătat că înțelegerea de către Galilei a echivalenței repausului cu viteza constantă este corectă. De exemplu, dacă un marinar ar scăpa o ghiulea din vârful catargului unei corăbii care se deplasează cu viteză constantă, fizica aristoteliană ar crede că ghiuleaua cade direct în jos, în timp ce corabia se deplasează sub ea.

Astfel, într-un univers aristotelian, ghiuleaua ar cădea în urma bazei catargului unei corăbii în mișcare.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Dar, când acest experiment este efectiv efectuat, ghiuleaua cade întotdeauna chiar la baza catargului, ca și cum ar fi știut că se deplasează cu corabia în timp ce era în cădere, separată de aceasta. Deoarece nu există nicio forță orizontală aplicată ghiulelei în timpul căderii, singura concluzie rămasă este aceea că ghiuleaua continuă să se miște cu aceeași viteză ca și corabia în timp ce cade.

Meniu de navigare

Astfel, nu este necesară nicio forță pentru a ține ghiuleaua în mișcare cu viteză constantă înainte. Aceasta este definiția echilibrului dinamic: când toate forțele ce acționează asupra unui obiect se anulează reciproc dar obiectul continuă să se deplaseze cu viteză constantă.

Un caz simplu de echilibru dinamic are loc în cazul mișcării cu viteză constantă pe o suprafață cu frecare cinetică. Într-o astfel de situație, este aplicată o forță în direcția mișcării, în timp ce frecarea cinetică se opune și este exact egală cu forța aplicată. Aceasta dă o rezultantă egală cu zero, dar, deoarece obiectul a pornit cu viteză nenulă, el continuă să se miște cu viteză nenulă.

Aristotel a interpretat greșit această mișcare ca fiind cauzată de forța aplicată.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Totuși, când se ia mișcarea liberă poate pierde în greutate considerare frecarea cinetică, este clar că nu există nicio forță rezultantă ce determină mișcarea cu viteză constantă. Bosonul W trece între două puncte de intersecție ce reprezintă o respingere În fizica particulelor modernă, forțele și accelerația particulelor sunt explicate ca schimb de particule purtătoare de impuls.

Una dintre cele mai comune tipuri de probleme pe care un student fizica început va întâlni este de a analiza mișcarea unui corp în cădere liberă. Este util să se uite la diferitele moduri pot fi abordate aceste tipuri de probleme.

Cu dezvoltarea teoriei cuantice de câmp și a relativității generales-a conștientizat că forța este un concept redundant ce rezultă din conservarea impulsului 4-impulsul relativist și impulsul particulelor virtuale din electrodinamica cuantică. Conservarea impulsului, din teorema lui Noetherpoate fi calculat direct din simetria spațiului și este, de regulă, considerat mai fundamental decât conceptul de forță. Astfel, forțele fundamentale sunt denumite mai exact interacțiuni fundamentale.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Această descriere se aplică tuturor forțelor ce reies din interacțiunile fundamentale. Deși este nevoie de descrieri matematice complexe pentru a prezice, în detaliu, natura unor astfel de interacțiuni, există o cale simplă de a le descrie prin utilizarea diagramelor Feynman.

Gravitatie - Gravity - bancurinoi.ro

Într-o diagramă Feynman, fiecare particulă materială este reprezentată ca linie dreaptă ce se deplasează prin timp, care de regulă crește către dreapta. Particulele de materie și antimaterie sunt identice, cu excepția direcției de propagare a lor prin diagrama Feynman.

mișcarea liberă poate pierde în greutate

Liniile de univers ale particulelor se întâlnesc în punctele de intersecție, iar diagrama reprezintă orice forță ce apare dintr-o interacțiune ca având loc în acel punct cu o schimbare instantanee de direcție a liniilor de univers ale particulei. Particulele purtătoare sunt emise din punctul de intersecție ca linii ondulate similare undelor și, în cazul schimbului de particule virtuale, sunt absorbite de un punct de intersecție adiacent.

De exemplu, o diagramă Feynman poate descrie pe scurt cum un neutron se dezintegreazărezultând un electronun protonși un neutrinointeracțiune mijlocită de aceeași particulă purtătoare responsabilă pentru forța nucleară slabă.

Gravitaţia şi căderea liberă a obiectelor

Când viteza unui obiect crește, crește și energia sa, și deci crește masa echivalentă inerția. Astfel, este nevoie de mai multă forță pentru a-l accelera, decât la viteze mai mici. Legea a doua a lui Newton F.