Наблюдения отличаются от эксперимента тем, что во время наблюдений мы следим за различными явлениями, происходящими в природе. Делаем предположения, выводы. А вот проверяем мы правильность своих предположений и выводов или во время наблюдения за другими аналогичными явлениями природы, но чаще во время экспериментов, опытов, где такие же явления мы создаем искусственно ( чаще в лабораторных условиях с использованием оборудования). Там возможно все точно измерить и сравнить с нашими предположениями.
Итак. Общее: наблюдения, предположения, измерения, расчеты, выводы. Различие: наблюдения за природными явлениями и за явлениями, созданными искусственно с определенной целью и чаще с использованием оборудования.
Аристотель из наблюдений сделал вывод, что легкие тела падают медленнее. Мы тоже говорим: упал камнем вниз, а не перышком или листочком дерева. Это не вызывало сомнений 2000 лет. Никто и не подумал проверить. Это самое долгое заблуждение в науке!
Только итальянский физик Галилео Галилей, живший в конце 16 - начале 17 веков, решил это проверить. Он придумал эксперимент: бросать с пизанской башни одновременно шары разной массы. От маленьких до огромных. Ядра пушек и даже пули. Вывод: время падения с одной высоты НЕ ЗАВИСИТ ОТ МАССЫ ТЕЛ, если им не мешать (это о сопротивлении воздуха).
Предлагаю эксперимент. Возьмите тетрадный листок и отпустите его, встав на стул. Наблюдайте за падением. Теперь сильно скомкайте листок и так же его отпустите. Ну, как? Изменилась ли масса листка? НЕТ! А время падения? Вот это и есть эксперимент на кухне)) И какой же вывод вы сделаете? Не спешите. Здесь падение тел одинаковой массы. Вспомните еще прыжки с закрытым и открытым парашютом. Что общего?
по специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «квант»
движению тела обычно препятствуют силы трения. если соприкасаются поверхности твердых тел, их относительному движению мешают силы сухого трения. характерной особенностью сухого трения является существование зоны застоя. тело нельзя сдвинуть с места, пока абсолютная величина внешней силы не превысит определенного значения. до этого момента между поверхностями соприкасающихся тел действует сила трения покоя, которая уравновешивает внешнюю силу и растет вместе с ней (рис. 1).
рис. 1.
максимальное значение силы трения покоя определяется формулой
где μ— коэффициент трения, зависящий от свойств соприкасающихся поверхностен; n — сила нормального давления.
когда абсолютная величина внешней силы превышает значение fтр max, возникает относительное движение — проскальзывание. сила трения скольжения обычно слабо зависит от скорости относительного движения, и при малых скоростях ее можно считать равной fтр max.
движению тела в жидкости и газе препятствуют силы жидкого трения. главное отличие жидкого трения от сухого — отсутствие зоны застоя. в жидкости или газе не возникают силы трения покоя, и поэтому даже малая внешняя сила способна вызвать движение тела. сила жидкого трения при малых скоростях пропорциональна скорости, а при больших — квадрату скорости движения.
1. при экстренной остановке поезда, двигающегося со скоростью υ = 70 км/ч. тормозной путь составил s = 100 м. чему равен коэффициент трения между колесами поезда и рельсами? каким станет тормозной путь, если откажут тормоза в одном из n = 10 вагонов? массу локомотива принять равной массе вагона; силами сопротивления воздуха пренебречь.
при торможении ускорение а поезду сообщает сила трения fтр:
где μ — масса всего состава. сила трения представляет собой равнодействующую всех сил трения, действующих на состав (рис. 2), и равна по модулю .
рис. 2.
следовательно,
и .
с другой стороны, . подставляя это значение в выражение для μ, получаем
в том случае, когда не работают тормоза у одного из вагонов, суммарная сила трения, действующая на вагоны и локомотив, равна
где m — масса одного вагона. масса всего состава равна μ = (п + 1)∙m, так что . ускорение поезда в этом случае равно
а тормозной путь равен