ознавая окружающий мир, человек создает в своем сознании его определенную модель — картину мира. На каждом этапе своего развития человечество по-разному представляет себе мир, в котором оно живет. По этой причине в истории человечества существовали различные картины мира: мифологическая, религиозная, научная и др.
Размещено на реф.рф
Вместе с тем, как уже было отмечено, каждая отдельная наука также может формировать собственную картину мира (физическую, химическую, биологическую и др.). При этом из всего многообразия картин мира, существующих в современной науке, самое широкое представление дает общая научная картина мира, описывающая природу, общество и человека.
Научная картина мира формируется на базе достижений естественных, общественных и гуманитарных наук, однако ее фундаментом, бесспорно, является естествознание. Значение естествознания в формировании научной картины мира настолько велико, что нередко научную картину миру сводят к естественно-научной, содержание которой составляют картины мира отдельных естественных наук.
Естественно-научная картина мира представляет собой систематизированное и достоверное знание о природе, исторически сформировавшееся в ходе развития естествознания. В эту картину мира входят знания, полученные из всех естественных наук, включая их фундаментальные идеи и теории. В то же время история науки свидетельствует, что большую часть содержания естествознания составляют преимущественно физические знания. Именно физика была и остается наиболее развитой и систематизированной естественной наукой. Вклад других естественных наук в формирование научной картины мира был намного меньше. По этой причине, когда возникло мировоззрение европейской цивилизации Нового времени и складывалась классическая естественно-научная картина мира, закономерным было обращение к физике, ее концепциям и аргументам, во многом определившим эту картину. Степень разработанно-
сти физики была настолько велика, что она смогла создать собственную физическую картину мира, в отличие от других естественных наук, которые лишь в XX в. поставили перед собой эту задачу и смогли решить ее.
Решение
Думаем: вопрос задачи касается ускорения с которым движется тело под действием внешних сил. Сами силы проанализируем исходя из второго закона Ньютона:
\displaystyle \sum\limits_{i}\vec{F}}}_{i}}}=m\vec{a} (1)
Сумму сил, действующих на тело, проанализируем исходя из плана.
Рис. 1. Система в задаче
Рис. 1. Система в задаче
Рассмотрение сил и ускорения с точки зрения второго закона Ньютона соответствует плану.
Решаем: исходя из плана решения подобных задач нанесём на рисунок силы, действующие на тело, выставим ускорение, введём оси и спроецируем второй закон Ньютона (1) на эти оси. На тело действуют силы тяжести, силы нормальной реакции опоры и внешняя вынуждающая сила. Ускорение выставим по направлению наклонной плоскости, т.к. очевидно, что тело съезжает вниз по наклонной плоскости (рис. 2).
Рис. 2. Силы, действующие на тело
Рис. 2. Силы, действующие на тело
Удобной осью для проекции второго закона Ньютона является ось, сонаправленная с наклонной плоскостью. Удобство этой оси в том, что она — одна (не надо работать с двумя уравнениями). Второй выигрыш — проекция силы реакции опоры на выбранную ось равно нулю, а с этой силой работать неприятно (от неё в любом случае нужно избавляться). Тогда для адекватной проекции нанесём проекции на рисунок (рис.3).
Рис. 3. Силы и проекции сил
Рис. 3. Силы и проекции сил
Красным обозначены проекции сил на выбранную ось, тогда уравнение (1) выглядит как:
\displaystyle F\cos \alpha +mg\sin \alpha =ma (2)
Тогда:
\displaystyle a=\frac{F\cos \alpha +mg\sin \alpha }{m} (3)
Для второго вопроса проанализируем сам вопрос. Нам необходимо найти силу давления тела на плоскость. Исходя из того, что у нас уже есть, воспользуемся логикой третьего закона Ньютона — сила, с которой тело давит на плоскость численно равна силе, с которой плоскость действует на тело. Исходя из этого мы можем заключить, что нам нужно найти силу нормальной реакции опоры (\displaystyle N). Для поиска силы опять воспользуемся планом. Только ось, на которую мы будем проецировать выберем вдоль действия силы реакции опоры (её нам и нужно найти).
Рис. 4. Проекции сил (ось OY)
Рис. 4. Проекции сил (ось OY)
Красным обозначены проекции сил на выбранную ось, тогда уравнение (1) в проекции на ось OY выглядит как:
\displaystyle N+F\sin \alpha -mg\cos \alpha =0 (4)
Тогда:
\displaystyle {{F}_{d}}=N=mg\cos \alpha -F\sin \alpha (5)
Считаем: для школьной физики ускорение свободного падения принимаем как \displaystyle g=10 м/с \displaystyle ^{2}.
Тогда для соотношения (3):
\displaystyle a=\frac{20*\cos {{60}^{\circ }}+4,0*10*\sin {{60}^{\circ }}}{4,0}=11,2 м/с \displaystyle ^{2}
Для соотношения (4):
\displaystyle {{F}_{d}}=4,0*10*\cos {{60}^{\circ }}-20*\sin {{60}^{\circ }}=2,7 Н
ответ: \displaystyle a=11,2 м/с \displaystyle ^{2}, \displaystyle {{F}_{d}}=2,7 Н.