الانطلاق وتسريع القطار عند مغادرة المحطة. بدء وتسريع القطار عند مغادرة المحطة إذا تحركت القاطرة الكهربائية بشكل مفاجئ
لا ينبغي لأحد أن يعتقد أن هذا هو إبداع نيوتن العظيم
يمكن الإطاحة بها من خلال النظرية النسبية
أو بعض النظرية الأخرى.
أفكار نيوتن الواضحة والواسعة
سوف تحتفظ إلى الأبد بأهميتها باعتبارها الأساس الذي تقوم عليه
تم بناء مفاهيمنا الفيزيائية الحديثة...
1948 البرت اينشتاين
صندوق مشاكل الجودة في الفيزياء: القصور الذاتي
مواد تعليمية عن الفيزياء للطلاب وأولياء أمورهم؛-) وبالطبع للمعلمين المبدعين.
لأولئك الذين يحبون التعلم!
أقدم انتباهكم 40
المشاكل النوعية في الفيزياءحول موضوع: "التعطيل". دعونا نشيد بالتكامل: الفيزياء الحيوية, خياليالفروق الدقيقة الهامة ل أصحاب السيارات والركاب والمشاة… وفقًا للتقليد الراسخ للصفحات الخضراء، فلنعامل أنفسنا روائع الرسم العالمي... سنقدم إجابات مفصلة لبعض المشاكل ؛-) و ... استطرادا غنائيا من تاريخ الفيزياء:
مبدأ القصور الذاتي لجاليليو - قانون نيوتن الأول في الميكانيكا.
المهمة رقم 1
يخرج الكلب من الماء ويهز نفسه. ما هي الظاهرة التي تساعدها في هذه الحالة على تخليص صوفها من الماء؟ اشرح اجابتك.
المهمة رقم 2
"مخزن الشمس"، 1945، ميخائيل ميخائيلوفيتش بريشفين
"... لم يكن على ترافكا أن ينتظر طويلاً. من خلال سمعها الدقيق، سمعت طقطقة مخلب الأرنب، التي لا يمكن الوصول إليها لسمع الإنسان، من خلال البرك الموجودة على طريق المستنقع. ظهرت هذه البرك على مسارات ناستيا الصباحية. من المؤكد أن Rusak سيظهر الآن في Lying Stone نفسه.
جثم العشب خلف شجيرة العرعر وشد رجليه الخلفيتين لرمية قوية، وعندما رأى الأذنين اندفع.
في هذا الوقت فقط، قرر الأرنب، وهو أرنب كبير وكبير في السن ومحنك، وهو يعرج بالكاد، أن يتوقف فجأة، بل ويقف على رجليه الخلفيتين، للاستماع إلى مدى نباح الثعلب.
فاجتمعوا معًا في نفس الوقت: اندفع العشب وتوقف الأرنب.
وتم نقل العشب عبر الأرنب.
بينما كان الكلب يصحح نفسه، كان الأرنب يطير بالفعل بقفزات هائلة على طول طريق ميتراشينا مباشرة إلى Blind Elan ... "
لماذا تم نقل العشب من خلال الأرنب؟
إجابة:عندما توقف الأرنب فجأة، واصل الكلب ترافكا حركته للأمام بالقصور الذاتي وقفز فوق الأرنب.
المهمة رقم 3
الأرنب، الذي يهرب من الذئب الذي يطارده، يقوم بقفزات حادة إلى الجانب. لماذا يصعب على الذئب أن يمسك بالأرنب رغم أنه يركض أسرع؟
إجابة:في اللحظة التي يتحول فيها الأرنب بشكل حاد، يستمر الذئب بالقصور الذاتي في المضي قدمًا ولا يمكنه الإمساك بالأرنب.
|
|
|
كوماروف أليكسي نيكانوروفيتش(1879-1977) يعتبر مؤسس المدرسة الحيوانية الروسية. قام أليكسي نيكانوروفيتش كوماروف بتوضيح الكتب العلمية وكتب الأطفال، وقام بإنشاء رسومات للطوابع والبطاقات البريدية والمساعدات البصرية. نشأت عدة أجيال من الأطفال وهم يتعلمون من الكتب المدرسية برسوماته الرائعة.
للفضوليين: معطف الشتاء من الأرنب البنيأخف قليلاً من الصيف (على عكس الأرانب البيضاء، فإن الأرانب البنية ليست بيضاء أبدًا في الشتاء)؛ يبقى الرأس وأطراف الأذنين ومقدمة الظهر داكنة في الشتاء. معطف الشتاء من الأرنب الأبيض- بياض مبهر، باستثناء أطراف الأذنين السوداء. ومع ذلك... في المناطق التي لا يوجد فيها غطاء ثلجي ثابت، لا يتحول لون الأرانب البرية إلى اللون الأبيض في الشتاء؛-)
المهمة رقم 4
القرون الناضجة من النباتات البقولية، تفتح بسرعة، تصف الأقواس. ما هي الظاهرة الكامنة وراء هذه الطريقة في نثر البذور؟
إجابة:القرون الناضجة من النباتات البقولية ، التي تفتح بسرعة ، تصف الأقواس - في هذا الوقت ، تنفصل البذور عن أماكن تعلقها ، وتتحرك بشكل عرضي إلى الجانبين عن طريق القصور الذاتي وتسقط أبعد بكثير من النبات الأم.
الجمود في الحياة البرية:: الأسماك الطائرة
للفضوليين:في المناطق الاستوائية للمحيطين الأطلسي والهندي، غالبًا ما يُلاحظ تحليق ما يسمى بالأسماك الطائرة، التي تهرب من الحيوانات المفترسة البحرية، وتقفز من الماء، ومع هبوب رياح مواتية، تقوم برحلة مزلقة، وتغطي مسافات ما يصل إلى 200-300 م على ارتفاع 5-7 م ترتفع الأسماك إلى الهواء بسبب الاهتزازات السريعة والقوية للزعنفة الذيلية. أولا، تندفع الأسماك على طول سطح الماء، ثم ترفعها ضربة قوية من الذيل في الهواء. تنتشر الزعانف الصدرية الطويلة لدعم جسم السمكة مثل الطائرة الشراعية. يتم تثبيت طيران السمكة الطائرة بواسطة زعانفها الذيلية؛ تتحرك الأسماك عن طريق القصور الذاتي.
ألفريد إدموند بريهم(ألفريد إدموند بريهم؛ 1829/02/1884-11/11/1884) - عالم حيوان ورحالة ألماني، مؤلف العمل العلمي الشهير "حياة الحيوانات".
لمحبي الفن الحيواني أقترح عليكم إلقاء نظرة على الصفحات الخضراء:
§ من هو تسوتسيك؟ دراسة صغيرة
يمكن أن يكون tsutsik مختلفًا :-)
§ فريدريش فيلهلم كونرت
الأسود والفيلة والنمور والطيور ...
§ لوحات غامضة للفنان ستيفن جاردنر (الجزء الأول)
الباندا، الدببة السوداء (الباريبال)، البوم، الذئاب
§ لوحات غامضة للفنان ستيفن جاردنر (الجزء الثاني)
الخيول، القيوط، الكوجر، الفظ
§ لوحات غامضة للفنان ستيفن جاردنر (الجزء الثالث)
السلاحف البحرية، الحيتان، الحيتان القاتلة، الدلافين
المشكلة رقم 5
"المسافر الضفدع"، 1887، فسيفولود ميخائيلوفيتش جارشين
"... ثم لم تعد الضفدع قادرة على التحمل، ونسيت كل الحذر، وصرخت بكل قوتها:
- هذا أنا! أنا!
وبهذه الصراخ طارت رأسًا على عقب إلى الأرض. نعيق البط بصوت عالٍ. أراد أحدهم أن يلتقط الرفيق الفقير أثناء الطيران، لكنه فاته. وسرعان ما سقط الضفدع على الأرض، وهو يهز أرجله الأربع؛ ولكن بما أن البط طار بسرعة كبيرة، فلم تسقط مباشرة على المكان الذي صرخت فيه وحيث كان هناك طريق صعب، ولكن أبعد من ذلك بكثير، وهو ما كان بمثابة سعادة كبيرة لها، لأنها تناثرت في بركة قذرة على حافة القرية .
وسرعان ما خرجت من الماء وصرخت على الفور بأعلى رئتيها:
- هذا أنا! خطرت لي هذه!..."
لماذا سقط الضفدع على الأرض في مكان مختلف عن المكان الذي بدأ فيه السقوط؟
إجابة:وحافظ الضفدع، الذي سقط، على سرعته الأفقية بالقصور الذاتي، فسقط في مكان مختلف عن المكان الذي بدأ فيه السقوط.
المشكلة رقم 6
لماذا تنهار المباني والجسور أثناء الزلزال؟ لماذا يوصى، إن أمكن، بمغادرة المبنى والانتقال إلى مكان مفتوح أثناء الزلازل؟
إجابة:السبب الرئيسي للتدمير أثناء الزلازل هو الهزات القوية والهزات الأرضية التي تصل إلى سطح الأرض. بسبب القصور الذاتي والصلابة في هيكل الهياكل الأرضية، فإنها تنهار.
اهتزت الأرض كلها، واندفعت سلسلة من الغيوم.
اهتزاز الأرض جرف المدن..
كل أغلال السماء استطاعت أن تنفتح.
واهتزت مفاصل الأرض من الاهتزاز الشديد،
لقد ضغط على الأرض الفقيرة في مثل هذه الرذيلة ،
أنه كسر الصخور الضخمة إلى قطع...
نظامي
نظاميكنجوي أبو محمد إلياس بن يوسف (حوالي 1141 - حوالي 1209) هو كلاسيكي من الشعر الفارسي، أحد أعظم شعراء الشرق في العصور الوسطى.
حوض بيوتر فاسيليفيتش(1793–1877) – رسام روسي ورسام بورتريه.
المشكلة رقم 7
لماذا يمنع سحب سيارة بها فرامل معيبة باستخدام كابل مرن؟
المشكلة رقم 8
لماذا يقوم السائق بتقليل سرعة السيارة عند الانعطاف؟
المشكلة رقم 9
لماذا من الضروري تأمين الأحمال بشكل آمن في الجزء الخلفي من الشاحنة؟
المشكلة رقم 10
لماذا لا تستطيع عبور الشارع أمام حركة المرور القريبة؟
المشكلة رقم 11
لماذا لا يجب عليك القفز من فوق لوح الحافلة أو الترام؟
|
زويف أغاب سيرجيفيتش(31/01/1922-1985) - رسام سوفيتي روسي. عضو اتحاد الفنانين في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
المشكلة رقم 12
لماذا تكبح العجلتان عند إيقاف الدراجة النارية بسرعة؟ ماذا يمكن أن يحدث إذا قمت بالفرملة بالعجلة الأمامية فقط؟
المشكلة رقم 13
لماذا يجب أن يضيء الضوء الأحمر الخلفي للسيارة عندما يضغط سائق السيارة على دواسة الفرامل؟
|
بيمينوف يوري إيفانوفيتش(1903-1977) - رسام وفنان جرافيك سوفيتي. فنان الشعب لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. حائز على جائزة لينين وجائزتي ستالين من الدرجة الثانية.
المشكلة رقم 14
اشرح السبب وراء سقوط الجزء الأمامي للسيارة عند الضغط على المكابح بشكل حاد.
إجابة:أثناء الفرملة الحادة، يستمر الجزء الأمامي من السيارة في التحرك بالقصور الذاتي، فيدور حول عجلاته الأمامية بزاوية صغيرة، مما يؤدي إلى انخفاضه.
المشكلة رقم 15
ما هي التغييرات التي تحدث في حركة السيارة إذا ضغط الراكب على ظهر المقعد؟ إلى الجانب الأيمن من ظهر المقعد؟
إجابة:بدأت السيارة في زيادة السرعة؛ بدأ يتجه إلى اليسار.
المشكلة رقم 16
شرح الغرض من أحزمة الأمان والوسائد الهوائية في السيارة. لماذا تعتمد فعالية الوسائد الهوائية على ما إذا كان السائق والراكب الأمامي يرتديان أحزمة الأمان؟ لماذا يمكن أن يؤدي نشر الوسائد الهوائية في الحادث إلى إصابة سائق المركبة وراكبها بإصابة خطيرة في حالة عدم ارتداء أحزمة الأمان؟
المشكلة رقم 17
تعمل الإشارات التحذيرية على تنبيه السائقين إلى أنهم يقتربون من جزء خطير من الطريق، مما يتطلب القيادة فيه اتخاذ التدابير المناسبة للموقف. هناك ثلاث علامات طريق تحذيرية أمامك. اشرح لكل منهم وبين الإجراءات التي يجب على سائق السيارة اتخاذها عند رؤية مثل هذه العلامة.
علامات الطريق التحذيرية
|
|
|
إجابة:رقم الإشارة: 1.15 – طريق منزلق. جزء من الطريق يعاني من زيادة انزلاق الطريق. . رقم الإشارة: 1.23 – أطفال. جزء من الطريق بالقرب من مؤسسة للأطفال (مدرسة، معسكر صحي، وما إلى ذلك)، على الطريق الذي قد يظهر فيه الأطفال. يجب على السائق تقليل السرعة. رقم الإشارة: 1.27 – الحيوانات البرية. تحذر الشاخصة من إمكانية ركض الحيوانات البرية على الطريق. يجب على السائق تقليل السرعة.
المشكلة رقم 18
لماذا يُطلب من الركاب ربط أحزمة الأمان قبل الإقلاع والهبوط؟
المشكلة رقم 19
لماذا يجب على الركاب الذين يقفون في الحافلة أو الترام أو الترولي باص أن يتمسكوا بالدرابزين؟
المشكلة رقم 20
في أي اتجاه ينحرف ركاب الحافلة عندما تزيد السرعة فجأة؟ أثناء التوقف المفاجئ؟
المشكلة رقم 21
ما التغيير الذي يحدث في حركة الحافلة المائية إذا انحرف الركاب فجأة إلى اليمين؟
المشكلة رقم 22
في أي اتجاه يسقط الشخص المتعثر؟ الشخص الذي انزلق؟ لماذا؟
المشكلة رقم 23
"تشوك وجيك"، 1939، أركادي بتروفيتش جيدار
“... طوال اليوم التالي مر الطريق عبر الغابات والجبال. أثناء التسلق، قفز المدرب من الزلاجة ومشى على طول الثلج بجانبه. ولكن على المنحدرات شديدة الانحدار، تسابق الزلاجة بهذه السرعة التي بدا فيها تشوك وجيك كما لو أنهما، إلى جانب الخيول والزلاجات، يسقطان على الأرض مباشرة من السماء.
أخيرًا، في المساء، عندما كان الناس والخيول متعبين للغاية، قال السائق:
- حسنا، نحن هنا! وراء هذا اصبع القدم هناك منعطف. هنا، في الفسحة، قاعدتهم... مهلا، لكن-أوه!... كوم!
صرخ تشوك وهاك بمرح، وقفزا، ولكن تم سحب الزلاجة، وسقطا في القش..."
لماذا يتخبط الأولاد في القش عندما تم سحب الزلاجة؟
إجابة:بقيت أجساد الأولاد في حالة راحة بسبب الجمود، وبدأت أرجلهم في التحرك للأمام مع الزلاجة، لذلك سقط تشوك وجيك للخلف وسقطا في القش.
المشكلة رقم 24
لماذا تتشكل الاختناقات الجليدية عند منحنيات الأنهار أثناء انجراف الجليد؟
المشكلة رقم 25
لماذا عند ثني الأخشاب يتم إلقاء عدد كبير من جذوع الأشجار على الشاطئ عند انحناءات النهر؟ لماذا يُسمح بطوافات الأشجار فقط في العديد من البلدان؟
بيلوف كوندراتي بتروفيتش(23/03/1900 - 04/05/1988) - رسام سوفيتي. فنان الشعب في جمهورية روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية. في عام 1949 المناظر الطبيعية "التجديف بالأخشاب على نهر إرتيش"تم إدراجه في معرض الفن السوفييتي المعروض في عدد من الدول الأجنبية. دعاه نقاد الفن أول صورة كاملة ومعبرة لسيبيريا.
للفضوليين: تجمع الأخشاب- الطريقة التقليدية والأرخص لنقلها إلى شركات النجارة. عادة ما يتم إجراء قطع الأشجار الأكثر كثافة في فصل الشتاء، لأن هذا يسبب أضرارًا أقل للغابة. على الزلاجات التي تجرها الجرارات أو السيارات القوية، يتم نقل الغابة إلى ضفة النهر المتجمد. ثم، أثناء فيضان الربيع، تطلقه العوارض الخشبية في الماء. مع التجديف بالخلد، تطفو الغابة من تلقاء نفسها. عند التجديف، يتم ربط الطوافات من جذوع الأشجار. الأشجار التي تطفو بحرية على طول النهر تتبلل بسرعة وتغرق في القاع. يتم إلقاء عدد كبير من جذوع الأشجار على الشاطئ عند انحناءات النهر. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم خفض عدد كبير من الأشجار في نفس الوقت، فإن جذوعها تتسبب في أضرار لا يمكن إصلاحها لحيوانات النهر، مما يؤدي إلى قطع الطحالب وبالتالي حرمان الأسماك والبرمائيات من الطعام. عندما تتعفن الجذوع الغارقة، تنتقل أيضًا المواد السامة للأسماك إلى الماء. أخيرًا، تشكل الجذوع الخارجة من قاع النهر خطرًا كبيرًا على السفن النهرية. جذوع الأشجار التي لم يتم اصطيادها من النهر في الوقت المناسب تصبح غير صالحة للاستخدام الصناعي. لهذا في العديد من البلدان، لا يُسمح بتجديف الأشجار إلا بواسطة الطوافات.
المشكلة رقم 26
لماذا يمنع رفع الحمولة فجأة بالرافعة؟
المشكلة رقم 27
عندما تبدأ قاطرة كهربائية في تحريك قطار فجأة، قد تنكسر أداة التوصيل. في أي قطار من المرجح أن يحدث التمزق، سواء كان محملا أم خاليا؟ لماذا؟
المشكلة رقم 28
كيف يقع السطح الحر للزيت في الخزان عندما تتسارع القاطرة الكهربائية؟ متى يبطئ؟ ادعم إجابتك بالرسومات.
المشكلة رقم 29
يقترب القطار من المحطة ويتباطأ. في أي اتجاه يكون من الأسهل سحب حقيبة ثقيلة على أرضية العربة في هذا الوقت - على طول القطار أم في الاتجاه المعاكس؟
إجابة:على طول القطار.
المشكلة رقم 30
لماذا يستمر ظرف الظرف في الدوران بعد إيقاف تشغيل محرك آلة الحفر (المثقاب الكهربائي)؟
القصور الذاتي في المعدات العسكرية:: المدفعية
ليس الرعد هو الذي يهدر في السحاب، وليس البرق هو الذي يحرق -
بنادقنا تتحدث بصوت عظيم!
لا تلمس، أيها العدو، وطنك، لا تلمس أرض العمل!
الانتقام المقدس يؤدي إلى المعركة! تهدف مباشرة! نار! نار! نار!…
"مسيرة المدفعية" 1944
الكلمات: سيرجي الكسندروفيتش فاسيليف
الموسيقى: أناتولي غريغوريفيتش نوفيكوف
أوسيبينكو فيدور بافلوفيتش(1917-2000) — رسام سوفيتي، عضو في اتحاد الفنانين في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. فنان الشعب في جمهورية روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية.
للفضوليين:تم استخدام ظاهرة القصور الذاتي في تصميم الصمامات لقذائف المدفعية. عندما تتوقف فجأة قذيفة تصطدم بعائق ما، فإن الكبسولة المتفجرة الموضوعة داخل القذيفة ولكنها غير متصلة بشكل صارم بجسمها، تستمر في التحرك بالقصور الذاتي وتضرب طرف المصهر المتصل بالجسم. وبنفس الطريقة، يتم استخدام التسارع الكبير الذي تتلقاه القذيفة في لحظة إطلاق النار لإزالة الصمامات، مما يزيل خطر انفجار القذيفة أثناء التخزين أو النقل أو عند تحميل البندقية.
المشكلة رقم 31
تتحرك جميع حبيبات حجر الرحى معها حول الدائرة. ولكن بمجرد أن تنفصل الحبة عن الحجر، تصبح حركتها خطية. لماذا؟
المشكلة رقم 32
لكي ينخفض \u200b\u200bعمود الزئبق في مقياس الحرارة الطبي، "يهتز" مقياس الحرارة - يتم إنزاله ثم يتوقف فجأة. ما هو سبب انخفاض عمود الزئبق؟
إجابة:في لحظة التوقف الحاد لجسم مقياس الحرارة، يستمر الزئبق في الحركة والسقوط بسبب الجمود.
المشكلة رقم 33
لماذا يزيد راكب الدراجة من سرعته عند اقترابه من مرتفع في الطريق؟
المشكلة رقم 34
لماذا يبدأون بالجري عند القفز طويلًا وعاليًا؟ لماذا يكون من الأسهل القفز فوق بركة أو نهر أو خندق مع بداية الجري؟
المشكلة رقم 35
لماذا يؤثر تأثير المطارق البخارية على السندان على اهتزاز التربة بدرجة أقل بكثير في حالة السندانات الثقيلة منها في حالة السندانات الخفيفة؟ لماذا يجب أن يكون السندان أكبر بكثير من المطرقة؟
المشكلة رقم 36
لماذا لا يمكن وضع كوب كامل من الشاي أو وعاء من الحساء بسرعة وبشكل مفاجئ على الطاولة دون أن ينسكب؟
المشكلة رقم 37
هناك طريقتان لتقسيم السجلات. في الحالة الأولى، يتم ضرب الجذع بفأس سريع الحركة. في الثانية، يدفعون الفأس إلى جذع الشجرة بضربة ضعيفة، ثم يتأرجحون الفأس بالسجل المخوزق، ويضربون الكتلة بالكتلة. اشرح الظواهر الميكانيكية التي لوحظت في هذه الحالة.
إجابة:عند تقطيع الخشب، وضرب السجل بفأس، فإنه يستمر في التحرك بسبب القصور الذاتي ويدخل في عمق السجل الثابت. عندما يتم اصطدام مؤخرة الفأس المضمنة جزئيًا في جذع شجرة بكتلة مشقوقة عليها الحطب، يتوقف الفأس، لكن الجذع يستمر في التحرك بسبب القصور الذاتي والانقسامات.
المشكلة رقم 38
ماذا يحدث للراكب إذا تعثر الحصان أثناء قفزه فوق عائق؟
إجابة:عندما يتوقف الحصان فجأة، فإن الفارس، الذي يتحرك بالقصور الذاتي، سوف يسقط للأمام فوق رأس الحصان.
المشكلة رقم 39
لماذا تنكسر المسطرة المعلقة على حلقات ورقية عند ضربها بقوة، لكن الحلقات تظل سليمة؟
المشكلة رقم 40
ضع بطاقة بريدية على الزجاج وضع عملة معدنية على البطاقة البريدية. انقر على البطاقة. لماذا تطير البطاقة وتسقط العملة في الزجاج؟
إجابة:بسبب القصور الذاتي للعملة وعدم كفاية التفاعل بين العملة والبطاقة.
وفي الختام... قليلا من تاريخ الفيزياء…
أعطني المادة والحركة وسأبني الكون.
1640 ديكارت رينيه
ديكارت رينيه(رينيه ديكارت؛ 31/03/1596-11/02/1650) - فيلسوف فرنسي، عالم رياضيات، ميكانيكي، فيزيائي وعالم وظائف الأعضاء، مبتكر الهندسة التحليلية والرمزية الجبرية الحديثة.
مبدأ القصور الذاتي لجاليليو - قانون نيوتن الأول في الميكانيكا
|
عن جوهر الحركة ونظام العالم.. حركة
|
|
|
جاليليو جاليلي(جاليليو جاليلي ؛ 15/02/1564-18/01/1642) - فيزيائي وميكانيكي وعالم فلك وفيلسوف وعالم رياضيات إيطالي. يُطلق على جاليليو جاليلي بحق الأب المؤسس للفيزياء التجريبية.
جوستوس سوسترمانز(جوستوس سوستيرمانز؛ 1597–1681) - رسام فلمنكي من عصر الباروك.
في الجزء الأول من قصيدته "حركة"الكسندر سيرجيفيتش بوشكينيصف الخلاف بين العلماء اليونانيين القدماء حول جوهر الحركة. ويشير في الجزء الثاني إلى وجود نظامين متعارضين في العالم - مركزية الأرض(الأرض ثابتة ولكن الشمس تتحرك حول الأرض) و مركزية الشمس(الأرض تدور حول الشمس) أنشأها كلوديوس بطليموسونيكولاي كوبرنيكوس.
ليس من قبيل الصدفة أن يتم ذكر العنيد هنا ؛-) جاليليو جاليلي.
في عام 1632، تم نشر العمل في فلورنسا جاليليو جاليلي "الحوار حول النظامين الرئيسيين في العالم"(حول نظام مركزية الأرض لبطليموس ونظام مركزية الشمس في عالم كوبرنيكوس). فيه، وضع جاليليو أسس الديناميكيات - مبدأ القصور الذاتي ومبدأ النسبية الكلاسيكي.
في عام 1687 إسحاق نيوتنصاغ قوانين الديناميكية. ليس فقط حركة الكواكب حول الشمس، ولكن أيضًا الظواهر الأكثر تعقيدًا أصبحت مفهومة وقابلة للحساب. اعتمد إسحاق نيوتن مبدأ القصور الذاتي لجاليليو باعتباره القانون الأول للديناميكيات..
وقد صاغ جاليليو هذا المبدأ نتيجة لتجاربه في دراسة سقوط الأجسام على مستوى مائل.
ولم يميز جاليليو بين المفاهيم "قوة"و "وزن"، لذلك تم تثبيته من قبله مبدأ القصور الذاتيلم يطالب بقانون أساسي للطبيعة.
وضع نيوتن قانون القصور الذاتي (مبدأ القصور الذاتي الجليلي)على رأس نظامه الميكانيكي بأكمله.
في الصياغة الحديثة مبدأ القصور الذاتيينص علي ويحافظ كل جسم على حالة من السكون أو الحركة المستقيمة المنتظمة حتى يخرجه من هذه الحالة تأثير الأجسام الأخرى.
إسحاق نيوتن(السير إسحاق نيوتن ؛ 04/01/1643-31/03/1727) - فيزيائي وعالم رياضيات وميكانيكي وفلكي إنجليزي ، أحد مؤسسي الفيزياء الكلاسيكية. مؤلف العمل الأساسي "المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية"، والذي أوجز فيه قانون الجاذبية العالمية وقوانين الميكانيكا الثلاثة، التي أصبحت أساس الميكانيكا الكلاسيكية.
ثورنهيل جيمس(جيمس ثورنهيل؛ 25/07/1675-13/05/1734) - رسام إنجليزي، مؤسس الرسم الإنجليزي التاريخي.
...من ظواهر الحركة إلى دراسة طبيعة القوى ثم من هذه القوى إلى بيان ظواهر أخرى: ... حركة الكواكب والمذنبات والقمر والبحر...
1686 إسحاق نيوتن
أتمنى لك النجاح في اتخاذ قرارك بنفسك.
مشاكل الجودة في الفيزياء!
الأدب:
§ كاتز Ts.B. الفيزياء الحيوية في دروس الفيزياء
§ لوكاشيك ف. أولمبياد الفيزياء
موسكو: دار النشر بروسفيشتشيني، 1987
§ تاراسوف إل في. الفيزياء في الطبيعة
موسكو: دار النشر بروسفيشتشيني، 1988
§ بيرلمان يا. هل تعرف الفيزياء؟
دوموديدوفو: دار النشر "VAP"، 1994
§ زولوتوف ف. أسئلة ومهام في الفيزياء للصفوف 6-7
موسكو: دار النشر "Prosveshchenie"، 1971
§ تولشينسكي م. المشاكل النوعية في الفيزياء
موسكو: دار نشر بروسفيشيني، 1972
§ كيريلوفا آي جي. قراءة كتاب الفيزياء للصفوف 6-7
موسكو: دار النشر بروسفيشتشيني، 1978
§ إردافليتوف إس آر، روتكوفسكي أو.أو. جغرافية مثيرة للاهتمام من كازاخستان
ألما آتا: دار نشر مكتب، 1989.
تعتبر نظرية حركة القطار جزءا لا يتجزأ من العلوم التطبيقية لجر القطار، حيث تدرس قضايا حركة القطار وتشغيل القاطرات. للحصول على فهم أوضح لعملية تشغيل القاطرة الكهربائية، من الضروري معرفة الأحكام الأساسية لهذه النظرية. بادئ ذي بدء، دعونا نفكر في القوى الرئيسية التي تعمل في القطار عند التحرك - هذه هي قوة الجر F، ومقاومة الحركة W، وقوة الكبح B. يمكن للسائق تغيير قوة الجر وقوة الكبح؛ لا يمكن السيطرة على قوة مقاومة الحركة.
كيف تتشكل هذه القوى وعلى ماذا تعتمد؟ لقد قلنا بالفعل أن كل زوج من عجلات القيادة في القاطرة الكهربائية يحتوي على محرك جر منفصل، وهو متصل به بواسطة مخفض التروس (الشكل 3، أ). يتم تثبيت عجلة التروس الصغيرة لعلبة التروس (الترس) على عمود محرك الجر، ويتم تثبيت العجلة الكبيرة على محور مجموعة العجلات. تسمى نسبة عدد أسنان العجلة الكبيرة إلى عدد أسنان العجلة الصغيرة نسبة التروس. إذا قمت بتشغيل محرك الجر، يتم إنشاء عزم الدوران على عموده. ستكون سرعة دوران مجموعة العجلات أقل مرة واحدة من سرعة دوران عمود المحرك، ولكن عزم الدوران سيكون أكبر مرة واحدة (إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار كفاءة محرك التروس).
دعونا نفكر في الشروط اللازمة لبدء قاطرة كهربائية في التحرك.
إذا لم تلمس عجلات القاطرة الكهربائية القضبان، فبعد بدء تشغيل محركات الجر، فإنها ستدور ببساطة، وتبقى في نفس المكان. ومع ذلك، نظرا لحقيقة أن عجلات القاطرة تتلامس مع القضبان عندما تنتقل عزم الدوران M إلى محاور أزواج العجلات، تظهر قوة التصاق بين أسطح العجلات والقضبان.
بالمرور، نلاحظ أنه في البداية، عند إنشاء القاطرات الأولى - القاطرات البخارية، شككوا بشكل عام في إمكانية حركتهم على طول مسار السكك الحديدية "السلس". لذلك تم اقتراح إنشاء تروس بين عجلات القاطرة والقضبان (قاطرة بلينكينسون). تم أيضًا بناء قاطرة (قاطرة برونتون) تتحرك على طول القضبان بمساعدة أجهزة خاصة تم دفعها بالتناوب بعيدًا عن المسار. ولحسن الحظ، لم تكن هذه الشكوك مبررة.
تشكل اللحظة M (انظر الشكل 3) المطبقة على العجلة زوجًا من القوى مع الكتف R. ويتم توجيه القوة FK ضد الحركة. يميل إلى تحريك النقطة المرجعية للعجلة بالنسبة للسكة في الاتجاه المعاكس لاتجاه الحركة. يتم منع ذلك من خلال قوة رد فعل السكة، ما يسمى بقوة الالتصاق Fcu، والتي تنشأ نتيجة ضغط العجلة على السكة عند نقطة الدعم، وفقًا لقانون نيوتن الثالث، فهي مساوية ومعاكسة للقوة FK. تجبر هذه القوة العجلة، وبالتالي القاطرة الكهربائية، على التحرك على طول السكة.
عند نقطة تلامس العجلة مع السكة توجد نقطتان، إحداهما تنتمي إلى الضمادة Ab، والأخرى إلى السكة Ar. بالنسبة للقاطرة الكهربائية المتوقفة، تندمج هذه النقاط في نقطة واحدة. إذا تحركت النقطة Ab، أثناء نقل عزم الدوران إلى العجلة، بالنسبة إلى النقطة Lp، ففي اللحظة التالية ستبدأ نقاط الضمادة في الاتصال بالنقطة Lp بالتناوب. في هذه الحالة، لا تبدأ القاطرة في التحرك، وإذا كانت تتحرك بالفعل، فإن سرعتها تنخفض بشكل حاد، وتفقد العجلة دعمها وتبدأ في الانزلاق بالنسبة إلى السكة - الانزلاق.
في حالة عدم وجود إزاحة نسبية للنقطتين Ap وAb، في كل لحظة زمنية لاحقة، تتركان اتصالًا، ولكن في نفس الوقت تتلامس النقاط التالية بشكل مستمر: BB مع Br، وWb مع BP، وما إلى ذلك.
تمثل نقطة الاتصال بين العجلة والسكك الحديدية مركز الدوران اللحظي. من الواضح أن السرعة التي يتحرك بها مركز الدوران اللحظي على طول القضبان تساوي سرعة الحركة الأمامية للقاطرة.
لتحريك قاطرة كهربائية، من الضروري ألا تتجاوز قوة الالتصاق عند نقطة التلامس بين العجلة والسكة الحديدية، المساوية ولكن المعاكسة في الاتجاه للقوة FK، قيمة حدية معينة. حتى تصل إليها، تخلق القوة FC عزمًا تفاعليًا FCVLR، والذي، وفقًا لحالة الحركة المنتظمة، يجب أن يكون مساويًا لعزم الدوران.
مجموع قوى الالتصاق عند نقاط التلامس لجميع عجلات القاطرة الكهربائية يحدد القوة الكلية، التي تسمى قوة الجر العرضية FK. ليس من الصعب أن نتخيل أن هناك قوة جر قصوى معينة، محدودة بقوى الالتصاق، والتي لا تحدث فيها الملاكمة بعد.
يمكن تبسيط ظهور قوة الالتصاق إلى حد ما على النحو التالي. هناك مخالفات على الأسطح الملساء للقضبان والعجلات. نظرًا لأن منطقة التلامس (سطح التلامس) للعجلة والسكك الحديدية صغيرة جدًا، والحمل من العجلات على القضبان كبير، تنشأ ضغوط كبيرة عند نقطة التلامس. يتم ضغط مخالفات العجلة على المخالفات الموجودة على سطح القضبان، مما يؤدي إلى التصاق العجلة بالسكة.
لقد ثبت أن قوة الالتصاق تتناسب طرديًا مع قوة الضغط - الحمل الناتج عن جميع العجلات المتحركة على القضبان. ويسمى هذا الحمل وزن التصاق القاطرة.
ولحساب أقصى قوة جر يمكن للقاطرة تطويرها دون تجاوز قوة الالتصاق، بالإضافة إلى وزن الالتصاق، من الضروري أيضًا معرفة معامل الالتصاق. وبضرب وزن التصاق القاطرة بهذا المعامل، يتم تحديد قوة الجر.
إن عمل العديد من العلماء والممارسين مكرس لمشكلة تعظيم استخدام الالتصاق بين العجلات والقضبان. ولم يتم حلها نهائيًا بعد.
ما الذي يحدد قيمة معامل الالتصاق؟ بادئ ذي بدء، يعتمد ذلك على مادة وحالة الأسطح الملامسة، وشكل الأشرطة والقضبان. مع زيادة صلابة إطارات العجلات والقضبان، يزداد معامل الالتصاق. عندما يكون سطح السكة رطبًا وقذرًا، يكون معامل الالتصاق أقل مما هو عليه عندما يكون جافًا ونظيفًا. يمكن توضيح تأثير حالة سطح السكة على معامل الالتصاق من خلال المثال التالي. ورد في صحيفة ترود الصادرة في 13 ديسمبر 1973 في مقال بعنوان "القواقع ضد القاطرة البخارية" أن أحد القطارات في إيطاليا اضطر إلى التوقف لعدة ساعات. وتبين أن سبب التأخير هو زحف عدد كبير من القواقع عبر خط السكة الحديد. حاول السائق توجيه القطار عبر هذه الكتلة المتحركة، ولكن دون جدوى: كانت العجلات تنزلق ولم يتمكن من التزحزح. ولم يتمكن القطار من التحرك إلا بعد أن تضاءل تدفق القواقع.
ويعتمد معامل الالتصاق أيضًا على تصميم القاطرة الكهربائية - جهاز التعليق الزنبركي، ودائرة تبديل محركات الجر، وموقعها، ونوع التيار، وحالة المسار (كلما زاد تشوه القضبان أو طبقة الصابورة يتدلى، كلما انخفض معامل الالتصاق المحقق) وأسباب أخرى. سيتم مناقشة كيفية تأثير هذه الأسباب على تنفيذ قوة الجر بشكل أكبر في الفقرات ذات الصلة من الكتاب. يعتمد معامل الالتصاق أيضًا على سرعة القطار: في اللحظة التي يبدأ فيها القطار، يكون أكبر؛ مع زيادة السرعة، يزداد معامل الالتصاق المحقق قليلاً أولاً، ثم ينخفض. وكما هو معروف، فإن قيمته تختلف على نطاق واسع - من 0.06 إلى 0.5. نظرًا لحقيقة أن معامل الالتصاق يعتمد على العديد من العوامل، يتم استخدام معامل الالتصاق المحسوب لتحديد أقصى قوة جر يمكن للقاطرة الكهربائية تطويرها دون الانزلاق. وهو يمثل نسبة قوة الجر الأكبر، التي يتم تحقيقها بشكل موثوق في ظل ظروف التشغيل، إلى وزن التصاق القاطرة. يتم تحديد معامل الالتصاق المحسوب باستخدام الصيغ التجريبية التي تعتمد على السرعة؛ وهي تعتمد على العديد من الدراسات والرحلات التجريبية، مع مراعاة إنجازات الميكانيكيين المتقدمين.
عند البدء من حالة التوقف التام، أي عندما تكون السرعة صفرًا، يكون المعامل للقاطرات الكهربائية ذات التيار المباشر وإمدادات الطاقة المزدوجة 0.34 (0.33 للقاطرات الكهربائية من سلسلة VL8) و0.36 للقاطرات الكهربائية ذات التيار المتردد. وبالتالي، بالنسبة للقاطرة الكهربائية ذات التغذية المزدوجة VL 82m، ووزن الالتصاق P = 1960 كيلو نيوتن (200 طن)، فإن قوة الجر العرضية Fk مع الأخذ في الاعتبار معامل التصميم.
إذا كان سطح القضبان متسخًا وانخفض معامل الالتصاق، على سبيل المثال، إلى 0.2، فستكون قوة الجر Pk 392 كيلو نيوتن (40 طنًا). عند توفير الرمال، يمكن أن يرتفع هذا المعامل إلى القيمة السابقة بل ويتجاوزها. يعتبر استخدام الرمال فعالاً بشكل خاص عند السرعات المنخفضة: حتى سرعة 10 كم/ساعة على القضبان المبللة، يزداد معامل الالتصاق بنسبة 70-75%. يتناقص تأثير استخدام الرمل مع زيادة السرعة.
من المهم جدًا ضمان أعلى معامل التصاق عند البدء والتحرك: كلما ارتفع، زادت قوة الجر التي يمكن للقاطرة الكهربائية تحقيقها، وكلما زادت كتلة القطار.
تنشأ مقاومة حركة القطار W بسبب احتكاك العجلات على القضبان، والاحتكاك في صناديق المحاور، وتشوه المسار، ومقاومة الهواء، والمقاومة الناتجة عن النزول والصعود، والأجزاء المنحنية من المسار، وما إلى ذلك. عادة ما يتم توجيه قوى المقاومة ضد الحركة وفقط في المنحدرات شديدة الانحدار تتزامن مع اتجاه الحركة.
تنقسم مقاومة الحركة إلى أساسية وإضافية. تعمل المقاومة الرئيسية باستمرار وتحدث بمجرد أن يبدأ القطار في التحرك؛ بالإضافة إلى ذلك بسبب منحدرات المسار والمنحنيات ودرجة حرارة الهواء الخارجي والرياح القوية والانطلاق.
من الصعب جدًا حساب المكونات الفردية للمقاومة الرئيسية لحركة القطار. يتم حسابه عادةً للسيارات من كل نوع والقاطرات من سلاسل مختلفة باستخدام صيغ تجريبية تم الحصول عليها بناءً على نتائج العديد من الدراسات والاختبارات في ظل ظروف مختلفة. يزداد السحب الرئيسي مع زيادة السرعة. عند السرعات العالية، تسود مقاومة الهواء.
مع الأخذ في الاعتبار المقاومة الرئيسية لحركة القاطرة، بالإضافة إلى قوة الجر العرضية للقاطرة الكهربائية، تم تقديم مفهوم قوة الجر على المقرنة الأوتوماتيكية Fa (الشكل 4).
في عملية قيادة القطار، لتقليل السرعة أو التوقف أو الحفاظ على سرعته الثابتة عند الهبوط، يتم استخدام الفرامل لإنشاء قوة فرملة ب. تتولد قوة الكبح نتيجة احتكاك تيل الفرامل على إطارات العجلات (الميكانيكية) الكبح) أو عندما تعمل محركات الجر كمولدات. نتيجة للضغط على وسادة الفرامل على الضمادة بقوة K (انظر الشكل 3، ب)، تنشأ قوة احتكاك عليها.
احتكاك. ونتيجة لذلك، تتشكل قوة التصاق B على الضمادة عند نقطة تلامسها مع السكة، تساوي القوة T. القوة B هي الكبح: فهي تمنع حركة القطار.
يتم تحديد القيمة القصوى لقوة الكبح بنفس شروط قوة الجر لتجنب الانزلاق (الانزلاق دون دوران العجلات على القضبان) أثناء الكبح، يجب استيفاء شرط احتكاك تيل الفرامل على الشريط؛ يعتمد ذلك على سرعة الحركة والضغط المحدد للوسادات الموجودة على العجلة والمواد الخاصة بها. ويتناقص هذا المعامل مع زيادة السرعة والضغط النوعي بسبب زيادة درجة حرارة أسطح الاحتكاك. ولذلك، قم بتطبيق الضغط الثنائي على العجلات عند الكبح.
اعتمادا على القوى المطبقة على القطار، يتم تمييز ثلاثة أوضاع لحركة القطار: الجر (الحركة تحت التيار)، الساحل (بدون تيار)، الكبح.
في لحظة الانطلاق وأثناء الحركة الإضافية تحت التيار، يخضع القطار لقوة الجر Fk ومقاومة حركة القطار K. طبيعة التغير في السرعة تعتمد على الوقت في قسم منحنى OA (الشكل 1). 5) يتم تحديده من خلال اختلاف القوى. وكلما زاد هذا الاختلاف، زادت تسارع القطار. مقاومة الحركة، كما سبق أن أشرنا، هي كمية متغيرة تعتمد على السرعة. ويزداد مع السرعة. ولذلك، إذا ظلت قوة الجر ثابتة، فإن قوة الجر المتسارعة ستقل. بعد نقطة معينة O، تقل قوة الجر. ثم تأتي لحظة يتحرك فيها Fk والقطار تحت التيار بسرعة ثابتة (جزء من المنحنى AB).
بعد ذلك، يمكن للسائق إيقاف تشغيل المحركات ومواصلة التحرك على الساحل (قسم BV) بفضل الطاقة الحركية للقطار. وفي هذه الحالة لا يتأثر القطار إلا بقوة مقاومة الحركة مما يقلل من سرعته إذا لم يكن القطار يتحرك على منحدر حاد. عندما يقوم السائق بتشغيل الفرامل (من النقطة ب إلى النقطة د)، تعمل قوتان على القطار - مقاومة الحركة وقوة الكبح ب. مجموع القوى B يمثل قوة التثبيط. ومن الممكن أيضًا أن يتحرك القطار على منحدر شديد الانحدار ويستخدم السائق قوة الكبح للحفاظ على سرعة ثابتة مسموح بها.
جميع الأجسام قادرة على التشوه فقط إلى حد معين. عند الوصول إلى هذا الحد، ينهار الجسم. على سبيل المثال، ينقطع الخيط عندما تتجاوز استطالته قيمة معروفة؛ ينكسر الربيع عندما ينحني كثيرًا، وما إلى ذلك.
أرز. 87. إذا قمت بسحب الخيط السفلي ببطء، فسوف ينقطع الخيط العلوي.
أرز. 88. من خلال سحب الخيط السفلي بشكل حاد، يمكنك كسره، وترك الخيط العلوي سليمًا
لتفسير سبب حدوث تدمير الجسم، من الضروري النظر في الحركة التي سبقت التدمير. دعونا نفكر، على سبيل المثال، في أسباب كسر الخيط في مثل هذه التجربة (الشكل 87 و88). حمل ثقيل معلق على خيط؛ يتم ربط خيط بنفس القوة بالحمل أدناه. إذا قمت بسحب الخيط السفلي ببطء، فسوف ينقطع الخيط العلوي الذي يتدلى عليه الحمل. إذا قمت بسحب الخيط السفلي بشكل حاد، فسيكون الخيط السفلي هو الذي ينكسر، وليس الخيط العلوي. تفسير هذه التجربة هو كما يلي. عندما يكون الحمل معلقًا، يكون الخيط العلوي قد تم تمديده بالفعل إلى طول معين وتوازن قوة التوتر الخاصة به قوة جذب الحمل إلى الأرض. من خلال سحب الخيط السفلي ببطء، نتسبب في تحرك الحمل للأسفل. كلا الخيطين ممتدان، لكن الخيط العلوي ممتد أكثر، لأنه ممتد بالفعل. هذا هو السبب في أنه ينكسر في وقت سابق. إذا قمت بسحب الخيط السفلي بشكل حاد، فنظرًا للكتلة الكبيرة للحمل، حتى مع وجود قوة كبيرة تعمل من الخيط، فسوف يتلقى تسارعًا طفيفًا فقط، وبالتالي، في وقت قصير من الرجيج، لن يكون الحمل لدينا الوقت لاكتساب سرعة ملحوظة والتحرك بشكل ملحوظ. سيبقى الحمل تقريبًا في مكانه. لذلك، لن يتم إطالة الخيط العلوي وسيبقى سليما؛ سوف يمتد الخيط السفلي إلى ما هو أبعد من الحد المسموح به وينكسر.
وبطريقة مماثلة، يحدث في حالات أخرى تمزق وتدمير الأجسام المتحركة. لتجنب التمزق والتدمير أثناء التغيرات المفاجئة في السرعة، من الضروري استخدام القوابض التي يمكن أن تمتد بشكل كبير دون أن تنكسر. العديد من أنواع أدوات التوصيل، مثل الكابلات الفولاذية، لا تتمتع بمثل هذه الخصائص. لذلك، في الرافعات، يتم وضع زنبرك خاص ("ممتص الصدمات") بين الكابل والخطاف، والذي يمكن أن يمتد بشكل كبير دون أن ينكسر، وبالتالي يحمي الكابل من الكسر. حبل القنب الذي يمكنه تحمل الاستطالة الكبيرة لا يحتاج إلى ممتص للصدمات.
كما تتدمر الأجسام الهشة، مثل الأجسام الزجاجية، عند سقوطها على أرضية صلبة. وفي هذه الحالة يحدث انخفاض حاد في سرعة جزء الجسم الذي لامس الأرض، ويحدث تشوه في الجسم. إذا كانت القوة المرنة الناتجة عن هذا التشوه غير كافية لتقليل سرعة بقية الجسم على الفور إلى الصفر، فإن التشوه يستمر في الزيادة. وبما أن الأجسام الهشة لا يمكنها تحمل سوى التشوهات الصغيرة دون تدمير، فإن الجسم ينكسر.
63.1. لماذا تنكسر أحيانًا قارنة عربات القطار عندما تبتعد قاطرة كهربائية فجأة؟ في أي جزء من القطار من المرجح أن يحدث التمزق؟
63.2. لماذا يتم وضع العناصر الهشة في النشارة أثناء النقل؟
