При формировании данного понятия неизбежно приходится считаться с тем, что оно находит самое широкое применение в повседневной жизни и в известной мере знакомо учащимся до изучения физики. На основе жизненного опыта учащиеся с данным понятием связывают, прежде всего, представление о мускульной силе, толкании, тяге, весе, «магнитной» силе и т. п. В связи с этим во многих учебниках физики поясняется: «Все виды тяги и толчков называются силами». Не возводя данное пояснение в ранг научных определений, его все же следует использовать на первоначальном этапе формирования понятия о силах.
Заметим, что И. Ньютон разъясняет «происхождение» силы аналогичным образом: «Происхождение приложенной силы может быть различное: от удара, от давления, от центростремительной силы».
Далее, обобщая бытовое представление и конкретные примеры, следует сказать, что сила — это краткое название действия одного тела на другое Следующая задача — выяснить и количественно определить, в чем же именно проявляется это действие тел друг на друга. На конкретных примерах учащимся показывают, что «сила — причина изменения скорости движения».
Данное определение также соответствует ньютоновской трактовке понятия силы: « . приложенная сила — есть действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного прямолинейного движения».
Но действие одного тела на другое, или сила, может быть больше или меньше, поскольку в большей или меньшей мере может изменяться движение тела, т. е. его скорость. А быстрота изменения скорости, как известно, характеризуется ускорением.
Можно сказать, чем больше ускорение тела, тем значительнее взаимодействие тел или сила, с которой одно тело действует на другое.
Но ускорение тела можно найти по формуле
которая в векторной форме имеет вид:Знак «—» показывает, что ускорения
и
имеют противоположные направления.
Из данной формулы видно, от каких величин зависит ускорение избранного первого тела массой т1 и как можно количественно определить «действие» на него второго тела, к которому относятся величины и
и произведение —
. Это произведение по определению называют силой
.
Следовательно,
,или
.
Обратим внимание на то, что сила является «внешней» по отношению к первому телу, так как определяется через величины
и
характеризующие второе тело.
На это обстоятельство обращал внимание и Ньютон. «Определив силу («Определение IV») как «действие», производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, Ньютон указывает на внешний по отношению к телу характер этого действия».
Выражение нельзя рассматривать только как определение силы. Оно выражает определенный физический закон (по существу это закон действия и противодействия). Оно осталось бы только определением, если бы, кроме данного уравнения, мы ничего другого не знали о силе.
Следовательно, сила в механике — это физическая величина, которую можно определить как «количественную меру действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорение».
Полезная информация:
Бинарные и полинарные классификации
В основу бинарных и полинарных классификаций методов обучения положены два или более общих признака. Бинарная классификация методов обучения Махмутова М. И. включает две группы методов: 1) методы преподавания (информационно-сообщающие; объяснительные; инструктивно-практические; объяснительно-побужд ...
Основные требования к использованию проектных технологий
1. Наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения. 2. Практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов; 3. Самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятел ...
Предложения школьного курса информатики
Основные направления совершенствования профильного обучения информатике в старших классах общеобразовательной школы. 1. Развитие содержания профильного обучения информатике: содержание профильного обучения информатике в конкретном образовательном учреждении должно быть "подчинено" задачам ...