Considere que há uma caixa de massa m em repouso no chão. A maioria dos livros dão um exemplo que precisamos fazer um trabalho de mgh para levantar a caixa h para cima. Se analisarmos este trabalho feito, a força externa que atua sobre a caixa por nós deve ser igual ao peso da caixa. Portanto, a força líquida é zero, que por sua vez não há aceleração. Se não houver aceleração ea velocidade inicial da caixa também é zero, como pode a caixa mover para cima perguntou Mar 11 14 às 15:54 Em problemas introdutórios sobre o trabalho você é normalmente ensinado que sua força times distância: e você trata a força como constante. Se você olhar para o problema desta forma, então você está bastante certo de que se a força é F mg, em seguida, a caixa não pode acelerar para que ele não pode mover. No entanto, uma maneira mais completa de definir o trabalho é: A força F (x) pode ser uma função de x, e para obter o trabalho, integramos essa força do ponto de partida xi ao ponto final xf. Porque F (x) pode variar, podemos fazer F gt mg no início para acelerar a caixa, em seguida, fazer F lt mg para o final de modo a caixa diminui a uma parada novamente. DavePhD comenta que o trabalho não é uma função de estado e, em geral, isso é verdade. No entanto, neste caso, o trabalho realizado é igual à mudança na energia potencial, enquanto a caixa começa em xi em repouso e termina em xf em repouso e obtém o mesmo trabalho, independentemente da forma exata de F (x). Se você está realmente determinado a ter F constante, em seguida, começar com F gt mg no início e F lt mg no final, em seguida, gradualmente reduzir o valor inicial de F e aumentar o valor final para tornar a força mais constante. Isso fará com que o tempo gasto para mover a caixa de xi para xf para aumentar. O limite deste processo é um valor completamente constante para F, caso em que leva um tempo infinito para mover a caixa. Newtons primeira lei afirma que: Um objeto em repouso permanecerá em repouso, a menos que seja agido por uma força desequilibrada. Um objeto em movimento continua em movimento com a mesma velocidade e na mesma direção a menos que seja atuado por uma força desequilibrada. É muitas vezes chamado de lei da inércia. Então, se você deseja mover um objeto com velocidade zero, no primeiro momento você tem que aplicar uma força ligeiramente maior do que o peso da caixa. Quando a caixa está em movimento, a força que você precisa aplicar para fazê-la se mover para cima é menor e igual ao peso das caixas (assumindo que não há resistência do ar). Respondeu Mar 11 14 at 16:08 Esta é uma pergunta que todos pedem em primeiro lugar porque intuitivamente parece uma contradição. No entanto, não é. Exemplos conceituais Eu acho que você não está longe, mas talvez a terceira lei é a tropeçar você, não a primeira. Mas de qualquer maneira, aqui estão alguns exemplos conceituais, que podem ajudar. Exemplo 1. Considere a partícula no quadro por um momento. Uma partícula que se move na velocidade v0 (em sua própria armação inercial) está em velocidade constante e aceleração constante porque frac a Então se v0 então segue-se que a0. No entanto, é vital que você tenha certeza de não confundir isso com um caso quando a0, porque nesse caso v poderia ser v0. A velocidade pode não ser zero em absoluto, a coisa sobre a aceleração constante é que não há nenhuma mudança na velocidade porque as forças individuais que agem sobre os corpos no sistema somam a zero. Exemplo 2. Uma partícula movendo-se a uma velocidade aproximada de 3 x 10 mathrm (em sua própria armação inercial) está movendo-se em aceleração constante, mas é definately movente e muito, rapidamente demasiado embora, é provável ter a massa desprezível a essa velocidade, Não se preocupe com isso por enquanto. Estou apenas tentando ajudá-lo a parar de pensar em velocidade e aceleração de forma intercambiável (se isso foi a fonte da confusão) Lembre-se, estamos falando de modelos simples envolvendo conservação. Então, só porque há uma força de reação no sistema, isso não significa que nada no sistema possa se mover, mas significa que a força líquida, na estrutura inercial do sistema, F 0, que não é a mesma que a velocidade v0 em todos. Tente fazer alguns problemas de conservação momentum para ajudá-lo a obter a sua cabeça em torno da idéia e reconhecer um, v, x gráficos de aceleração, velocidade e deslocamento em relação ao tempo, respectivamente. O que significa matematicamente é que a massa pela derivada da velocidade é zero - ou em outras palavras: A mudança no momento do sistema é zero, o que é diferente porque a mudança no momento é dada por: Imagine que você ainda está por um momento e Você encontra-se no caminho de um carro dirigindo em direção a você em uma linha reta a uma velocidade constante de 20ms você por algum motivo prefiro ficar parado (um teste de hipótese bastante extrema). Uma colisão acontece entre você eo carro e você pôde esperar mudar sua velocidade (do descanso) consideravelmente rapidamente, e no sentido oposto no impacto. Você vai fazer isso em uma proporção proporcional à sua velocidade inicial e massa, mais a velocidade ea massa do carro igual à velocidade final de você e do carro (e uma vez que você começa que o próximo está se familiarizando com vários problemas de massa - Yay foguete ciência) m1 u1 m2 u2m1 v1 m2 v2 Momentum é conservado: Embora você possa ser pior do que o carro, isso é assim porque o carro tem uma massa maior ou seja, você vai voar em uma direção, porque você está sujeito à força Do carro eo carro é amassado por causa de você, mas a velocidade ea massa líquida de ambos combinados é o mesmo após a colisão como era de antemão A primeira lei estabelece que um corpo se moverá em velocidade e direção constante a menos que uma força externa Faz com que o corpo mude a velocidade ea direção. Uma força externa não é (por definição) no quadro inercial de um corpo que se move a uma velocidade constante (dentro de seu próprio quadro inercial à medida que avança). Aliás, essa idéia de referências foi inicialmente concebida por Galileu. Quando surgiu essa noção de invariância. Conclusão Estes são modelos simples, mas geralmente (eu acho) é mais fácil apreciar e entender a mecânica quando você se acostuma a pensar na força como sendo uma mudança no momento, em vez de apenas pensar nela como ma: Força é mudança de momentum e Que a mudança infinitesimal na velocidade de uma partícula de massa, m é aceleração) A velocidade média de um corpo em movimento pode ser zero. Um corpo que se move em uma velocidade uniforme pode ter uma velocidade uniforme, ou sua velocidade poderia estar mudando. Como isso pode ser, vamos olhar. A diferença entre velocidade e velocidade hellip é que a velocidade é velocidade com um vetor de direção associado com ele. Se um carro estiver indo de, por exemplo, Cheyenne, Wyoming para a linha de estado de Nebraska a uma velocidade constante de 70 milhas por hora, sua velocidade é de 70 milhas por hora a leste. Simples e fácil. Velocidade uniforme é igual a velocidade uniforme. (Sim, a I-80 não está perfeitamente reta lá. Não deixa os pêlos partidos.) Mas um carro movendo-se em torno de uma pista circular a uma velocidade uniforme está mudando constantemente de direção. Sua velocidade é constante, mas sua velocidade está mudando a cada momento porque a direção que está indo está mudando. A velocidade é uniforme, mas a velocidade não é. Como solicitado, velocidade uniforme é uma distância uniforme por unidade de tempo. E isto produzirá uma distância uniforme por unidade de tempo em sua velocidade, mas o vetor de direção pode ser uniforme ou pode estar mudando a cada momento, como ilustrado. (MAIS) 8 pessoas acharam esta útil Distância dividida pelo tempo que leva para cobrir a distância, igual à velocidade média por unidade de tempo. Por exemplo: Um objeto leva 0,5 segundos para cobrir 1 pé. 1 hellip dividido por 0,5 é igual a 2 (10,52) por isso está viajando a uma velocidade média de 2 pés por segundo. (MAIS) 13 pessoas acharam este útil Uma vez que a velocidade é uma quantidade escalar, a única maneira a velocidade média pode ser zero é se a velocidade instantânea é em todos os momentos zero, tornando-se não um corpo em movimento, . A velocidade média, por outro lado, pode ser facilmente zero. O exemplo mais simples é você executando em um círculo. (MAIS) 2 pessoas acharam este útilAverage Speed O movimento dos objetos é descrito no ramo da física que é cinemática que vem sob mecânica. Isto é estudado com termos como quantidades escalares e vetoriais, deslocamento e distância, velocidade, aceleração e velocidade que são virilmente usados para o movimento de objetos. Quantidades vetoriais são explicadas por sua magnitude com direção enquanto escalares são usados apenas seu valor numérico sem a explicação de direção. A velocidade da quantidade escalar mostra a solidez de qualquer objeto que a rapidez com que o objeto pode ser movido. O valor da velocidade é zero quando não há movimento é mostrado pelo objeto. Esta é basicamente uma distância que é coberta pelo objeto em movimento. Quando um objeto é movido sofre muitas mudanças na velocidade. Assim, a agulha do velocímetro constantemente se move para cima ou para baixo para mostrar a velocidade correta em um determinado momento. Mas a média de toda velocidade mostra todo o movimento do objeto em um dado período de tempo. Vamos discutir a velocidade média e sua fórmula de resolução de problemas. Definição de velocidade média A velocidade média, como é evidente a partir do nome em si, é a média da velocidade de um objeto em movimento para a distância total que tem coberto. A velocidade média está relacionada com a distância percorrida pelo objeto e é uma quantidade escalar, o que significa que ela só é representada pela magnitude e direção da viagem não é importante. A fórmula para a velocidade média é calculada encontrando a relação entre a distância total percorrida pelo objeto eo tempo necessário para cobrir essa distância. Não é a média da velocidade. A equação para a velocidade média é dada por: A velocidade média ea velocidade média também estão relacionadas como a velocidade ea velocidade. A velocidade média é a razão de deslocamento total do objeto ao longo de um dado tempo. Enquanto a velocidade média está relacionada com o deslocamento do objeto, a velocidade média está relacionada com a distância total percorrida pelo objeto. A equação (2) representa a fórmula de velocidade média de um objeto movendo-se com uma velocidade variável. A velocidade média às vezes é mal interpretada para velocidade instantânea. Ambos são diferentes uns dos outros, em velocidade média o tempo total é grande enquanto no caso de limitação de velocidade instantânea da velocidade onde o tempo se aproxima de zero. Problemas de velocidade média Os exemplos a seguir nos ajudarão a entender como calcular a velocidade média. Exemplos resolvidos Pergunta 1: Um corredor é executado em um encontro de trilha. Ele completa 800 metros de volta em 80 segundos. Após o término, ele está no ponto de partida. Calcular a velocidade média do corredor durante esta volta Solução: Para encontrar a velocidade média do corredor, devemos encontrar a distância total percorrida por ele eo tempo total levado para completar essa distância. Neste caso a distância percorrida por ele é igual a 800 metros e ele completou em 80 segundos. Assim, aplicando a fórmula para a velocidade média temos S AVG frac. S AVG 10 ms, Assim, a velocidade média do corredor na pista é de 10 ms. Pergunta 2: Um homem está viajando em seu carro da cidade A para a cidade B e para trás. Na viagem da cidade A à cidade B, ele está viajando com a velocidade constante de 40 km / h, e ele está viajando com os 45 km / h enquanto ele está voltando. A viagem total levou 3 horas para ser concluída. Encontrar a velocidade média do carro para toda a viagem Como você pode ver que são fornecidos com a velocidade em ambas as direções, pode-se calcular diretamente a velocidade média pela média das duas velocidades, mas é a abordagem errada. Vamos supor que a distância entre duas cidades é D. Tempo tomado é igual é de 3 horas para completar a viagem de ida e volta. Suponha também que o tempo tomado de A para b seja t horas, portanto o tempo tomado de B para A é de 3 t horas. Agora, a abordagem correta para encontrar a velocidade média é a seguinte, primeiro encontre a distância em ambas as direções. D AB 40 vezes t D BA 45 vezes (3 - t) Dado que tanto a distância D como D são iguais (da cidade A para B e da cidade B para A), podemos dizer que DD 40 vezes t 45 vezes (3 - t) 40t 135 - 45t 85t 135 t frac t 1,59 horas Assim, o tempo da cidade A para B é de 1,59 horas eo tempo da cidade A para B é de 1,41 horas. Agora vamos encontrar a distância entre a cidade A a B é DS vezes t D 40 vezes 1,59 63,53 kms Portanto, a velocidade média da viagem de ida e volta é S frac D) T) Desde DD, vamos levá-lo D. Assim, A distância total é 2D 127,05 km, colocando estes valores na equação acima para encontrar velocidade média S frac S 42,35 km / h. Pergunta 3: Vikram dirigiu seu carro por 3 horas na taxa de 60 milhas por a hora e por 4 horas em 50 milhas por a hora. Encontre sua velocidade média para a viagem Solução: Para calcular a velocidade média precisamos encontrar a distância total percorrida pela Vikram. D 1 60 vezes 3 180 milhas D 2 50 vezes 4 200 milhas Portanto, a distância total percorrida é D D 1 D 2 D 180 200 D 380 milhas Portanto, a velocidade média é S AVG frac S AVG frac S AVG 54,29 milhas por hora. Assim, a velocidade média da viagem vikrams de carro é 54.29 milhas por hora. Pergunta 4: O Sr. B e o Sr. A andam de bicicleta de casa para escola, a 14,4 quilômetros de distância da casa. Leva o Sr. A 40 minutos para chegar na escola. O Sr. B chega 20 minutos depois de A. Encontrar quanto mais rápido o Sr. A está se movendo em relação ao Sr. B Solução: A distância a ser coberta por ambos é igual a 14,4 kms. O Sr. A termina em 40 minutos eo Sr. B leva 20 minutos mais do que o Sr. A, então o Sr. B o completa em 60 minutos. Portanto, a diferença de velocidade do Sr. A e do Sr. B é: SA - SB 21,6 - 14,4 7,2 Assim, o Sr. A é 7,2 kmph mais rápido do que o Sr. B. Pergunta 5: Um carro está viajando com a velocidade de 30 mph de Cidade A a B e volta da cidade B para A com a velocidade de 40 mph. Encontre sua velocidade média Solução: Para encontrar a velocidade média do carro, precisamos primeiro identificar a distância total que é igual a duas vezes a distância entre as cidades A e B. O tempo tomado de A para B é frac Tempo tomado de B para A Considere que há uma caixa de massa m em repouso no chão. A maioria dos livros dão um exemplo que precisamos fazer um trabalho de mgh para levantar a caixa h para cima. Se analisarmos este trabalho feito, a força externa que atua sobre a caixa por nós deve ser igual ao peso da caixa. Portanto, a força líquida é zero, que por sua vez não há aceleração. Se não houver aceleração ea velocidade inicial da caixa também é zero, como pode a caixa mover para cima perguntou Mar 11 14 às 15:54 Em problemas introdutórios sobre o trabalho você é normalmente ensinado que sua força times distância: e você trata a força como constante. Se você olhar para o problema desta forma, então você está bastante certo de que se a força é F mg, em seguida, a caixa não pode acelerar para que ele não pode mover. No entanto, uma maneira mais completa de definir o trabalho é: A força F (x) pode ser uma função de x, e para obter o trabalho, integramos essa força do ponto de partida xi ao ponto final xf. Porque F (x) pode variar, podemos fazer F gt mg no início para acelerar a caixa, em seguida, fazer F lt mg para o final de modo a caixa diminui a uma parada novamente. DavePhD comenta que o trabalho não é uma função de estado e, em geral, isso é verdade. No entanto, neste caso, o trabalho realizado é igual à mudança na energia potencial, enquanto a caixa começa em xi em repouso e termina em xf em repouso e obtém o mesmo trabalho, independentemente da forma exata de F (x). Se você está realmente determinado a ter F constante, em seguida, começar com F gt mg no início e F lt mg no final, em seguida, gradualmente reduzir o valor inicial de F e aumentar o valor final para tornar a força mais constante. Isso fará com que o tempo gasto para mover a caixa de xi para xf para aumentar. O limite deste processo é um valor completamente constante para F, caso em que leva um tempo infinito para mover a caixa. Newtons primeira lei afirma que: Um objeto em repouso permanecerá em repouso, a menos que seja agido por uma força desequilibrada. Um objeto em movimento continua em movimento com a mesma velocidade e na mesma direção a menos que seja atuado por uma força desequilibrada. É muitas vezes chamado de lei da inércia. Então, se você deseja mover um objeto com velocidade zero, no primeiro momento você tem que aplicar uma força ligeiramente maior do que o peso da caixa. Quando a caixa está em movimento, a força que você precisa aplicar para fazê-la se mover para cima é menor e igual ao peso das caixas (assumindo que não há resistência do ar). Respondeu Mar 11 14 at 16:08 Esta é uma pergunta que todos pedem em primeiro lugar porque intuitivamente parece uma contradição. No entanto, não é. Exemplos conceituais Eu acho que você não está longe, mas talvez a terceira lei é a tropeçar você, não a primeira. Mas de qualquer maneira, aqui estão alguns exemplos conceituais, que podem ajudar. Exemplo 1. Considere a partícula no quadro por um momento. Uma partícula que se move na velocidade v0 (em sua própria armação inercial) está em velocidade constante e aceleração constante porque frac a Então se v0 então segue-se que a0. No entanto, é vital que você tenha certeza de não confundir isso com um caso quando a0, porque nesse caso v poderia ser v0. A velocidade pode não ser zero em absoluto, a coisa sobre a aceleração constante é que não há nenhuma mudança na velocidade porque as forças individuais que agem sobre os corpos no sistema somam a zero. Exemplo 2. Uma partícula movendo-se a uma velocidade aproximada de 3 x 10 mathrm (em sua própria armação inercial) está movendo-se em aceleração constante, mas é definately movente e muito, rapidamente demasiado embora, é provável ter a massa desprezível a essa velocidade, Não se preocupe com isso por enquanto. Estou apenas tentando ajudá-lo a parar de pensar em velocidade e aceleração de forma intercambiável (se isso foi a fonte da confusão) Lembre-se, estamos falando de modelos simples envolvendo conservação. Então, só porque há uma força de reação no sistema, isso não significa que nada no sistema possa se mover, mas significa que a força líquida, na estrutura inercial do sistema, F 0, que não é a mesma que a velocidade v0 em todos. Tente fazer alguns problemas de conservação momentum para ajudá-lo a obter a sua cabeça em torno da idéia e reconhecer um, v, x gráficos de aceleração, velocidade e deslocamento em relação ao tempo, respectivamente. O que significa matematicamente é que a massa pela derivada da velocidade é zero - ou em outras palavras: A mudança no momento do sistema é zero, o que é diferente porque a mudança no momento é dada por: Imagine que você ainda está por um momento e Você encontra-se no caminho de um carro dirigindo em direção a você em uma linha reta a uma velocidade constante de 20ms você por algum motivo prefiro ficar parado (um teste de hipótese bastante extrema). Uma colisão acontece entre você eo carro e você pôde esperar mudar sua velocidade (do descanso) consideravelmente rapidamente, e no sentido oposto no impacto. Você vai fazer isso em uma proporção proporcional à sua velocidade inicial e massa mais a velocidade ea massa do carro igual à velocidade final de você e do carro (e uma vez que você começa que o próximo está se familiarizando com problemas de massa variando - Yay foguete ciência) m1 u1 m2 u2m1 v1 m2 v2 Momentum é conservado: Embora você possa ser pior do que o carro, isso é assim porque o carro tem uma massa maior ou seja, você vai voar em uma direção, porque você está sujeito à força Do carro eo carro é amassado por causa de você, mas a velocidade ea massa líquida de ambos combinados é o mesmo após a colisão como era de antemão A primeira lei estabelece que um corpo se moverá em velocidade e direção constante a menos que uma força externa Faz com que o corpo mude a velocidade ea direção. Uma força externa não é (por definição) no quadro inercial de um corpo que se move a uma velocidade constante (dentro de seu próprio quadro inercial à medida que avança). Aliás, essa idéia de referências foi inicialmente concebida por Galileu. Quando surgiu essa noção de invariância. Conclusão Estes são modelos simples, mas geralmente (eu acho) é mais fácil apreciar e entender a mecânica quando você se acostuma a pensar na força como sendo uma mudança no momento, em vez de apenas pensar nela como ma: Força é mudança de momentum e Que a mudança infinitesimal na velocidade de uma partícula de massa, m é a aceleração)
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