Какова особенность взаимодействия тел?

Применение на практике

Работы Кулона очень важны в электростатике, на практике они применяется в целом ряде изобретений и устройств. Ярким примером можно выделить молниеотвод. С его помощью защищают здания и электроустановки от грозы, предотвращая тем самым пожар и выход из строя оборудования. Когда идёт дождь с грозой на земле появляется индуцированный заряд большой величины, они притягиваются в сторону облака. Получается так, что на поверхности земли появляется большое электрическое поле. Возле острия молниеотвода оно имеет большую величину, в результате этого от острия зажигается коронный разряд (от земли, через молниеотвод к облаку). Заряд от земли притягивается к противоположному заряду облака, согласно закону Кулона. Воздух ионизируется, а напряженность электрического поля уменьшается вблизи конца молниеотвода. Таким образом, заряды не накапливаются на здании, в таком случае вероятность удара молнии мала. Если же удар в здание и произойдет, то через молниеотвод вся энергия уйдет в землю.

В серьезных научных исследованиях применяют величайшее сооружение 21 века – ускоритель частиц. В нём электрическое поле выполняет работу по увеличению энергии частицы. Рассматривая эти процессы с точки зрения воздействия на точечный заряд группой зарядов, тогда все соотношения закона оказываются справедливыми.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором предоставлено подробное объяснение Закона Кулона:

Полезное по теме:

  • Закон Джоуля-Ленца
  • Зависимость сопротивления проводника от температуры
  • Правила буравчика
  • Закон Ома простыми словами

Изменение скоростей тел при взаимодействии. Инертность тел

На прошлом занятии мы уяснили, что изменить скорость тела можно, только подействовав на него другим телом. Но ведь если одно тело действует на другое, то при этом другое тело обязательно действует на первое. Мы говорим, что происходит взаимодействие тел. То есть это действие, которое взаимно.

Поскольку тела могут только взаимодействовать, то в ходе взаимодействия обязательно будут изменяться скорости обоих тел.

Представим себе два движущихся навстречу друг другу шарика: шарик для настольного тенниса и примерно такой же по размеру стальной шарик.

 

Рис. 1. Столкновение – пример взаимодействия тел

При столкновении этих шариков (то есть во время их взаимодействия) скорость стального шарика изменится едва заметно, а скорость шарика для настольного тенниса изменится значительно (она даже изменит направление). Физики говорят, что стальной шарик обладает большей инертностью по сравнению с теннисным шариком.

Инертность – это свойство тела, состоящее в том, что для изменения его скорости требуется некоторое время.

Поскольку в рассмотренном примере шарики действовали друг на друга одинаковое время, а скорость стального шарика изменилась меньше, это означает, что его инертность больше, чем инертность теннисного шарика.

Приборы для измерения массы — весы

Процесс измерения массы называется взвешиванием, а прибор для измерения массы – весами. Изображение весов встречается еще со времен Древнего Египта.

 

Рис. 5. Египетские весы

Кстати, к правильному взвешиванию и аккуратному отношению к весам всегда относились очень серьезно. Например, в одной из древнерусских грамот XII века находятся такие строки:

«За неправильное пользование мерами и весами следует казнить близко смерти, а имущество делить на три части: часть Софийской церкви, часть Ивановской, а часть сотским и городу Новгороду».

Современные конструкции весов очень разнообразны. Например, автомобили, вагоны можно взвешивать на так называемых транспортных весах. Они позволяют измерять массу до 200 т.

 

Рис. 6. Транспортные весы

Тела, масса которых не превышает сотен грамм, но точность измерения должна быть очень высокой, взвешивают на аналитических весах. Такие весы позволяют проводить взвешивание с точностью до десятых долей миллиграмма.

  

Рис. 7. Аналитические весы

В школьных физических и химических кабинетах используют учебные весы. Верхний предел измерения таких весов составляет 200 г.

 

Рис. 8. Учебные весы

Как направлены силы

Заряды взаимодействуют друг с другом в зависимости от их полярности — одинаковые отталкиваются, а разноименные (противоположные) притягиваются.

Кстати это главное отличие от подобного закона гравитационного взаимодействия, где тела всегда притягиваются. Силы направлены вдоль линии, проведенной между ними, называют радиус-вектором. В физике обозначают как r12 и как радиус-вектор от первого ко второму заряду и наоборот. Силы направлены от центра заряда к противоположному заряду вдоль этой линии, если заряды противоположны, и в обратную сторону, если они одноименные (два положительных или два отрицательных). В векторном виде:

Сила, приложенная к первому заряду со стороны второго обозначается как F12. Тогда в векторной форме закон Кулона выглядит следующим образом:

Для определения силы приложенной ко второму заряду используются обозначения F21 и R21.

Если тело имеет сложную форму и оно достаточно большое, что при заданном расстоянии не может считаться точечным, тогда его разбивают на маленькие участки и считают каждый участок как точечный заряд. После геометрического сложения всех получившихся векторов получают результирующую силу. Атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом по этому же закону.

Правила взвешивания

Познакомимся с правилами, которые необходимо соблюдать при взвешивании различных тел.

1. Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости уравновесить весы можно вращением гаек, расположенных снизу и сбоку от чашек (на рис. 8 хорошо видна левая гайка). В устаревших конструкциях школьных весов равновесия добиваются, кладя на более легкую чашку кусочки бумаги или картона.

2. Тело необходимо ставить на чашу весов, расположенную слева от вас.

3. Гири кладут на правую чашку весов

Тело и гири нужно опускать осторожно, не роняя их даже с небольшой высоты

4. Нельзя взвешивать тела более тяжелые, чем указанная на весах предельная нагрузка.

5. На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, насыпать без использования прокладки порошки, наливать жидкости.

6. Мелкие гири нужно брать только пинцетом.

Для того чтобы не получилось, что мелких гирь не хватает, вначале на весы кладут гирю, имеющую массу, немного большую, чем масса взвешиваемого тела (подбирают на глаз с последующей проверкой).

Список литературы

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.

2. Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7 – 9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.

3. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

2. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

Домашнее задание

Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов № 205–213.

5 вариант

1. Какая физическая величина характеризует быстроту движения?

1) Время
2) Скорость
3) Пройденный путь
4) Перемещение

2. Лифт в здании МГУ движется равномерно со скоростью 3 м/с. За какое время лифт поднимется на высоту 90 м?

1) 0,03 с
2) 45 с
3) 30 с
4) 270 с

3. Определите объём бака, который вмещает 320 т нефти. Плотность нефти 800 кг/м3.

1) 0,4 м3
2) 40 м3
3) 2,5 м3
4) 400 м3

4. Глыба льда имеет вес 9 кН. Определите массу льда.

1) 0,9 кг
2) 90 кг
3) 900 кг
4) 9000 кг

5. По графику пути равномерного движения определите скорость тела.

1) 1 м/с
2) 2 м/с
3) 5 м/с
4) 10 м/с

6. На тело действуют две силы: вверх, равная 10 Н, и вниз, равная 12 Н. Куда направлена и чему равна рав­нодействующая этих сил?

1) Вниз, 2 Н
2) Вверх, 22 Н
3) Вверх, 2 Н
4) Вниз, 22 Н

7. Установите соответствие между физическими величи­нами и формулами, по которым эти величины опреде­ляются.

Физические величины

А) Масса
Б) Скорость
В) Сила тяжести

Формулы

1) m/V
2) s/t
3) V·t
4) m·g
5) ρ·V

8. Для строительства плотины потребовалось 480000 м3 песка. Сколько нужно было вагонов для перевозки этого песка, если в каждый вагон насыпают 18 т? Плотность песка 1500 кг/м3/

Ответы на контрольную работу по физике Взаимодействие тел1 вариант
1-4
2-1
3-3
4-3
5-2
6-4
7-314
8-15 кг2 вариант
1-4
2-3
3-2
4-4
5-2
6-3
7-134
8-1203 вариант
1-2
2-3
3-2
4-1
5-2
6-1
7-251
8-70 кг4 вариант
1-3
2-2
3-4
4-2
5-2
6-1
7-543
8-55 вариант
1-2
2-3
3-4
4-3
5-2
6-1
7-1
8-40000

Типы взаимодействий и различные виды сил

Найдено документов — 54 1. «Послушная — непослушная катушка»

По горизонтальному столу может кататься катушка, на которую намотана нить. Демонстратор тянет за нить. В зависимости от угла наклона нити катушка катится в разные стороны. Дать объяснение увиденному явлению.

Размер: 5.49 мб

2. Ареометр

Демонстрируется ареометр и описывается принцип его работы.Ареометр помещается в жидкость. При постепенном уменьшении плотности жидкости, глубина погружения ареометра увеличивается.

Размер: 9.23 мб

3. Балансировка колёс

Колесо скатывается с наклонной плоскости. К ободу колеса с разных сторон закрепляют грузы. Колесо теряет способность устойчиво катиться. Объяснить, почему.

Размер: 6.62 мб

4. Вверх-вниз

Шайба выстреливается вверх по наклонной плоскости. Достигнув верхней точки, она начинает соскальзывать вниз. Определить коэффициент трения шайбы о поверхность наклонной плоскости.

Размер: 5.8 мб

5. Воздушный поток

Из центра диска выходит струя воздуха. Лист бумаги, накладывают на отверстие, и он прилипает к нему. Объяснить, почему.

Размер: 4.61 мб

6. Всплывание деревянного бруска

Демонстрируется всплывание и плавание деревянного кубика в воде.

Размер: 4.56 мб

7. Выстрел в воду

Из воздушного ружья производят выстрел в пустой тонкостенный стеклянный сосуд. В сосуде образуется два отверстия. В такой же сосуд наливают воду и производят выстрел. Сосуд раскалывается на мелкие части. Объяснить увиденное.

Размер: 4.86 мб

8. Выстрел в воду

Из пневматического ружья выстреливают небольшими свинцовыми пулями по тонкостенным сосудам. Если сосуд пустой, то в нем возникает два отверстия: входное и выходное. Если же в сосуде находится жидкость, то сосуд разрывается на мелкие осколки.

Размер: 4.75 мб

9. Гидростатические весы

Пробирка плавает в воде в вертикальном положении. В пробирку опускают несколько конфет. Определить массу одной конфеты.

Размер: 5.15 мб

10. Гиря в воздухе воде и ртути

Демонстрируется, что железная гиря тонет в воде и плавает в ртути.

Размер: 7.48 мб

11. Два манометра

В две U-образные трубки, соединенные гибким шлангом между собой, наливаются две несмешивающиеся жидкости. Определить отношение плотностей жидкостей.

Размер: 8.86 мб

12. Завидное равновесие

Длинный стержень лежит на двух опорах. Опоры перемещаются. Независимо от расстояния между опорами, стержень сохраняет равновесие. Объяснить, почему?

Размер: 4.58 мб

13. Изучение падения тел в вязкой среде

Демонстрируется падение легких тел шаровидной формы, изготовленных из ваты. Цель работы — изучить особенности движения тел в вязких средах.

Размер: 8.62 мб

14. Изучение процесса истечения жидкости

Демонстрируется изменение дальности полета воды, вытекающей из сосуда через малое отверстие, в зависимости от уровня воды в сосуде. Цель работы — установить, можно ли описывать процесс истечения воды из трубки уравнением Бернулли.

Размер: 8.18 мб

15. Изучение роли силы трения при падении тела в воздухе

Демонстрируется движение биллиардного шара, брошенного вертикально вверх. Цель работы — доказать, что в данном эксперименте влиянием сопротивления воздуха можно пренебречь, и считать падение шара свободным.

Размер: 8.21 мб

16. Исследование движения под действием силы трения скольжения

Демонстрируется прямолинейное ускоренное движение монет по горизонтальной поверхности. Цель работы — экспериментально проверить закон сохранения энергии в механических процессах.

Размер: 6.48 мб

17. Исследование движения с ускорением

Демонстрируется прямолинейное ускоренное движение шайбы вверх и вниз по наклонной плоскости. Цель работы — освоить методы измерения кинематических характеристик ускоренно движущихся тел.

Размер: 5.6 мб

18. Исследование зависимости гидростатического давления от плотности жидкости

В две соединенные друг с другом U-образные трубки постепенно наливают две несмешивающиеся жидкости. Цель работы — доказать, что гидростатическое давление пропорционально высоте столба жидкости.

Размер: 8.67 мб

19. Исследование зависимости силы трения скольжения от скорости.I

Демонстрируется прямолинейное ускоренное движение шайбы вверх и вниз по наклонной плоскости. Цель работы — доказать, что сила трения скольжения в данном эксперименте не зависит от скорости тела.

Размер: 5.6 мб

20. Исследование зависимости силы трения скольжения от скорости.II

Демонстрируется прямолинейное ускоренное движение монет по горизонтальной поверхности. Цель работы — доказать, что сила трения скольжения в данном эксперименте не зависит от скорости тела.

Размер: 6.48 мб

Всего документов: 54

Другие материалы

15. Понятие о силе и массе 16. Законы Ньютона 18. Типы взаимодействий и различные виды сил

Физика для средней школы

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона

Опыты французского физика Ш. Дюфе показали, что тела, имеющие заряды противоположного (одинакового) знака, взаимно притягиваются (отталкиваются). При этом сила взаимодействия между наэлектризованными телами сложным образом зависит от формы наэлектризованных тел и характера распределения заряда на них. Поэтому не существует единой простой формулы, описывающей электростатическое взаимодействие для произвольного случая.

И только для точечных зарядов закон взаимодействия записывается в достаточно простой форме.

Рис. 1

Закон взаимодействия точечных электрических зарядов был открыт в 1785 г. Ш. Кулоном с помощью крутильных весов. Крутильные весы (рис. 1) состоят из двух одинаковых шариков А и С; шарик А укреплен на коромысле, связанном с противовесом В и нитью L, верхний конец которой укреплен на крутильной головке T. Шарик С прибора укреплен на изолированном стержне и вводится внутрь прибора. Шарики А и С приводятся в соприкосновение, и так как шарики одинаковые, то заряд шарика С поровну распределяется между ними. Шарики отталкиваются друг от друга. По углу закручивания нити определяют силу взаимодействия заряженных шариков. Расстояние r между шариками измеряют по шкале, нанесенной на боковой поверхности цилиндра. Изменяя r и q, Ш. Кулон нашел, что

или, векторном виде,

— единичный вектор. Силы взаимодействия двух одноименно заряженных шариков изображены на рисунке 2.

Рис. 2

Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами в вакууме прямо пропорциональна произведению величин зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

Закон Кулона справедлив и для заряженных шаров на любом расстоянии между их центрами, если объемная или поверхностная плотность заряда каждого из них постоянна. (Отметим, что в отличие от гравитационного электростатическое взаимодействие может приводить к притяжению и отталкиванию тел.)

Коэффициент пропорциональности k = 9·109 Н·м2/Кл2. Часто вместо k используют другую постоянную, называемую электрической постоянной

= 8,85·10-12 Кл2/(Н·м2). Тогда закон Кулона можно записать так:

Сила взаимодействия точечных неподвижных зарядов в среде с диэлектрической проницаемостью

Для вакуума и воздуха = 1, в любой другой среде сила взаимодействия уменьшается в раз.

Распоряжение Правительства РФ от 17 апреля 2017 г. № 717-р О внесении изменений в распоряжение Правительства РФ от 9 февраля 2012 г. № 162-р

20 апреля 2017

Утвердить прилагаемые , которые вносятся в распоряжение Правительства Российской Федерации от 9 февраля 2012 г. № 162-р (Собрание законодательства Российской Федерации, 2012, № 8, ст. 1050).

Председатель ПравительстваРоссийской Федерации Д. Медведев

УТВЕРЖДЕНЫ ПравительстваРоссийской Федерацииот 17 апреля 2017 г. № 717-р

1. Перечень видов объектов федерального значения, подлежащих отображению на схемах территориального планирования Российской Федерации в области федерального транспорта, утвержденный указанным распоряжением, изложить в следующей редакции:

«УТВЕРЖДЕНраспоряжением ПравительстваРоссийской Федерацииот 9 февраля 2012 г. № 162-р(в редакции ПравительстваРоссийской Федерацииот 17 апреля 2017 г. № 717-р)

1. Железнодорожный транспорт:

железнодорожные пути общего пользования;

железнодорожные станции и (или) вокзалы.

2. Воздушный транспорт:

аэропорты и (или) аэродромы федерального значения;

объекты Единой системы организации воздушного движения, расположенные вне аэропортов (аэродромов).

3. Морские порты и (или) морские терминалы.

4. Внутренний водный транспорт:

судоходные гидротехнические сооружения внутренних водных путей (гидроузлы, судоходные шлюзы);

речные порты (причалы) общего пользования.

5. Автомобильные дороги федерального значения.

6. Трубопроводный транспорт:

магистральные трубопроводы для транспортировки жидких и газообразных углеводородов;

сети газораспределения, предназначенные для транспортировки природного газа под давлением свыше 1,2 мегапаскаля и сжиженного углеводородного газа под давлением свыше 1,6 мегапаскаля.

_____________________________

* За исключением объектов, реконструкция которых (строительство и (или) реконструкция их частей, включая являющиеся неотъемлемой технологической частью здания, строения и сооружения) не приводит к изменению их основных характеристик (мощность, класс напряжения и (или) пропускная способность) и (или) осуществляется в границах соответствующего муниципального образования, на территории которого расположены реконструируемые объекты.

** За исключением строящихся и (или) реконструируемых при технологическом присоединении железнодорожных путей необщего пользования.».

2. Перечень видов объектов федерального значения, подлежащих отображению на схемах территориального планирования Российской Федерации в области энергетики, утвержденный указанным распоряжением, изложить в следующей редакции:

«УТВЕРЖДЕНраспоряжением ПравительстваРоссийской Федерацииот 9 февраля 2012 г. № 162-р(в редакции Правительства Российской Федерацииот 17 апреля 2017 г. № 717-р)

История открытия

Ш.О. Кулон в 1785 г. впервые экспериментально доказал взаимодействия описанные законом. В своих опытах он использовал специальные крутильные весы. Однако еще в 1773 г. было доказано Кавендишем, на примере сферического конденсатора, что внутри сферы отсутствует электрическое поле. Это говорило о том, что электростатические силы изменяются в зависимости от расстояния между телами. Если быть точнее — квадрату расстояния. Тогда его исследования не были опубликованы. Исторически сложилось так, что это открытие было названо в честь Кулона, аналогичное название носит и величина, в которой измеряется заряд.

Ссылка на основную публикацию