Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила

Здесь есть возможность читать онлайн «Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила» весь текст электронной книги совершенно бесплатно (целиком полную версию без сокращений). В некоторых случаях можно слушать аудио, скачать через торрент в формате fb2 и присутствует краткое содержание. Город: Москва, Год выпуска: 1969, Издательство: Мир, Жанр: Физика, на русском языке. Описание произведения, (предисловие) а так же отзывы посетителей доступны на портале библиотеки ЛибКат.

Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила: краткое содержание, описание и аннотация

Предлагаем к чтению аннотацию, описание, краткое содержание или предисловие (зависит от того, что написал сам автор книги «Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила»). Если вы не нашли необходимую информацию о книге — напишите в комментариях, мы постараемся отыскать её.

Эрик Роджерс — "Физика для любознательных" в 3-х томах. Книги Роджерса могут представить интерес в первую очередь для тех читателей, которые по своей специальности далеки от физики, успели забыть школьный курс, но серьезно интересуются этой наукой. Они являются ценным пособием для преподавателей физики в средних школах, техникума и вузах, любящих свое дело. Наконец, "Физику для любознательных" могут с пользой изучать любознательные школьники старших классов.

Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила — читать онлайн бесплатно полную книгу (весь текст) целиком

Ниже представлен текст книги, разбитый по страницам. Система сохранения места последней прочитанной страницы, позволяет с удобством читать онлайн бесплатно книгу «Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила», без необходимости каждый раз заново искать на чём Вы остановились. Поставьте закладку, и сможете в любой момент перейти на страницу, на которой закончили чтение.

Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать
Фиг 262 Силы действующие на груз маятника В таком случае мы можем перейти - фото 245

Фиг. 262. Силы, действующие на груз маятника.

В таком случае мы можем перейти от а= —( g/ L)∙ xк а= —( g/ L)∙ s

(обе величины примерно одинаковы для маятника в данном случае), а это и есть наше определение простого гармонического движения: а направлено к положению равновесия и а ~ смещению s .

Мы описываем это свойство выражением

а= — k 2 s,

где k 2— постоянная.

Отсюда можно показать, что период Т дается соотношением

T= 2π/ k

(Это легче всего сделать с помощью математического анализа; см. ниже. Существуют доказательства, в которых не прибегают к математическому анализу, но они ведут к цели обходным и весьма громоздким путем, см. учебники по общей физике.) Поэтому каждый раз, встречая систему, в которой действие сил приводит к соотношению а= —k 2 s, мы можем сразу сказать, что такая система способна совершать простое гармоническое движение с периодом 2π/k .

Простые гармонические движения и закон Гука

Теперь вернемся к замечанию, которое было сделано в задаче 1 .

Предположим, имеется груз, который подвешен на пружине, подчиняющейся закону Гука. Натяжение пружины в точности уравновешивает вес груза, когда он находится в состоянии покоя или когда, совершая колебания, проходит через положение равновесия. Во всех других положениях существует небольшое натяжение (со знаком + или —), пропорциональное удлинению (по закону Гука); оно придает грузу ускорение. Ускорение всегда направлено к положению равновесия и меняется прямо пропорционально смещению от этого положения (по закону Гука). Таким образом, мы имеем соотношение а= —k 2 s, которое как раз и соответствует движению, называемому нами простым гармоническим колебанием.

Период колебания 2π/ k можно вычислить, зная массу груза М и «жесткость» пружины К , равную отношению ( сила )/( удлинение ); это отношение представляет собой постоянную, определяющую наклон прямой, которая выражает закон Гука. Добавочная сила, соответствующая добавочному удлинению s , равна Ks , а сообщаемое ею ускорение равно — k s / M . Следовательно, k 2равно K / M , и Т дается выражением

Т= 2π∙√(ЖЕСТКОСТЬ» ПРУЖИНЫ К/ МАССА М).

Это соотношение позволяет вычислить период простого гармонического колебания. Кроме того, у нас появляется превосходный способ оценить жесткость пружины по измеренному периоду колебаний. Мы пользуемся им, измеряя g с помощью маятника: в этом случае сила земного притяжения дает эквивалентную «жесткость пружины», равную Mg / L . В опыте Кавендиша, который позволяет измерить гравитационную постоянную G (см. гл. 23 [158]), проволока слишком слаба для прямого измерения ее сопротивления закручиванию, поэтому измеряют период крутильных колебаний проволоки, представляющих собой простое гармоническое движение, и вычисляют сопротивление закручиванию.

Простое гармоническое движение — широко распространенный вид движения

Итак, мы можем сказать, что простые гармонические колебания совершает любая система, в которой развивается возвращающая сила, пропорциональная смещению от положения равновесия:

любой маятник (при малых отклонениях);

любая система, подчиняющаяся закону Гука (например, пружина, к которой прикреплен груз; балка, подвергаемая изгибу; спиральная пружина, т. е, лента, свернутая в плоскую спираль, которая также подвергается изгибу, и т. д.);

— атомы, удерживаемые в молекуле упругими электрическими силами (задачи об инерционных весах, разбиравшиеся в гл. 7 , по существу содержат рассмотрение простого гармонического движения);

— колебания воздуха при возникновении звуковых волн, например колебания воздуха внутри флейты (график зависимости р от V , соответствующий закону Бойля, непохож на прямую закона Гука, но изменения давления, которые здесь имеют место, очень малы, они укладываются на коротком участке графика, настолько коротком, что его можно практически считать отрезком прямой);

— жидкость в открытой U-образной трубке [159];

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Похожие книги на «Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила»

Представляем Вашему вниманию похожие книги на «Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила» списком для выбора. Мы отобрали схожую по названию и смыслу литературу в надежде предоставить читателям больше вариантов отыскать новые, интересные, ещё непрочитанные произведения.


Отзывы о книге «Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила»

Обсуждение, отзывы о книге «Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила» и просто собственные мнения читателей. Оставьте ваши комментарии, напишите, что Вы думаете о произведении, его смысле или главных героях. Укажите что конкретно понравилось, а что нет, и почему Вы так считаете.

x