Темы докладов, страница 60 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Движение и взаимодействие тел. Параграф 16. Инерция. Вопросы - страница 60.

Условие.

Решение.

Что такое инерция?

Инерция — это свойство физического тела сохранять свою скорость (как по величине, так и по направлению), когда на него не действуют никакие внешние силы, или когда действие этих сил скомпенсировано. Это одно из фундаментальных понятий в классической механике, которое было сформулировано в первом законе Ньютона, также известном как закон инерции. Закон гласит: существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела (силы) или действие этих тел скомпенсировано.

Иными словами, инерция — это "сопротивление" тела изменению его состояния движения. Чем больше масса тела, тем больше его инерция. Масса является количественной мерой инерции. Чтобы изменить скорость массивного тела (то есть придать ему ускорение), требуется приложить большую силу, чем для изменения скорости менее массивного тела на ту же величину.

Ответ: Инерция — это свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии внешних воздействий. Мерой инерции является масса тела.

Проявления инерции в быту и жизни.

Мы постоянно сталкиваемся с явлением инерции в повседневной жизни, часто даже не задумываясь об этом. Вот несколько примеров:

Транспорт: Когда автобус или автомобиль резко тормозит, пассажиры по инерции продолжают двигаться вперед и наклоняются. И наоборот, при резком старте их тела, стремясь сохранить состояние покоя, "вжимаются" в спинку сиденья.

Вытряхивание ковра или одежды: Когда мы резко встряхиваем ковер, мы придаем ему ускорение. Частицы пыли, обладая собственной инерцией, стремятся остаться на месте, в результате чего они отделяются от ткани.

Спорт: Чтобы прыгнуть в длину, спортсмен сначала разбегается. Накопленная скорость (и, соответственно, инерция) помогает ему пролететь большее расстояние. Молот в легкой атлетике после раскручивания и отпускания летит по касательной к окружности именно по инерции.

Ходьба и бег: Невозможно мгновенно остановиться во время бега. Тело по инерции продолжает двигаться вперед, и требуется время и усилие, чтобы погасить эту скорость.

Капли дождя с зонта: Чтобы стряхнуть капли с мокрого зонта, его резко вращают. Капли, двигаясь вместе с зонтом по окружности, по инерции стремятся двигаться прямолинейно и срываются с края зонта по касательной.

Ответ: В жизни инерция проявляется повсеместно: в движении транспорта, при вытряхивании пыли, в спортивных дисциплинах и даже при ходьбе, когда тело стремится сохранить свою скорость движения или состояние покоя.

Использование и учет инерции в технике.

В технике инерция является важным фактором, который как используется на пользу, так и требует обязательного учета для обеспечения безопасности и эффективности.

Полезное использование инерции:

Маховик: Массивное вращающееся колесо, используемое в двигателях внутреннего сгорания и других механизмах. Благодаря своей большой инерции, маховик сглаживает рывки в работе двигателя, накапливая энергию во время рабочего хода поршня и отдавая ее в остальные такты. Это обеспечивает более плавное вращение вала.

Центрифуга: Устройство, использующее инерцию для разделения веществ разной плотности. При быстром вращении более плотные и массивные частицы (обладающие большей инерцией) отбрасываются дальше от центра вращения.

Гироскоп: Быстро вращающееся тело, ось которого способна изменять свое направление в пространстве. Благодаря инерции, ось вращения гироскопа стремится сохранить свое первоначальное направление. Это свойство используется в навигационных приборах (гирокомпасах, авиагоризонтах) на кораблях, самолетах и космических аппаратах.

Инерционный молот (копёр): Тяжелая "баба" поднимается на высоту и свободно падает, забивая сваю. Ее огромная инерция позволяет совершить большую работу при ударе.

Учет инерции для безопасности и проектирования:

Тормозной путь: Любой транспорт, от велосипеда до супертанкера, имеет тормозной путь. Чем больше масса и скорость объекта, тем больше его инерция и тем длиннее будет путь, необходимый для полной остановки. Это критически важно при проектировании тормозных систем и организации движения.

Ремни и подушки безопасности: В автомобилях они предназначены для компенсации инерции человеческого тела при аварии. При резком столкновении автомобиль останавливается, а тело водителя и пассажиров продолжает двигаться вперед. Ремни и подушки безопасности плавно гасят эту инерцию, предотвращая серьезные травмы.

Тяжелый транспорт: Огромная инерция поездов и больших кораблей делает их очень медленными в маневрировании. Повернуть или остановить такое судно — это процесс, который занимает много времени и требует большого пространства.

Балансировка вращающихся деталей: Несбалансированный вал или колесо при вращении будет создавать вибрации из-за инерционных сил. Поэтому все вращающиеся детали, от автомобильных колес до турбин электростанций, тщательно балансируются.

Ответ: В технике инерция целенаправленно используется в таких устройствах, как маховики, центрифуги и гироскопы. Одновременно с этим инерцию необходимо учитывать при проектировании транспортных средств (тормозные системы, средства безопасности) и любых механизмов с движущимися частями для обеспечения их безопасной и надежной работы.