Я улетаю на большом воздушном шаре.

Каждая  сила имеет своё направление. Сил  тяжести направлена к центру Земли. Сил упругости - против деформации, сила трения - против движения., Архимедова сила - вверх., и т. д. 

Масса – физическая величина, которая служит мерой инертности тела. Обозначается буквой m. Единица массы в системе СИ – 1 кг. 1Кг – это масса эталона. Эталон массы представляет собой цилиндр из сплава платины и иридия высотой и диаметром 39 мм, который хранится в Международной палате мер и весов в городе Севре близ Парижа.

 Масса  тел имеет некоторые свойства:

• Массы тел складываются;
• Массы тел сохраняются в любых происходящих с ними процессах;
• При движении со скоростью, приближающейся к скорости света, масса тел неограниченно возрастает.

Способы определения массы:

1. По ускорениям, полученным при взаимодействии тел. Так определяют массу Луны, Солнца и других космических тел. а₁\а₂= m ₂\m₁
2. Путём взвешивания.

Ускорение- это физическая векторная величина, численно равная изменению скорости за единицу времени. Обозначается буквой а, находится по формуле   а=(v – v₀) \t

Это формула  линейного ускорения.  Ускорение при движении тела по окружности называется центростремительным. Оно находится по формуле а= v²\R

Ускорение измеряется в м\с² . Центростремительное ускорение направлено к центру окружности или дуги окружности, по которой движется тело. Линейное ускорение может быть направлено в туже сторону, что и скорость, тогда движение - равноускоренное; или в противоположную скорости сторону - тогда движение тел равнозамедленное.

В основе динамики лежат глобальные законы, называемые законами Ньютона.

Первый  закон Ньютона объясняет, когда  тело находится в покое или  движется равномерно прямолинейно, второй закон - объясняет причину появления ускорений, третий – как происходит взаимодействие тел.

1 закон: 

 Существуют такие системы отсчёт, в которых тело находится в покое или движется равномерно прямолинейно, если действие других тел компенсируется.

2 закон. 

Если  на тело действует  сил, то тело движется с ускорением, величина которого прямо пропорциональна приложенной силе и обратно пропорциональна массе тела.     a= F\m    или F=ma

3 закон. 

    Тела взаимодействуют  с силами, равными  по величине и  противоположными  по направлению.   Всякому действию  есть равное противодействие.

F₁₂ =-F₂₁  

При решении  динамических задач необходимо показать все действующие на тело силы, направления  ускорения, координатных осей и применить законы Ньютона в векторном и скалярном виде.

Кроме глобальных законов Ньютон, существуют специальные  законы, применяемые в конкретных ситуациях, например, в гидростатике.  

Гидроаэростатика - раздел механики, изучающий равновесие жидкостей и газов и погружённых в них тел. Основным понятием гидроаэростатики является  давление и передач давления жидкостями и газами.

Весовое давление жидкости находится по формуле       р= ρġh-

где ρ - плотность жидкости или газа, g- ускорение свободного падения, h-высота столб жидкости или газа.

Сила давления находится по формуле        F=рS.

В основе гидроаэростатики лежат 2 закон: закон Паскаля и закон Архимеда.

Закон Паскаля  гласит:  

давление  в жидкостях и  газах передаётся по сем направлениям в каждую точку без изменения

Закон Архимеда утверждает:

На  тело, погружённое  в жидкость или  газ, действует выталкивающая  сила, равная весу жидкости или газа, вытесненных телом.

                                       F= ρġV,       где         V- объём погружённой части тела. 

Интересна история  открытия этого закона, которую можно  изложить в стихотворной форме.

Жил в  Сиракузах мудрец Архимед, был другом царя Гиерона.

 Какой  для царя самый главный предмет?  Корона, конечно, корона!

Захотелось  Гиерону сделать новую корону.

Золота  отмерил строго: взял не мало и не много,

Сколько надо, в самый раз. ювелиру дал  наказ.

Через месяц  Гиерону ювелир принёс корону.

 Взял  корону Гиерон. Осмотрел со всех  сторон.

Чистым  золотом сверкает. Но ведь всякое бывает,

 И  добавить серебро можно к золоту  хитро, 

А того и даже медь, если совесть не иметь.

И царю узнать охота, честно ль сделана работа.

Пригласил он  Архимеда. Потекла у них беседа.

«Вот  корона, Архимед.     Золотая  или нет?»

«Чистым золотом сверкает!»

«Но ведь всякое бывает!

И добавить серебро можно к золоту хитро,

 А  того и даже медь, если совесть не иметь!

Ты мне  это, Архимед, помоги определить.

Но - корону не царапать, не пилить.»

Долго думал  Архимед. Думал ночью, думал днём.

И однажды, в ванной моясь, погрузился он по пояс.

На пол  вылилась вода. Догадался он тогда.   Эврика!

АРХИМЕД:     «Пусть сейчас сюда несут для воды пустой сосуд.

В него воду наливаем и корону погружаем.

Ставим  метку мы сюда. А корону вынимаем.

А  теперь с тобой возьмём в руки слиток золотой,

Как корона чтобы был он.

И его  мы погружаем, ставим метку мы сюда.»

ГИЕРОН:          «Ничего не понимаю, лишь две чёрточки я вижу,

эта выше,  эта – ниже.   

 АРХИМЕД:                           «Понимаешь, я сейчас открыл закон…»

ГИЕРОН:    «Постой, мастер мой мошенник явный, и закон давно объявлен».

……………

  С  тех пор пролетели года, но помнят закон Архимеда. 

Итак, судьба полёта воздушного шара зависит от соотношения действующих на него сил: силы тяжести, направленной вниз, и силы Архимеда, направленной вверх.

Если больше сила тяжести - шар не взлетит. Если больше сила Архимеда, шар будет подниматься вверх. Если силы равны, он будет плавать на определённой высоте. Большие шары не надувают до предела, т. к. с подъёмом атмосферное давление уменьшается, и шар раздувается.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

БИОГРАФИЯ ИССАКА НЬЮТОНА.

   Исаак  Ньютон  родился в  1642г., в год смерти Галилея.  Родился очень слабым и был так мал, что его можно было искупать в большой пивной кружке. Целую неделю его жизнь висела на волоске. Но судьбе было угодно, чтобы смерть была побеждена, и ребенок остался жив.

     В школе Ньютон учился по  началу плохо, занимался в списке  успеваемости предпоследнее место. Однако после случившейся как – то драки с одноклассником он решил доказать, что может обойти того в списке успеваемости, и, увлекшись учебой, начинает обгонять одного за другим всех остальных учеников класса. Вскоре Исаак становится лучшим учеником школы.

     В детстве Ньютон был склонен  к мечтательности и задумчивости. Он увлекался стихами, рисовал  и много мастерил: им были сконструированы  солнечные и водяные часы, ветряная  мельница, бумажный змей и др.

     Единственным другом в его школьные годы была младшая сестра избитого им одноклассника. Много лет спустя она рассказала, что Исаак был «тихим, рассудительным и разумным мальчиком. Он никогда не играл с мальчиками во дворе и не участвовал в их грубых развлечениях».  Оставаясь среди девочек, «он часто делал маленькие столики, чашечки и другие игрушки для неё и её подружек, чтобы они могли складывать туда своих куколок и дешевые украшения».

     В 1661 г. Ньютон поступает в  Тринити – колледж Кембриджского  университета. Через четыре года он становится бакалавром искусств.

     В 1665 г. в Англии распространилась  эпидемия чумы, спасаясь от которой  жители городов начали уезжать  в малонаселенные деревни. Ньютон  также покидает Кембридж и  возвращается в родную деревню.  Два года,  проведенные там,  вдали от городской суеты, оказались для него очень плодотворными. В это время он сделал свои самые главные открытия: разработал новые методы в математике, создал теорию цветов, открыл закон всемирного тяготения и др. Однако  полученные им тогда результаты были опубликованы лишь спустя много лет.

     Итогом его многолетних исследований  явился фундаментальный труд  под названием «Математические  начала натуральной философии». В предисловии к этой книге,  вышедшей в 1687 г., Ньютон написал:  «Сочинение это нами предлагается как математические основы физики. Вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления».

     Книга Ньютона начиналась с  определений основных понятий механики: массы, силы и т. Д. После них шли «аксиомы или законы движения», на основе которых доказывались многочисленные следствия и теоремы.

     Сформулированные Ньютоном аксиомы  теперь называют Законами Ньютона.

     20 марта1727 г. в возрасте 84 лет скончался гениальный английский ученый Исаак Ньютон. По указу короля Георга I ученого с большой пышностью похоронили в Лондоне, в усыпальнице королей – Вестминстерском аббатстве.  В похоронной процессии приняли участие знатнейшие герцоги, пэры и графы Англии.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕШЕНИЕ:

Масса груза (М) ограничивается двумя условиями.

Во–первых, (М) не должна быть слишком велика –

иначе шарик  упадет на землю.                                                                                               

Во –  вторых, она не должна быть слишком  мала

 –  иначе шарик покатится вверх  по наклонному потолку. 

 Рассмотрим  оба этих условия отдельно.

Найдем  максимальную массу (М), при которой шарик ещё не будет падать вниз. Для того, чтобы шарик не падал, действующая на него сила Архимеда должна быть больше суммы сил тяжести, действующих на груз, резиновую оболочку и накаченный в нее газ:

                                (1)

                                                                  (рис.1)

Если  груз, удовлетворяющий данному условию, подвесить к нижней точке шарика, то шарик покатится вверх по потолку (по условию задачи проскальзывания нет).  Шарик  будет проворачиваться до тех пор, пока момент силы тяжести Lм, действующей на груз, не скомпенсирует сумму моментов силы Архимеда и силы тяжести, действующей на шарик и на накаченный в него газ. Если же этого не произойдет при максимально возможном значении момента Lм, то шарик будет катиться вверх по потолку.

Выберем для вычисления моментов сил горизонтальную ось проходящую через точку касания  шарика и потолка. Тогда максимально возможный момент силы тяжести, действующей на груз,