Данную зависимость с точностью, которая возможна в демонстрационном эксперименте, устанавливают на опыте,
Поскольку согласно принятой в стабильном учебнике методике сначала устанавливается только способ задания некоторой силы «безразлично какой именно!», в опытах можно варьировать только значение массы и ускорения и, следовательно, устанавливать зависимость =const.
Установить такую зависимость для прямолинейного движения сложнее, чем для вращательного, поэтому целесообразно для опыта использовать установку (рис.12), основу которой составляет уже знакомый учащимся прибор (см. рис. 9). В установке посредине стержня 1 с помощью винта 2 закрепляют хомутик 3, имеющий вверху петельку для нити 4, которую одним концом привязывают к телу 5 массой т, а другим — к крючку трубчатого динамометра 6.
Рис. 12
Приведя прибор во вращение, показывают, что при одном и том же растяжении пружины произведение массы на ускорение для различных тел остается неизменным.
Опыты позволяют заключить, что о значении силы упругости всегда можно судить по значению произведения , т.е.
или в векторной форме
.
Далее на примере силы тяжести следует показать, что произведение является также мерой и других сил. Для этого можно рассмотреть пример с подвешенной на пружине гирей.
Желательно показать, что и для силы трения . Для опыта можно использовать прибор (см. рис. 12), в котором на среднюю часть стержня 1 надевают резиновую пробку. В пробку на определенную глубину втыкают иголку с ниткой, второй конец которой привязывают к телу 5 массой т. Приводят прибор во вращение и добиваются того,чтобыиголка, удерживаемаянекоторойсилой трения
, была выдернута из пробки. Расчетами находят произведение
.Повторяют опыт с другим телом массой
при той же силе трения и убеждаются,что
Следовательно,
.
Делают вывод: для любых сил в механике.
Учащимся говорят, что это и есть важнейший закон динамики — второй закон Ньютона. (Авторы многих руководств по физике дают ему поэтому дополнительно «специальное» название — «основной закон динамики».)
Формула позволяет установить единицу силы. В СИ это известная учащимся единица силы — ньютон, которая теперь может быть строго определена как сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2,
Используя второй закон Ньютона, с помощью опыта, подобного показанному на рисунке 12, можно проградуировать пружину в ньютонах. Практически тех же целей проще достичь, подвешивая к пружине гири и используя то обстоятельство, что при их равновесииЭто известный учащимся статический метод измерения сил.
Полезная информация:
Анализ состояния физического воспитания в школах юга Кыргызской Республики
Представлялось интересным изучение состояния физического воспитания в общеобразовательных школах юга Кыргызской Республики. Известно, что социологические исследования в педагогической науке дают богатейшую информацию позволяющую определить рациональное направление по улучшению обнаруженных недостат ...
Использование заданий творческого характера на уроках математики
Система задач и упражнений позволяют решать проблемы комплексного развития различных видов памяти, внимания, наблюдательности, воображения, быстроты реакции. Наиболее подходящий формой по развитию креативности является представление специально выделенного урока один раз в неделю. Достоинством такой ...
Когда была создана первая скульптура
Скульптура, вероятно, самое старое искусство. Люди высекали из камня еще до того, как начали рисовать или даже строить дома. Уцелело только незначительное количество предметов, иллюстрирующих, какой была скульптура тысячи лет назад. Но люди, живущие сегодня на первобытной стадии развития, часто выс ...