Типичен решаване на механика проблем не е трудно. Като правило, тези проблеми са свързани с използването на основните понятия на механиката и прости връзки между тях. Един пример за този проблем може да бъде следното състояние показват, че за стартиране спортист максимален обхват на полета с определена скорост диск се постига при началния ъгъл, равен на 45 # 730; до хоризонта. За да се реши този проблем, е достатъчно да си спомня или да намерите във формулата за учебник за максимална дължина на полета на тялото хвърлено под ъгъл спрямо хоризонта. Прилагането състояние крайност да функционира, то е лесно да се намери, че ъгълът на 45 о съответства на максималната дължина.
Много по-трудно да реши проблемите на механиката, в който решението не се определя от готовите формули и изисква интензивен размисъл и дълбоко разбиране на предмета материал. Цели на плана в големи количества, дадени в прочутата книга на проблемите на Москва Физико-техническия институт: ". Колекцията на проблеми във физиката" S.M.Kozel, Rashba, S.A.Slavatinsky Преходът от уверен, за да се реши прости проблеми, тъй като някои решаване комплекс е типичен пример за развитието на творческите способности на учениците. Това ясно отразява общата тенденция на знания, когато човек се движи от една проста разбиране към разбирането на комплекса. Най-ценното нещо в този случай е, че по този начин има постоянно натрупване на знания и умения, както и техники са прости решения на сложни стъпки компоненти. Това означава, че техники и алгоритми решения прости и сложни проблеми имат обща рамка или правила. Тези правила могат да бъдат формулирани по следния начин.
Правило 1. Успехът на решаването на проблема зависи от това как дълбоко разбира условията на задачата.
Чрез разбиране предполага се, че знанието на всички физични величини в условието на задачата, както и ясна визия на причинно-следствените връзки между променливите на проблема. Ако проблемът не е ясна представа за всички физически количества, или на функционалните връзки между тях, трябва да отворите лекционните бележки или учебника и прочетете материала си внимателно. За да се намерят най-подходящия материал в учебника трябва да използвате таблица на съдържанието и условията на проблема. Ако проблемът не е материалната точка. трябва да се отнася към секциите за кинематиката и динамиката на материална точка. Ако състоянието е recho стабилно. Ние трябва да се отвори главите на кинематиката и динамиката на твърдите тела. И така трябва да правим в никакъв случай, където понастоящем липсва знание. Те ще, но трябва да се простират на мозъка, както и да работим усилено.
Правило 2. За да се реши проблемът, трябва да се изгради логическа стъпка по стъпка схема, която ще ви позволи да прехвърляте данни на проблема до желаното решение. Примери за изграждането на такива логически схеми в решаването на проблемите на повишена трудност, представена в тази секция.
Правило 3 (технически). Решаване на проблеми с малки изключения, то трябва да бъде направено в алгебрични условия. Това улеснява както процедурата много изчисление и валидиране на междинни етапи. Алгебрични подход позволява на всеки етап от задачата използва за проверка на размерите на метода на междинните и крайните изводи. При извършване на числени пресмятания трябва да използват върховенството на приблизителни изчисления. В частност, точността на изчисленията трябва да съвпадат с точност определен източник физически величини.
Комбинирането на първите две правила заедно, ние откриваме, общ алгоритъм за решаване на Адачи механика:
1. Ние се изгради физически модел на задачите, изпълнявани, ако е необходимо, да го намали до поредица от логически свързани подзадачи, решението на всеки от познатите досега, асоциацията вдигна на всички подзадачи в окончателното решение.
2. Определя основните понятия на цели и функционални връзки между тях. Фиксирани "външни" условия на проблема: характера на движението на физически обект, отворена или затворена физична система, естеството на съществуващите си сили: потенциал или не, последствията от тези условия и т.н.
3. верига логика се конструират разтвори се извършва, ако е необходимо, тя намалява до последователност на логически свързани подпроблеми, всеки от разтвора, който по-рано известни решения се провежда асоциация всички подзадачи в крайния разтвор.
По-долу е пример за решаване на проблеми, три на повишена трудност дадена демонстрация на това как се търси решение в съответствие с алгоритъм. Три други примери дизайнерски решения са дадени в раздел 5, "Задачи оценяване."
С колела, които се движат автомобили скача декоративна капачка, която скочи на пътя започва да се търкаля без плъзгане. Когато скоростта на превозното средство Vo е възможно това? Радиусът на колелото е равен на R = 40 см. Капачката може да се разглежда като хомогенни диск с радиус R = 20 см. Коефициентът на триене между капака и скъпо к = 0,2.
1.Physical модел проблем
Първоначално капачка движи с колелото с транслацията скорост Vo и ъгловата скорост на въртене о = Vo / R. След центъра на масата прекъсване шапка пада от височина (R-R) на пътя, и започва да скочи, пътната тестване нееластично сблъсък.
Във всяка точка на контакт със земята на капачката има две сили: триене при плъзгане повърхност и реакцията на, равни по големина и противоположни по посока на силата на натиск върху повърхността на капачката. Ефектът от действието на тези сили е лесно да се определи от фигурата.
Както се вижда от фигурата, силата на триене забавя предните колела за движение едновременно ускорява своето въртеливо движение, тъй като към момента на тази сила е насочена в посока на въртене.
Благодарение на нееластично капака с пътя след всеки удар скок капачка става по-ниска и по-ниска, и най-накрая, подскачащи спира. Това означава, че всички от потенциалната енергия, която капачката vnachale- е прекарал заедно с нея е загубен и енергията на транслационно движение се дължи на силата на триене.
2 Основни понятия
Подвижният без приплъзване нееластичен сблъсък, силата на триене при плъзгане на въртящия момент на реакционната сила на триене сила на натиск, уравнението на движение на твърдо тяло.
Подвижен без подхлъзване това движение на колелото, в този проблем капачката, когато точката на контакт и повърхността на колела, скорост на колелото е нула. Това означава, че няма свличане на едно тяло спрямо друго. Подвижен без подхлъзване скорост капачка на центъра и на маса, свързана с коефициент на ъглова скорост на въртене:
Когато приплъзване, това условие не е изпълнено, и. или.
Силата на триене е. където N - сила на натиск равна и противоположна подкрепа реакционната сила. Силата на натиск обикновено зависи от естеството на взаимодействието на органи. По-специално, този проблем зависи от вертикален център на масите на колело инерция. Комуникационни всички тези физични величини на проблема е, дадени от твърдо тяло:
където m и е маса инерционен момент и капачката, т - време
- моменти на силите на триене и реакцията на подкрепата по отношение на центъра на тежестта на предния капак.
3.Logicheskaya решения верига
Формулите на движение в координатните оси качулка х, у и Z (Z ос се простира през центъра на масата на колелото):
В горните формули всички символи съответстват на модел. реакция сила момент в последното уравнение не е включена, тъй като тя е равна на нула.
Разделете първото уравнение от второто. Резултатът:
Ние интегрираме произтичащите от това промени уравнението в рамките на скорост V х от Vo да Vkach. и Vy от Vyo до нула.
От центъра на масата на капачка пада от височината (R-R), е равна на Voy:
Ние сега ще постъпателно скорост на аспиратора с ъглова скорост. За да направите това, ние разделяме първото уравнение на третия. получаваме
Ние интегрираме в лявата част на уравнението в интервала от Vo да Vkach. и от дясната страна на о до Куч
Сега съчетават междинните резултати
Заместник в този израз числовите стойности, откриваме, че това движение се случва, когато капачката
Свързани статии