Tetap bagi kita untuk mempertimbangkan kasus ketika beban, bersama dengan timbangan, jatuh bebas, yaitu, ketika timbangan dilepaskan begitu saja (Gbr. 129). Pengalaman menunjukkan bahwa selama jatuh bebas panah timbangan dipasang di kolam: beratnya sama dengan nol. Dan ini bisa dimengerti. Lagi pula, ketika beban jatuh di bawah pengaruh tarikan ke Bumi, pegas timbangan "mengikutinya" (lihat Gambar 129). Oleh karena itu, tidak berubah bentuk. Tetapi jika pegas tidak berubah bentuk, maka tidak ada gaya dari sisinya yang bekerja pada beban yang melekat padanya. Oleh karena itu, beban juga tidak berubah bentuk dan juga tidak bekerja pada pegas. Beban menjadi tidak berbobot. Fakta bahwa dalam jatuh bebas berat suatu benda adalah nol mengikuti langsung dari rumus Oleh karena itu, ketika sebuah benda jatuh bebas, Dalam kondisi ini, sengketa tidak berinteraksi dengan tubuh.  Alasan tanpa bobot adalah karena gaya gravitasi memberikan percepatan yang sama untuk tubuh dan dukungannya. Oleh karena itu, setiap benda yang bergerak hanya di bawah pengaruh gaya gravitasi universal berada dalam keadaan tanpa bobot. Dalam kondisi seperti itulah tubuh yang jatuh bebas berada. Ini fakta yang menakjubkan diilustrasikan oleh pengalaman menarik berikut (Gbr. 130). Sebuah balok dipasang pada tripod, tempat utas dilemparkan. Di ujung utas ini, sebuah cangkir dengan dua pemberat dengan massa yang cukup besar ditangguhkan. Bobot bagian atas pas dengan bobot bagian bawah. Ujung benang yang lain terpasang pada tripod. Sepotong kertas tipis ditempatkan di antara bobot. Ujung bebasnya dipegang tidak bergerak di tangan. Jika beban diturunkan perlahan, maka kertas, yang meregang, akan putus, karena gaya gesekan statis bekerja pada ujung strip yang dijepit. Sekarang mari kita ganti potongan kertas dengan yang baru dan ulangi percobaan sedemikian rupa sehingga beratnya turun dengan bebas. Ketika beban jatuh, potongan kertas tetap tidak robek di tangan. Artinya saat jatuh, beban tidak saling menekan dan gaya gesek statis sama dengan nol. Hal ini membuktikan bahwa beban pada jatuh bebas berada dalam keadaan tanpa bobot. Latihan 31 1. Apakah sebuah benda dilempar vertikal ke atas dalam keadaan tanpa bobot? Abaikan gesekan di udara. 2. Untuk bingkai, yang dapat meluncur di sepanjang dua batang pemandu (Gbr. 131), berbagai beban ditangguhkan pada dua pegas yang identik. Jika Anda membakar ulir yang digunakan untuk memperkuat bingkai, bingkai akan jatuh bebas (gesekan kecil dan dapat diabaikan) dan dalam hal ini, deformasi pegas akan hilang. Jelaskan mengapa deformasi pegas menghilang selama jatuh bebas dari bingkai. Tubuh jatuh bebas adalah jatuhnya benda-benda ke Bumi dalam ruang hampa tanpa adanya gangguan. di bawah pengaruh gravitasi tanpa adanya hambatan udara dapat dianggap jatuh bebas. Misalnya, seorang atlet jatuh bebas, melompat ke air dari menara atau bola yang dilepaskan dari tangannya. Pada tahun 1583 seorang ilmuwan Italia Galileo Galilei(1564-1642) menemukan bahwa dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda, terlepas dari massanya, jatuh ke tanah dengan g yang sama, yang diarahkan secara vertikal ke bawah. Percepatan ini disebut percepatan gravitasi. Dengan jatuh bebas benda dari ketinggian kecil h dari permukaan bumi (apalagi, h jauh lebih kecil dari jari-jari bumi R , di mana radius bumi R ~ 6000 km ) gaya tarik tetap hampir konstan, sehingga percepatan jatuh bebas juga tetap konstan. Kesimpulan ini dikonfirmasi oleh percobaan dengan benda jatuh dalam tabung kaca dari mana udara dipompa keluar (Gbr. 1.24). Sepotong timah, bulu tipis dan pelet mencapai dasar tabung pada saat yang bersamaan. Oleh karena itu, mereka jatuh dengan percepatan yang sama. Jatuh bebas dapat dianggap sebagai kasus spesial gerak dipercepat seragam. Percepatan jatuh bebas tergantung pada ketinggian di atas permukaan laut dan pada garis lintang geografis tempat. Ini bervariasi dari sekitar 9,83 m/s 2 di kutub hingga 9,78 m/s 2 di ekuator. Di garis lintang Moskow, percepatan jatuh bebas diasumsikan g = 9,8 m/s 2 . Oleh karena itu, dalam kebanyakan kasus, ketika memecahkan masalah dalam fisika, percepatan jatuh bebas diasumsikan 9,8 m/s 2 . Perbedaan nilai percepatan dijelaskan oleh rotasi harian Bumi dan bentuk Bumi - Bumi rata di kutub, sehingga jari-jari kutub bumi lebih kecil dari jari-jari khatulistiwa.
g = G(M /(R + h) 2) di mana G adalah konstanta gravitasi (atau konstanta gravitasi universal), G = (6,673 ± 0,003) * 10 -11 n * m 2 / kg 2 M adalah massa Bumi, M = 5,9736 * 10 24 kg R adalah jari-jari bumi, rata-rata jari-jari bumi R .СР = 6371 km, h adalah tinggi badan di atas permukaan laut (di atas permukaan bumi). Dari persamaan ini dapat dilihat bahwa ketika benda diangkat, percepatan jatuh bebas berkurang. Ini menjadi terlihat saat mendaki ke ketinggian lebih dari 300 km. Di beberapa daerah dunia percepatan gravitasi mungkin berbeda dari nilai percepatan pada garis lintang tertentu. Penyimpangan seperti itu diamati di tempat-tempat di mana ada endapan mineral. Pergerakan benda-benda di sepanjang vertikal (atas atau bawah) di dekat permukaan bumi, tanpa memperhitungkan hambatan udara, adalah gerakan yang dipercepat secara seragam bujursangkar. Saat menggambarkan gerakan seperti itu, sumbu koordinat OY dipilih, diarahkan ke atas atau ke bawah. Terlepas dari arah sumbu OY, vektor percepatan gravitasi diarahkan vertikal ke bawah. Rumus untuk menghitung koordinat (atau ketinggian) dan kecepatan akan mengambil bentuk berikut. Kecepatan tubuh pada waktu tertentu v y = ± v oy ± g y t gerakan tubuh s y = ± v oy t ± (g y t 2) / 2 Koordinat tubuh (tinggi tubuh) y = h = h 0 ± v oy t ± (g y t 2) / 2 Kecepatan tubuh pada titik mana pun di sepanjang jalan v y 2 \u003d v oy 2 + 2g y (h - h 0) Jika sumbu OY diarahkan ke bawah, maka proyeksi percepatan gravitasi g y pada sumbu ini adalah positif. Jika sumbu OY diarahkan ke atas, maka proyeksi g y negatif. Misalnya, sebuah bola yang dilempar vertikal ke atas ke titik puncak pendakian bergerak lambat secara seragam, dan gerakan ke bawahnya akan dipercepat secara seragam. Proyeksi kecepatan awal dan kecepatan akhir adalah positif jika arah kecepatan bertepatan dengan arah sumbu OY, dan negatif jika arah sumbu OY dan kecepatan berlawanan. Kontrol pengantar dalam fisika 8kl PILIHAN 2 Lengkapi kalimat dengan satu kata: 1. Besaran fisika yang mencirikan kelembaman suatu benda disebut _________ 2. Gaya yang digunakan Bumi untuk menarik benda ke dirinya sendiri disebut ____________________ 3. Gaya yang mencegah gerakan disebut_______________________________________ 4. Alat untuk mengukur panjang _________ 5. Sebuah roda dengan alur, diperkuat di dalam sangkar adalah ___________ 6. Alat untuk mengukur tekanan _________________ UJI 1. Partikel terkecil penyusun zat disebut: a) molekul, b) mikropartikel, c) butir. 2. Difusi dapat diperlambat jika: a) mendinginkan benda, b) memanaskannya, c) memindahkannya dari satu meja ke meja lainnya. 3.Apa? properti Umum ciri-ciri dari padatan: a) memiliki bentuk dan volume sendiri, b) mudah dipadatkan, c) praktis tidak dapat dimampatkan. 4. Rumus apa yang dapat digunakan untuk menghitung volume tubuh?sebuah) F= mg. b) p= m: v. d) V= S: te) V= abc 5. Gaya apa yang membuat semua benda jatuh ke bumi? a) gaya gesekan, b) gaya elastisitas, c) gaya gravitasi, d) berat benda. 6. Rumus apa yang dapat digunakan untuk menghitung gravitasi?sebuah) F= mgb) F= mgh. d) p= F: Se) V= S: t 7. Apa satuan tekanan? a) Pa b) N c)m/s d)kg 8. Manakah dari astronot yang pertama kali terbang ke luar angkasa? a) Gagarin b) Titov c) Tereshkova d) Leonov. 9. Dengan rumus apa usaha dapat dihitung?sebuah) F= pghb) A= FSd) N= A: t 10. benda melakukan kerja mekanis ketika a) benda bergerak, b) gaya bekerja padanya, c) gaya bekerja padanya dan benda itu bekerja TES FISIKA kelas 8 UJI 1 Gerakan termal. Suhu. 1. Difusi terjadi lebih cepat jika a) pergerakan molekul melambat b) pergerakan molekul berhenti c) kecepatan pergerakan molekul meningkat 2. Apa perbedaan antara air hangat dan air dingin? a.kecepatan gerak molekul b.struktur molekul c) transparansi 3. Manakah dari fenomena yang mengacu pada termal? a.perputaran bumi mengelilingi matahari b) pelangi c) salju yang mencair 4. Bagaimana lintasan molekul gas? a.dalam garis lurus b) sepanjang garis lengkung c) sepanjang garis putus-putus 5. Dalam benda apa molekul dapat bergetar, berputar, bergerak relatif satu sama lain? a) dalam gas b) dalam cairan c) dalam zat padat 6. Suhu tubuh terkait a) dengan energi kinetik tubuh b) dengan energi potensial tubuh c) dengan energi kinetik rata-rata molekul UJI #2 Energi dalam 1. Energi kinetik suatu benda bergantung a) hanya pada massa benda b) hanya pada kecepatan benda c) pada massa dan kecepatan benda 2. Ketika benda yang dilepaskan dari tangan jatuh, a) terjadi transisi energi potensial menjadi energi kinetik b) terjadi transisi energi kinetik menjadi potensial c) .energi kinetik dan potensial tidak berubah 3. Energi mekanik sepotong plastisin yang jatuh ke lantai, a) tidak akan berubah b) akan hilang tanpa bekas c) akan berubah menjadi bentuk energi lain 4. Energi apa yang disebut energi dalam tubuh? a) energi gerak tubuh b) energi interaksi bagian-bagian tubuh c) energi kinetik dan energi potensial bagian-bagian tubuh 5. Energi dalam suatu benda bergantung a) pada kecepatan benda b) pada suhu benda dan keadaannya (padat, cair, gas) c) pada posisi benda relatif terhadap benda lain 6. Bisakah tubuh tidak memiliki energi internal? a) dapat, jika suhu tubuh sangat rendah b) dapat, jika tubuh tidak memiliki energi mekanik c) tidak dapat dalam keadaan apa pun Sastra: SYPCHENKO G.V. FISIKA menguji Saratov kelas 8: Lyceum, 2012.-80-an sumber daya internet Pengalaman seperti itu memberikan alasan untuk mempertimbangkan pergerakan benda di sepanjang lintasan lengkung, setelah menerima kecepatan pada sudut ke cakrawala, sebagai dua gerakan independen - secara vertikal dan horizontal. Selain itu, gerakan-gerakan ini berjalan secara independen satu sama lain dan tidak saling mempengaruhi. Pernyataan ini disebut prinsip kebebasan bergerak, meluas ke gerakan benda yang dilemparkan pada sudut ke cakrawala. Karena gerak lengkung kompleks dari benda jatuh dapat direpresentasikan sebagai jumlah dari dua gerak sederhana yang independen secara vertikal dan horizontal, untuk alasan lebih lanjut kita akan membahas analisis gerak benda hanya dalam arah vertikal. Dalam hal ini, untuk kesederhanaan, kita akan mengasumsikan untuk sementara waktu bahwa kecepatan awal benda adalah nol. Bahkan pengamatan yang paling sederhana pun memberi kita alasan untuk yakin bahwa medium tempat benda yang jatuh itu bergerak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap sifat gerak. Pertama-tama, udara bertindak sebagai media semacam itu. Memang, mari kita jatuhkan bola baja dan selembar kertas dari ketinggian yang sama. Secarik kertas mencapai permukaan bumi dalam waktu yang jauh lebih lama daripada bola. Tampaknya ini disebabkan oleh fakta bahwa bola lebih besar daripada selembar kertas. Namun, selembar kertas kusut mencapai permukaan bumi hampir bersamaan dengan bola baja. Mungkin, hasil eksperimen dapat dijelaskan dengan resistensi yang diberikan udara pada benda yang jatuh. Secarik kertas yang jatuh dari ketinggian yang sama dan lembaran logam yang luasnya sama, sekali lagi, buat gerakan yang sama dengan jelas waktu yang berbeda. Tetapi, di sisi lain, ada baiknya meletakkan selembar kertas di atas lembaran logam, karena kertas itu berhenti tertinggal di belakang lembaran logam selama musim gugur. Setelah melakukan eksperimen semacam itu, menjadi hampir jelas bahwa pengaruh udara pada benda yang jatuh itu signifikan. Dapat diasumsikan bahwa di ruang hampa udara, benda yang berbeda, terlepas dari ukuran, bentuk, zat dari mana mereka dibuat, di bawah kondisi awal yang sama, akan jatuh dengan cara yang sama. Asumsi ini dapat diverifikasi dengan eksperimen langsung. Untuk melakukan ini, Anda dapat mengambil tabung panjang tertutup, di mana, misalnya, bulu, selembar kertas, pelet ditempatkan. Jika udara dievakuasi dari tabung dan benda-benda yang diberikan dibiarkan jatuh dari ketinggian yang sama, seseorang dapat diyakinkan akan validitas asumsi yang diajukan. Eksperimen yang lebih tepat juga dimungkinkan. Misalnya, adalah mungkin untuk secara langsung mengukur waktu jatuh dari ketinggian yang sama dari beberapa bola yang berbeda secara signifikan satu sama lain dalam ukuran dan massa. Dalam akurasi pengukuran, kali ini ternyata sama. Dalam bentuknya yang murni, jatuh bebas tidak mungkin dipelajari oleh kita. Tetapi jika kita memperhitungkan bahwa udara memiliki pengaruh yang relatif kecil terhadap jatuhnya bola logam kecil, kita akan menganggap gerakannya di udara sebagai model jatuh bebas. Mari kita bertanya pada diri sendiri: apakah kecepatan tubuh tetap konstan atau berubah selama jatuh? Masuk akal untuk mengasumsikan bahwa kecepatan benda jatuh meningkat dalam proses gerak. Pengamatan langsung yang sederhana tidak memungkinkan kita untuk membuktikan validitas hipotesis ini. Namun, bukti tidak langsung menunjukkan bahwa inilah masalahnya. Data tersebut termasuk, misalnya, suara benturan, ketinggian pantulan bola logam yang jatuh di atas meja kayu dari ketinggian yang berbeda. Jika kecepatan benda jatuh bertambah seiring waktu, maka muncul pertanyaan: apakah percepatan benda jatuh itu konstan atau tidak? Ada kemungkinan bahwa jatuh bebas adalah sejenis gerak yang dipercepat secara seragam. Tetapi ada juga kemungkinan bahwa percepatan bertambah atau berkurang seiring dengan kemajuan gerak. Jika kita menerima versi pertama sebagai versi yang berfungsi, maka kita harus mengukur waktu jatuhnya sebuah benda dari ketinggian yang berbeda dan dalam setiap kasus menghitung percepatan yang diharapkan menggunakan rumus yang diketahui. Jika perhitungan yang dibuat dengan mempertimbangkan akurasi pengukuran akan memberikan hasil yang sama, versi akan menemukan konfirmasi eksperimentalnya. Jika tidak, versi alternatif perlu diperiksa. Percobaan ini telah dilakukan berkali-kali. Ternyata percepatan gravitasi di area tertentu di Bumi, asalkan ketinggian di atas permukaannya (dibandingkan dengan jari-jari Bumi) sedikit berubah, adalah nilai konstan. Rata-rata, percepatan jatuh bebas di dekat permukaan bumi adalah Analisis foto stroboskopik dari gerakan tubuh yang dilemparkan dengan sudut ke cakrawala menunjukkan bahwa gerakan yang dilakukan oleh tubuh dalam arah horizontal untuk periode waktu yang sama adalah sama satu sama lain. Ini berarti bahwa tubuh bergerak secara seragam ke arah ini. Gerakan dalam arah vertikal, dilakukan dalam interval waktu yang sama, tidak sama satu sama lain. Di bagian lintasan yang naik, perpindahan berkurang, di bagian bawah mereka meningkat. Ini karena sifat gerakan tubuh yang dipercepat. Simetri kurva menunjukkan bahwa modulus percepatan tetap konstan di seluruh lintasan. Karena koordinat horizontal benda yang dilemparkan pada sudut ke cakrawala berubah seiring waktu menurut hukum linier, dan sepanjang vertikal - menurut hukum kuadrat, lintasan gerakan semacam itu adalah parabola. Kontrol pengantar dalam fisika 8kl OPSI No. 2 Lengkapi kalimat dengan satu kata: 1. Besaran fisika yang mencirikan kelembaman benda disebut _________ 2. Gaya yang digunakan Bumi untuk menarik benda ke dirinya sendiri disebut _______ 3. Gaya yang mencegah gerakan disebut _____________ 4. Alat untuk mengukur panjang _______ 5. Roda yang beralur di dalam sangkar adalah ___________ 6. Alat untuk mengukur tekanan _______ UJI 1. Partikel terkecil penyusun zat disebut: a) molekul, b) mikropartikel, c) butir. 2. Difusi dapat diperlambat jika: a) mendinginkan benda, b) memanaskannya, c) memindahkannya dari satu meja ke meja lainnya. 3. Sifat umum apa yang menjadi ciri padatan: a) mereka memiliki bentuk dan volumenya sendiri, b) mereka mudah dikompresi, c) mereka praktis tidak dapat dimampatkan. 4. Rumus apa yang dapat digunakan untuk menghitung volume tubuh? a) F = mg. b) p=m:v. d) V=S:t e) V=abc 5. Gaya apa yang membuat semua benda jatuh ke bumi? a) gaya gesekan, b) gaya elastisitas, c) gaya gravitasi, d) berat benda. 6. Rumus apa yang dapat digunakan untuk menghitung gravitasi? a) F=mg b) F=mgh. d) p=F:S e) V=S:t 7. Apa satuan tekanan? a) Pa b) N c) m/s d) kg 8. Manakah dari astronot yang pertama kali terbang ke luar angkasa? a) Gagarin b) Titov c) Tereshkova d) Leonov. 9. Dengan rumus apa usaha dapat dihitung? a) F=pgh b) A=F S d) N=A:t 10. benda melakukan kerja mekanik ketika a) benda bergerak, b) gaya bekerja padanya, c) gaya bekerja padanya dan itu TES DALAM FISIKA 8cl. UJI 1 Gerakan termal. Suhu. 1. Difusi terjadi lebih cepat jika a) pergerakan molekul melambat b) pergerakan molekul berhenti c) kecepatan pergerakan molekul meningkat 2. Apa perbedaan antara air hangat dan air dingin? a) kecepatan pergerakan molekul b) struktur molekul c) transparansi 3. Manakah dari fenomena yang mengacu pada termal? a) Rotasi bumi mengelilingi matahari b) pelangi c) pencairan salju 4. Bagaimana lintasan molekul gas? a) sepanjang garis lurus b) sepanjang garis lengkung c) sepanjang garis putus-putus 5. Dalam benda apa molekul dapat bergetar, berputar, bergerak relatif satu sama lain? a) dalam gas b) dalam cairan c) dalam padatan 6. Suhu tubuh terkait a) dengan energi kinetik tubuh b) dengan energi potensial tubuh c) dengan energi kinetik rata-rata molekul UJI 2 Energi dalam 1. Energi kinetik suatu benda bergantung a) hanya pada massa benda b) hanya pada kecepatan benda c) pada massa dan pada kecepatan benda transisi energi kinetik menjadi potensial c) .energi kinetik dan potensial tidak berubah 3. Energi mekanik sepotong plastisin yang jatuh ke lantai, a) tidak akan berubah b) akan hilang tanpa jejak c) akan berubah menjadi bentuk energi lain 4 Energi apa yang disebut energi internal tubuh? a) energi gerak tubuh b) energi interaksi bagian-bagian tubuh c) energi kinetik dan energi potensial bagian-bagian tubuh relatif terhadap benda lain 6. Dapatkah suatu benda tidak memiliki energi dalam? a) bisa, jika suhu tubuh sangat rendah b) bisa, jika tubuh tidak memiliki energi mekanik c) tidak bisa dalam keadaan apa pun Sastra: SYPCHENKO G.V. FISIKA menguji Saratov kelas 8: Lyceum, 2012.80c Sumber daya Internet |
Hubungan antara energi kinetik terhadap waktu untuk benda jatuh bebas adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 apacode Inc.
