Сила трения и СТО. (Лекция 4) - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №10

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №11

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №12

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №13

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №14

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №15

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №16

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №17

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №18

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №19

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №20

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №21

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №22

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №23

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №24

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №25

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №26

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №27

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №28

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №29

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №30

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №31

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №32

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №33

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №34

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №35

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №36

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №37

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №38

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №39

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №40

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №41

Сила трения и СТО. (Лекция 4), слайд №42

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Сила трения и СТО. (Лекция 4). Доклад-сообщение содержит 42 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Силы трения

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Сила трения? Это много или мало? Если сил трения нет? Человек не мог бы ходить! Чтобы космическому спутнику массой 650 кг поменять орбиту, нужен двигатель, дающий в импульсе дополнительную «эффективную» массу 5 гр (если она изменилась из-за трения об остатки атмосферы)

Слайд 5

Описание слайда:

Сила трения сухого трения Если горизонтальная поверхность т.е. =0 ? проекция mg на горизонтальную ось x равна 0 и при начале скольжения max= F-Fтр=F–μmg=0 или для баланса сил и обеспечения хотя бы нулевого ускорения (не нулевой начальной скорости) a=(F/m- μ g) =0 или F/m=μg или F= μmg. Сила F линейна пропорциональна массе тела. Сила с которой надо тянуть на санях одного и двух студентов отличаются в два раза. А для троих надо тройку запрягать!

Слайд 6

Описание слайда:

Сила трения Брусок на столе и шарик. Не путать коэфф. трение скольжения (безразмерен) и качения (определяемого как отношение момента силы трения качения к нормальной силе и имеющего размерность длины). То, что коэфф. трения качения очень мал используется в подшипниках. Трение качения ничтожно мало и резко возрастает только при скоростях, сравнимых со скоростью распространения деформации в теле тогда лучше переходить на трение скольжения. Автомобилистам: Кинетическая энергия в результате действия сил трения переходит в тепловую и энергию деформации (поэтому тормозные диски и колодки на машинах в основном греются (при плавном торможении ) и изнашиваются (при резком) . Насколько чаще надо менять тормозные колодки у внедорожника в сравнению с Ладой ? Направление силы трения между ведущими (связанными с двигателем) и ведомыми колесами прямо противоположны. На полном приводе в одну. Опыта с двумя тележками уже нет ;-( Однако до 2009 года предсказать реальный коэфф. трения было невозможно, точнее связать его со свойствами материала

Слайд 7

Описание слайда:

Трения в макро- и наномире похожи Законы трения для наноструктур не отличаются от классических законов. Если говорить просто, то сухое трение создается неровностями данных поверхностей, которые зацепляются друг за друга и дают большее колличество взаимодействующих атомов, из которых состоят поверхности. Для наноповерхностей (совокупность молекул) рассчитывались силы межмолекулярного взаимодействия. Установлено, что сила трения прямо пропорциональна количеству химически взаимодействующих атомов - аналогу истинной (реальной) площади соприкосновения макрообъектов. Сила трения прямо пропорциональна истинной площади (ее не следует путать с обычной площадью соприкосновения поверхностей тел). Трущиеся наноповерхности можно рассматривать в рамках классических теорий трения поверхностей.

Слайд 8

Описание слайда:

Трение или адгезия ? близкодействие или дальнодействие? В чем принципиальное отличие сил трения от сил адгезии? В том, что в трении участвуют только близкодействующие силы (химия), а Ван-дер-Ваальс не участвует ? В адгезии работают обе силы? или нет? Трение, обусловленное близкодействием (химическим взаимодействием), линейно зависит от веса тела, а трение с учетом Ван-дер-Ваальса ("дальнодействующая адгезия") сублинейно. Правильно ли говорить , что адгезия включает и короткодействующие силы (химию) и Ван-дер-Ваальсовы? Да, это так. Только короткодействующие силы, связанные с трением и такие же, связанные с адгезией, различаются (вторые можно устранить, например, пассивацией с помощью водорода, а первые, нет).

Слайд 9

Описание слайда:

Силы трения в животном мире

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Факультативно: Исключения бывают! Анизотропное трение на наноуровне Измерение сила трения между иглой АСМ и боковой поверхностью многослойной углеродной нанотрубки показало, что линейная зависимость Fтр не выполняется, а вместо этого Fтр ~ N2/3. Выяснилось, что для нанотрубок диаметром менее 10 нм величина трения различается при движении иглы перпендикулярно и параллельно оси нанотрубки. Моделирование взаимодействия иглы с нанотрубкой показало, что более сильное трение в перпендикулярном направлении связано с возникновением мягкой моды колебаний, которая эффективно “забирает” энергию поступательного движения иглы. Т.е. дополнительно тратится энергия на деформацию поверхности. Конечно, надо изучать, как влияют конкретная форма иглы, поверхностные дефекты и другие факторы. M.Lucas et al., Nature Mater. 8, 876 (2009). ПерсТ, 2009, т.16, вып. 22

Слайд 12

Описание слайда:

Движении твердого тела в жидкой среде.

Слайд 13

Описание слайда:

Слайд 14

Описание слайда:

Факультативно: «Вязкое» трение – в реальном компьютере

Слайд 15

Описание слайда:

Факультативно: трибология и сверхпроводимость

Слайд 16

Описание слайда:

Теперь поговорим об относительности, больших расстояниях и скоростях.

Слайд 17

Описание слайда:

Галактики

Слайд 18

Описание слайда:

Пространственная структура Вселенной

Слайд 19

Описание слайда:

Солнце Солнце- газовый (68% водорода, 30 % гелия) или плазменный шар возраста 4.6 миллиарда лет на расстоянии 1 а.е. (астрономическая единица ≈1.5 108 км). Радиус R≈7 108м (в 109 раз больше Земли), М≈2 1033 кг (в 333000? больше Земли и около 99.866 % массы солнечной системы). Плотность ρ= 1.41 г/см3 (0.256 от плотности Земли), gС=271 м/с2 (в 27,5 раз больше чем на Земле). Температура на поверхности Т=5830 К, а внутри 16 миллионов К. Мощность излучения –светимость 3.85 1033 эрг/с=3.86 1026 Вт. Идет ядерная реакция синтеза гелия из водорода. Из-за многократного поглощения и переизлучения от центра Солнца эл.-маг. излучение (рентгеновский диапазон) идет до поверхности очень долго. А от Солнца до Земли за 8 мин. При прохождении к поверхности спектр эл.-маг. излучения существенно меняется и наблюдаемое излучение в оптическом диапазоне формируется в тонком поверхностном слое –фотосфере толщиной около 350 км. Оно тепловое и хорошо описывается в видимой и ИК области спектра . Солнечная постоянная – полное количество лучистой энергии Солнца , доходящее до 1 м2 Земли вне атмосферы 1369 Вт/м2 (H≈1000 км над поверхностью Земли) из них основная часть в диапазоне 0.1-4 мкм. Только 336 Вт/м2 доходит до Земли. В климатологии из нулевого уравнения теплового баланса Земли следует, что поглощается Землей тепло 157 Вт/м2, 80 Вт/м2 поглощается облаками, аэрозолями и газами. А еще есть в диапазоне 3-45 мкм. В этом диапазоне обратно в космос уходит 235 Вт/м2. Ежедневно на поверхность Земли от Солнца приходит 10 18 Вт.

Слайд 20

Описание слайда:

Принцип относительности Галилея

Слайд 21

Описание слайда:

Преобразованиями Галилея

Слайд 22

Описание слайда:

Правилом сложения скоростей

Слайд 23

Описание слайда:

Принципом относительности Галилея

Слайд 24

Описание слайда:

Принцип относительности Галилея Уравнения механики инвариантны (латинское invariants-неизменяющийся) по отношению к преобразованиям Галилея. Это принцип относительности Галилея Все механические явления в различных инерциальных системах отсчета протекают одинаково, вследствие чего никакими механическими опытами невозможно установить, покоится данная система отсчета или движется прямолинейно и равномерно. Время идет одинаково в обоих системах t=t’ Галилей «……..В закрытой каюте корабля двигающегося прямолинейно и равномерно ….полет мухи, …длина прыжка, падение капли воды …….все одинаково как и в покоящейся»

Слайд 25

Описание слайда:

Преобразования Галилея Но так как то скорость, кинетическая энергия и импульс – вариантные величины. Сила, потенциальная энергия, масса –инварианты Уравнения, вид которых не изменяется при переходе к другой системе отсчета тоже инварианты. Сами величины входящие в уравнение могут меняться, а формулы, их связывающие, неизменны. Закон сохранения количества движения и энергии справедливы во всех инерциальных системах отсчета. Т.е. если энергия в какой-то инерциальной системе сохраняется, то в любой другой инерциальной системе она тоже сохраняется. Все три закона Ньютона справедливы во всех инерциальных системах отсчета.

Слайд 26

Описание слайда:

СТО 1905 г. – опираясь на работы Галилея, Эйнштейн совместно с Лоренцем и Пуанкаре и другими учеными создает СТО 1916 г. - Эйнштейн создал также ОТО - классическую (не квантовую) релятивистскую теорию гравитации. Он распространяет механический принцип относительности Галилея на все остальные физические явления: Законы всей природы (а не только механики) одинаково формулируются для всех инерциальных СО. В основе теории: принцип относительности, принцип постоянства скорости света и изотропность пространства. Показал, что преобразования Галилея надо заменить на более общие преобразования Лоренца

Слайд 27

Описание слайда:

Принцип постоянства скорости света.

Слайд 28

Описание слайда:

Факультативно : С чем сравнить скорость света? Это мало или много?

Слайд 29

Описание слайда:

Время в разных системах отсчета

Слайд 30

Описание слайда:

Принцип относительности Эйнштейна.

Слайд 31

Описание слайда:

Физики снова подтвердили теорию относительности Принцип лоренц-инвариантности постулирует, что все физические законы действуют одинаково вне зависимости от положения и ориентации лаборатории в пространстве и от момента времени и, в частности, неизменность физических процессов при повороте системы на произвольный угол. Так, поворот лаборатории вместе с поверхностью Земли в ходе суточного вращения планеты не должен влиять на процессы. И днем и ночью результат должен быть одинаков. Для проверки физики использовали нейтрино - частицы с очень высокой проникающей способностью. Нейтрино, получаемые при облучении углеродной мишени на ускорителе заряженных частиц, направлялись через слой грунта на расположенный в нескольких сотнях метров детектор, который регистрировал количество и энергию частиц. Зависимости результата от времени суток не обнаружилось. Пучок ведет себя одинаково при любом положении в пространстве и все направления оказываются для него одинаковы: принцип инвариантности работает. Равноправие направлений в пространстве очевидно. Но существует ряд теорий, в которых выделенное направление существует и играет важную роль в формировании Вселенной.

Слайд 32

Описание слайда:

Относительность времени

Слайд 33

Описание слайда:

Замедление времени Парадокс близнецов. Один на земле а второй летит в космос с большой скорость. Кто их близнецов старше? В действительности для парадокса близнецов принципиально важно чтобы один близнец находился в инерциальной системе отсчета (на Земле, например), а второй в неинерциальной системе отсчета которая движется с ускорением (в ракете в космосе). С другой стороны, каждый из близнецов находится в совершенно одинаковой ситуации относительно другого и должен быть старше другого. Среднее время жизни нестабильной частицы мезона ~10-6 сек, и он не мог бы долететь до Земли с высоты 10-20 км, если бы для него не замедлялось время вследствие движения со скоростью близкой к с Но если между событиями имеется причинная связь, то событие-причина во всех системах отсчета предшествует событию-следствию. Сын не рождается раньше отца . Качественное решение : Братья не являются равноправными. Один из них (путешественник) испытывал этапы ускоренного движения, которые необходимы для его возвращения на Землю Более сложное: тот кто изменяет свою систему отсчёта, тот и оказывается моложе.

Слайд 34

Описание слайда:

Замедление времени - реальность! в 2010 году физики экспериментально подтвердили замедление времени. Использование сверхточных атомных часов показало замедления времени вблизи массивных объектов (правда это уже ОТО, которая учитывает кривизну пространства-времени, а не СТО). Студенту, который находится дальше от объекта, будет казаться, что часы его сокурсника, который стоит ближе к объекту, идут медленнее. Показано, что с точки зрения неподвижного студента «стрелки» на атомных часах движущегося коллеги будут перемещаться медленнее (замедление хода часов при движении).

Слайд 35

Описание слайда:

Реальное применение! Автомобильная система навигации, которой мы с вами пользуемся сегодня, определяет местонахождения транспорта с точностью до нескольких метров, основываясь именно на теории относительности Эйнштейна.

Слайд 36

Описание слайда:

Факультативно ОТО

Слайд 37

Описание слайда:

Относительность расстояния

Слайд 38

Описание слайда:

Сложение скоростей

Слайд 39

Описание слайда:

Зависимость массы от скорости Инертная масса от скорости не зависит!!! Релятивистская масса зависит от скорости как При увеличении V ? при V→c m →∞. Ни одно тело при m>0 не может достигнуть c. При V→c m →∞, а l →0. Материальная точка? При использовании данной формулы возникает ряд теоретических противоречий. Сейчас научное сообщество отказалось от введения зависимости массы от скорости. Во новых учебниках этой формулы нет! Применяются формулы для импульса и энергии!

Слайд 40

Описание слайда:

Второй закон Ньютона

Слайд 41

Описание слайда:

Энергии свободной частицы

Слайд 42

Описание слайда:

Факультативно Настоящее оказалось переходным звеном между квантовым будущим и классическим прошлым Физики предложили новую модель Вселенной, в рамках которой квантовое будущее приводит к своего рода "кристаллизации" классического прошлого через настоящее. По аналогии с ОТО ученые рассматривали Вселенную в качестве четырехмерного куска пространства-времени с фиксированными границами. При этом выделенного момента времени никакого не вводится. Пока этот кусок относится к будущему, его природа исключительно квантовая. В будущем с разной степенью вероятности могут присутствовать одновременно несколько возможных событий. Прошлое подчиняется классическим законам физики, то есть все физические величины однозначно определены. Течение времени - эволюцию законов пространства-времени. Настоящее в этом случае - это момент перехода от квантовых законов к классическим