Законы ньютона в жизни человека презентация. Презентация "первый закон ньютона"

Инерциальные системы отсчета Первый закон ньютона

Составитель: Климутина Н.Ю.

Учитель МКОУ «Первомайская СОШ» Ясногорского района Тульской области

Если на тело не действуют никакие силы, то такое тело ВСЕГДА будет находиться в покое

Аристотель

384 - 322 г. до н.э.

Тело само по себе может двигаться сколь угодно долго с неизменной скоростью. Воздействие других тел приводит к ее изменению (увеличению, уменьшению или по направлению)

ЗАКОН ИНЕРЦИИ

Если на тело не действуют другие тела, скорость тела не изменяется

Галилео Галилей

1564 - 1642

Геоцентрическая система отсчета

от греческих слов

«ге» - «земля» «кентрон» - «центр»

Системы отсчета, в которых выполняется закон инерции, называют ИНЕРЦИАЛЬНЫМИ

Гелиоцентрическая система отсчета

от греческих слов

«гелиос» - «солнце» «кентрон» - «центр»

Первый Закон Ньютона

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы

(историческая формулировка)

(современная формулировка)

Исаак Ньютон

1643 - 1727

ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ

Во всех инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково при одинаковых

начальных условиях

Галилео Галилей

1564 - 1642

ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Итог урока

Аристотель:

если на тело не действуют другие тела, то тело может только покоиться

С железнодорожным составом связана система отсчета. В каких случаях она будет инерциальной:

а) поезд стоит на станции;

б) поезд отходит от станции;

в) поезд подходит к станции;

г) поезд движется равномерно на прямолинейном

участке дороги?

По горизонтальной дороге прямолинейно равномерно движется автомобиль с работающим двигателем.

Не противоречит ли это первому закону Ньютона?

Будет ли инерциальной система отсчета, которая движется с ускорением относительно какой-либо инерциальной системы?

Галилей:

если на тело не действуют другие тела, то тело может не только покоиться, но и двигаться прямолинейно и равномерно

Ньютон:

обобщил вывод Галилея и сформулировал закон инерции (I закон Ньютона)

Домашнее задание

Всем: §10, упр.10

Подготовить сообщения по темам:

«Механика от Аристотеля до Ньютона»

«Становление гелиоцентрической системы мира»

_________________________________________________________

«Жизнь и творчество Исаака Ньютона»

В чём состоит главная задача механики?

Основная задача механики - определять положение (координаты) движущегося тела в любой момент времени.

Зачем введено понятие материальной точки?

Чтобы не описывать движение каждой точки движущегося тела.

Тело, собственными размерами которого в данных условиях можно пренебречь, называют материальной точкой.

Когда тело можно считать материальной точкой? Приведите пример.

Что такое система отсчёта?

Тело отсчета, связанная с ним система координат и часы для отсчета времени движения образуют систему отсчета .

КИНЕМАТИКА

Кинематика (греч. "кинематос" – движение) – это раздел физики, в котором рассматриваются различные виды движения тел без учета влияния сил, действующих на эти тела.

Кинематика отвечает на вопрос:

"Как описать движение тела?"

Главный вопрос – почему?

Динамика – раздел механики, в котором изучают различные виды механических движений с учетом взаимодействия тел между собой.

Структура динамики.

Изменение скорости тела всегда вызывается воздействием на данное тело каких-либо других тел. Если на тело не действуют другие тела, то скорость тела никогда не меняется.

Аристотель:

для поддержания постоянной скорости тела необходимо, чтобы что-то (или кто-то) действовало на него.

Покой относительно Земли -естественное состояние тела, не требующ ее особой причины.

Аристотель

Кажутся логичными утверждения:

Кто толкает?

Давайте правильно взглянем на процессы

Именно сила изменяет скорость тела

Если сила меньше, то скорость меняется…

Если сил нет, то…

Сила связана не со скоростью , а с изменением скорости

На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости

Скорость любого тела изменяется только в результате его взаимодействия с другими телами.

Галилео Галилей

Г. Галилей:

свободное тело, т.е. тело, которое не взаимодействует с другими телами, может сохранять свою скорость постоянной сколь угодно долго или находиться в покое.

Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией .

Исаак Ньютон

Ньютон:

дал строгую формулировку закона инерции и включил его в число основных законов физики в качестве I закона Ньютона.

(1687 г. «Математические начала натуральной философии»)

По книге: И. Ньютон. Математические начала натуральной философии. пер. с лат. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989.

Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Ньютон в своём труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта , то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает .

Невыполнение закона инерции

Существуют такие системы отсчёта, в которых закон инерции выполняться не будет

Первый закон Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано .

Такие системы отсчета называют инерциальными.

Равнодействующая равна нулю

Инерциальная система отсчёта (ИСО) - система отсчёта, в которой справедлив закон инерции.

I закон Ньютона справедлив только для ИСО

Неинерциальная система отсчёта - произвольная система отсчёта, не являющаяся инерциальной.

Примеры неинерциальных систем отсчета: система, движущаяся прямолинейно с постоянным ускорением, а также вращающаяся система.

Вопросы для закрепления:

В чем состоит явление инерции?

2. В чем состоит I закон Ньютона?

3. При каких условиях тело может двигаться прямолинейно и равномерно?

4. Какие системы отсчета используются в механике?

1. Гребцы, пытающиеся заставить лодку двигаться против течения, не могут с этим справиться, и лодка остается в покое относительно берега. Действие каких тел при этом компенсируется?

2. Яблоко, лежащее на столике равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета, в которых первый закон Ньютона: а) выполняется; б) нарушается.

3. Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется ли корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно?

Домашнее задание

Всем: §10, упр.10.

Желающим:

подготовить сообщения по темам:

«Античная механика»
«Механика эпохи Возрождения»
«И.Ньютон».

Основные понятия:

Масса; сила; ИСО.

ДИНАМИКА

Динамика. Что изучает?

Средства описания

ЗАКОНЫ ДИНАМИКИ:

Первый закон Ньютона-постулат о существовании ИСО;

Второй закон Ньютона -

Третий закон Ньютона -

Причину изменения скорости (причину ускорения)

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ЗАКОНЫ ДЛЯ СИЛ:

тяготения –

упругости -

ОСНОВНАЯ (обратная) задача механики: установление законов для сил

ОСНОВНАЯ (прямая) задача механики: определение механического состояния в любо й момент времени.

Презентация

на тему:

Законы Ньютона

три закона, лежащие в основе классической механики и позволяющие записать уравнения движения для любой механической системы, если известны силовые взаимодействия для составляющих её тел.

Законы Ньютона - в зависимости от того, под каким углом на них посмотреть,- представляют собой либо конец начала, либо начало конца классической механики.

В любом случае это поворотный момент в истории физической науки - блестящая компиляция всех накопленных к тому историческому моменту знаний о движении физических тел в рамках физической теории, которую теперь принято именовать классической механикой.

Можно сказать, что с законов движения Ньютона пошел отсчет истории современной физики и вообще естественных наук.

Мыслители и математики веками пытались вывести формулы для описания законов движения материальных тел.

Древним философам даже в голову не приходило, что небесные тела могут двигаться по орбитам, отличающимся от круговых; в лучшем случае возникала идея, что планеты и звезды обращаются вокруг Земли по концентрическим (то есть вложенным друг в друга) сферическим орбитам.

Почему? Да потому, что еще со времен античных мыслителей Древней Греции никому не приходило в голову, что планеты могут отклоняться от совершенства, воплощением которой и является строгая геометрическая окружность.

Нужно было обладать гением Иоганна Кеплера, чтобы честно взглянуть на эту проблему под другим углом, проанализировать данные реальных наблюдений и вывести из них, что в действительности планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим траекториям.

Представьте себе что-то типа легкоатлетического молота - ядро на конце струны, раскручиваемое вами вокруг вашей головы.

Ядро в этом случае движется не по прямой, а по окружности - значит, согласно первому закону Ньютона, его что-то удерживает; это «что-то» - и есть центростремительная сила, которую вы прилагаете к ядру, раскручивая его. Реально вы и сами можете ее ощутить - рукоять легкоатлетического молота ощутимо давит вам на ладони.

Если же вы разожмете руку и выпустите молот, он - в отсутствие внешних сил - незамедлительно отправится в путь по прямой.

Точнее будет сказать, что так молот поведет себя в идеальных условиях (например, в открытом космосе), поскольку под воздействием силы гравитационного притяжения Земли он будет лететь строго по прямой лишь в тот момент, когда вы его отпустили, а в дальнейшем траектория полета будет всё больше отклоняться в направлении земной поверхности.

Если же вы попробуете действительно выпустить молот, выяснится, что отпущенный с круговой орбиты молот отправится в путь строго по прямой, являющейся касательной (перпендикулярной к радиусу окружности, по которой его раскручивали) с линейной скоростью, равной скорости его обращения по «орбите».

Теперь заменим ядро легкоатлетического молота планетой, молотобойца - Солнцем, а струну - силой гравитационного притяжения:

вот вам и ньютоновская модель Солнечной системы.

Такой анализ происходящего при обращении одного тела вокруг другого по круговой орбите на первый взгляд кажется чем-то само собой разумеющимся, но не стоит забывать, что он вобрал в себя целый ряд умозаключений лучших представителей научной мысли предшествующего поколения (достаточно вспомнить Галилео Галилея). Проблема тут в том, что при движении по стационарной круговой орбите небесное (и любое иное) тело выглядит весьма безмятежно и представляется пребывающим в состоянии устойчивого динамического и кинематического равновесия. Однако, если разобраться, сохраняется только модуль (абсолютная величина) линейной скорости такого тела, в то время как ее направление постоянно меняется под воздействием силы гравитационного притяжения. Это и значит, что небесное тело движется равноускоренно. Кстати, сам Ньютон называл ускорение «изменением движения».

Первый закон Ньютона играет и еще одну важную роль с точки зрения нашего естествоиспытательского отношения к природе материального мира.

Он подсказывает нам, что любое изменение в характере движения тела свидетельствует о присутствии внешних сил, воздействующих на него.

Условно говоря, если мы наблюдаем, как железные опилки, например, подпрыгивают и налипают на магнит, или, доставая из сушилки стиральной машины белье, выясняем, что вещи слиплись и присохли одна к другой, мы можем чувствовать себя спокойно и уверенно: эти эффекты стали следствием действия природных сил (в приведенных примерах это силы магнитного и электростатического притяжения соответственно).

Если первый закон Ньютона помогает нам определить, находится ли тело под воздействием внешних сил, то второй закон описывает, что происходит с физическим телом под их воздействием.

Чем больше сумма приложенных к телу внешних сил, гласит этот закон, тем большее ускорение приобретает тело. Это раз. Одновременно, чем массивнее тело, к которому приложена равная сумма внешних сил, тем меньшее ускорение оно приобретает. Это два. Интуитивно эти два факта представляются самоочевидными, а в математическом виде они записываются так: F = ma

где F - сила, m - масса, а - ускорение.

Это, наверное, самое полезное и самое широко используемое в прикладных целях из всех физических уравнений.

Достаточно знать величину и направление всех сил, действующих в механической системе, и массу материальных тел, из которых она состоит, и можно с исчерпывающей точностью рассчитать ее поведение во времени.

Именно второй закон Ньютона придает всей классической механике ее особую прелесть - начинает казаться, будто весь физический мир устроен, как наиточнейший хронометр, и ничто в нем не ускользнет от взгляда пытливого наблюдателя.

Назовите мне пространственные координаты и скорости всех материальных точек во Вселенной, словно говорит нам Ньютон, укажите мне направление и интенсивность всех действующих в ней сил, и я предскажу вам любое ее будущее состояние. И такой взгляд на природу вещей во Вселенной бытовал вплоть до появления квантовой механики.

За этот закон, скорее всего, Ньютон и снискал себе почет и уважение со стороны не только естествоиспытателей, но и ученых-гуманитариев и попросту широких масс.

Его любят цитировать (по делу и без дела), проводя самые широкие параллели с тем, что мы вынуждены наблюдать в нашей обыденной жизни, и притягивают чуть ли не за уши для обоснования самых спорных положений в ходе дискуссий по любым вопросам, начиная с межличностных и заканчивая международными отношениями и глобальной политикой.

Ньютон, однако, вкладывал в свой названный впоследствии третьим закон совершенно конкретный физический смысл и едва ли замышлял его в ином качестве, нежели как точное средство описания природы силовых взаимодействий.

Тут важно понимать и помнить, что речь у Ньютона идет о двух силах совершенно разной природы, причем каждая сила воздействует на «свой» объект.

Когда яблоко падает с дерева, это Земля воздействует на яблоко силой своего гравитационного притяжения (вследствие чего яблоко равноускоренно устремляется к поверхности Земли), но при этом и яблоко притягивает к себе Землю с равной силой.

А то, что нам кажется, что это именно яблоко падает на Землю, а не наоборот, это уже следствие второго закона Ньютона. Масса яблока по сравнению с массой Земли низка до несопоставимости, поэтому именно его ускорение заметно для глаз наблюдателя. Масса же Земли, по сравнению с массой яблока, огромна, поэтому ее ускорение практически незаметно. (В случае падения яблока центр Земли смещается вверх на расстояние менее радиуса атомного ядра.)

По совокупности же три закона Ньютона дали физикам инструменты, необходимые для начала комплексного наблюдения всех явлений, происходящих в нашей Вселенной.

И, невзирая на все колоссальные подвижки в науке, произошедшие со времен Ньютона, чтобы спроектировать новый автомобиль или отправить космический корабль на Юпитер, вы воспользуетесь все теми же тремя законами Ньютона.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Основные понятия и законы динамики.

а в б v v v Наждачная бумага Обычный стол Стекло Сопротивление силы трения

Галилео Галилей (1564-1642 На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости Скорость любого тела изменяется только в результате его взаимодействия с другими телами. Инерция – явление сохранения скорости движения тела при отсутствии внешних воздействий.

Первый закон Ньютона. Закон инерции (первый закон Ньютона, первый закон механики): всякое тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела. Инертность тел – свойство тел сохранять своё состояние покоя или движения с постоянной скоростью. Инертность разных тел может быть различной. (1643-1727)

Система отсчета называется инерциальной, если она покоится или движется равномерно и прямолинейно Система отсчета, движущаяся с ускорением, является неинерциальной m F F у т Действие одного тела на другое называют силой. F- действие земли – сила тяжести т у F - действие нити – сила упругости

F т F у Устраним действие нити Мысленно устраним действие Земли

Теперь вообразим что устранены оба действия на шарик, логика подсказывает что он должен остаться в состоянии покоя

m F у F т Представим теперь что этот шарик покоится в вагоне, движущийся равномерно и прямолинейно. При этом на него действую те же тела Земля и нить, причем оба эти действия уравновешиваются. Однако относительно Земли шарик не находится в покое, он движется равномерно и прямолинейно.

Обобщая оба эти примера можно сделать вывод: Тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно, если другие тела на него не действуют или их действия уравновешены (скомпенсированы). С точки зрения современных представлений первый закон Ньютона формулируется так: Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действую другие тела.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Открытый урок Первый закон Ньютона

Причины движения. Причины изменения скорости. Первый закон Ньютона. Принцип инерции. Экспериментальное подтверждение закона инерции. Относительность движения и покоя. Преобразо...