Автомобиль некоторое время будет двигаться по инерции – нужно узнать, будет ли сила инерции больше центростремительной силы, которую представляет сила трения в данном случае – ведь она не даёт нам "соскальзывать".
Пусть масса тела равна m, а сила инерции – F;
Должно выполняться равенство: F < Fтр
F = mv² / R – как центробежная сила
F = 15,68m (СИ)
Fтр = μmg – закон Кулона-Амонтона
Fтр = 3,924m (СИ)
Как видим, F > Fтр, а значит автомобиль соскользнёт с трека.
Fтр будет направлено к центру окружности, по которому поворачивается тело, а F – противоположно ей. Причём F больше Fтр в 4 раза.
Объяснение:
1. Начало занятия. Подготовка учащихся к работе на уроке
Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который, оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. Как бы он мог если бы не был так жаден?
(Оттолкнув от себя мешок с золотом, богач сам заскользил бы по льду в противоположную сторону в силу закона сохранения импульса системы мешок – богач)
2. Сообщение темы и целей урока
На предыдущих уроках вы познакомились с такими понятиями как: импульс тела, импульс силы, реактивное движение и одним из важнейших законов механики – законом сохранения импульса. Полученные теоретические знания позволяют решать различные практические задачи, с которыми мы сталкиваемся в окружающей жизни: природе, технике, спорте.
Эти знания позволяют разобраться, что происходит при соударениях, столкновениях, при стрельбе, взрывах, от чего зависит сила удара, и многое другое. Кроме того изученные понятия и закон сохранения импульса описывают явления столкновения молекул, атомов, элементарных частиц.
Используется небольшая презентация к уроку. Видеоряд «Импульс. Изменение импульса. Примеры упругого и неупругого взаимодействия тел»
Цель сегодняшнего урока: повторить и закрепить основные понятия, формулы по теме «Импульс. Закон сохранения импульса» и научиться решать новые, практически важные задачи на основе полученных знаний.
Запишите тему урока: «Решение задач по теме «Импульс. Закон сохранения импульса»
3. Контроль исходного уровня знаний
1. Задание ученику (на доске) Найдите соответствие названий величин, законов и формул, используя набор карточек с обозначениями физических величин, единиц измерения.
Физические величины Формулы Единицы измерения Импульс тела Импульс силы Формула закона сохранения импульса
–
Изменение импульса
2. Качественные задачи. Демонстрации
1) Почему не разбивается стеклянный стакан, на котором лежит очень тяжелый груз, при ударе по грузу молотком? Какой из изученных законов позволяет ответить на вопрос?
2) Что произойдет при соударении шаров равной массы, если один из них отвести в сторону и отпустить? Какой из изученных законов позволяет ответить на вопрос?
Заслушиваем ответы учащихся.
Проверяем правильность ответов ученика у доски. Оценка ответов учащихся.
4. Решение задач разного уровня
Самостоятельная работа учащихся в группах (на усмотрение учителя), с консультацией учителя, с использованием алгоритма решения задач на применение закона сохранения импульса.
– Сейчас вы будете решать задачи по данной теме. Вам предлагается решить 4-5 задач из числа предложенных на ваш выбор, работаете в группах. Пользуйтесь записями в тетрадях, учебником, делайте рисунки (они решить задачи), алгоритмом, текст которого прилагается к задачам; совещайтесь между собой, обращайтесь за консультацией к учителю. Первые решившие задачу поднимают руку. После проверки разбираем решения задач на доске. Первые 2-3 задачи просты, их должны решить практически все. Если вы можете решить 4-5 задач правильно, это отличный результат. На работу отводится примерно 20 мин.
1. Футбольному мячу массой 400 г при выполнении пенальти сообщили скорость 25 м/с. Если вратарь принимает удар на руки, то через 0,04 с он гасит скорость мяча до нуля. Найти среднюю силу удара мяча.
Почему при ударах могут возникать большие силы?
2. Из пушки массой m1 = 80 кг стреляют в горизонтальном направлении. Какова скорость отдачи пушки, если ядро массой m2 = 1 кг вылетело со скоростью 400 м/с?
От чего зависит скорость отдачи орудия?
* Подумайте, где еще в жизни мы сталкиваемся с явлением отдачи?
3. Вагон массой 30 т, движущийся горизонтально со скоростью 1,5 м/с, автоматически сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т. (Такое взаимодействие называется неупругим) С какой скоростью движется сцепка?
4. Начинающий ковбой, накинув лассо на бегущего быка, от рывка полетел вперед со скоростью 5 м/с, а скорость быка уменьшилась с 9 до 8 м/с. Какова масса быка, если масса ковбоя составляет 70 кг?
5. На льду стоит ящик с песком. Сдвинется ли ящик, если в нем застрянет пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с? Масса ящика равна 25 кг. Если да, то какую скорость приобретет ящик,
* Какое значение для решения задачи имеет замечание, что ящик стоит на льду?
6. Тележка массой m1 = 120 кг движется со скоростью V1 = 6 м/с. Человек, бегущий навстречу тележке со скоростью V2 = 2,5 м/с, прыгает на тележку. С какой скоростью V движется после этого тележка, если масса человека m 2 = 60 кг?
5. Обсуждение решенных задач. Можно показать на слайдах презентации решение предложенных задач.
6. Подведение итогов урока
1. Какой закон позволяет найти силу удара? От чего зависит сила удара? Как можно ослабить силу удара? Где в природе мы встречаемся с амортизацией ударных нагрузок?
2. Какой закон позволяет найти скорости тел при столкновении; скорость отдачи при выстреле? Как уменьшить отдачу при выстреле из ружья?