Как построить серпантин ньютона — kak.hepcinat-vp.ru

Когда задаешь человеку вопрос про законы Ньютона, в 90% случаев можно получить примерно такой ответ: “Че то слышал на физике, вроде их несколько”. Поэтому в данной статье попробуем разобраться в их количестве и надобности.

Запомните! Всего закона три.

Суть первого закона Ньютона в том, что если на тело не действуют никакие силы, либо сумма всех сил равна нулю, то тело покоится или движется с постоянной скоростью. Состояние покоя можно рассматривать как движение с постоянной скоростью, причем эта скорость равна нулю. Нулевую скорость можно легко понять, если посмотреть на спидометр автомобиля, который стоит на месте, стрелка спидометра будет показывать 0 км/ч. Таким образом, можно записать формулу F_{равнодействующая} = 0.

Например, человек сидит на стуле, в этом случае на человека действует две силы: сила тяжести (тянет вниз) и сила реакции опоры (в стуле возникает сила, не позволяющая ему развалиться под человеком, которая направлена вверх), в итоге человек может сидеть на стуле, не проваливаясь через него. 

Другим примером является спускающийся на парашюте парашютист. В этом случае вниз действует сила тяжести, а вверх сила натяжения строп парашюта, которая возникает из-за того, что на купол парашюта действует сила сопротивления воздуха. Поэтому он спускается вниз с постоянной скоростью.

Суть второго закона Ньютона в том, что если сумма всех сил, действующих на тело (равнодействующая всех сил), не равна нулю, то тело будет двигаться с ускорением. Причем, величина ускорения будет обратно зависеть от массы данного тела (чем больше масса, тем меньше ускорение при действии одинаковой силы). Это следует понимать так: если вы пнете правой ногой сначала футбольный мяч, а потом – шар для боулинга, то мяч получит большее ускорение и улетит дальше, хотя мяч для боулинга тоже покатится, но медленно. В этом случае формула будет записана в виде: F

равнодействующая = ma (m – масса, a – ускорение).

Например, человек сидел на стуле, наслаждаясь действием первого закона Ньютона, но внезапно ножка стула подкосилась (сломалась). Человек во время полета до уровня пола будет ощущать всю прелесть следующего по счету (второго) закона Ньютона, так как теперь стала действовать только сила тяжести, которая не равна нулю. (F

равнодействующая = F_т = ma).

В качестве второго примера мы не будем представлять полет парашютиста без парашюта.

А вот третий закон обычно самый любимый: сила действия равна силе противодействия. И, хотя он самый любимый, обычно никто не понимает как такое может быть, что Земля притягивает Луну с такой же силой, как и Луна притягивает Землю (обычно Земля тянет сильнее). Но тогда ответьте на вопрос, почему, если Земля тянет сильнее, то Луна не падает на нашу родную планету, а постоянно находится на одном расстоянии? Особо продвинутые могут заявить, что Луна отдаляется от Земли со скоростью 4 см в год, но это связано с энергией вращения нашей планеты. Хотя какая разница в этом отдалении, если расстояние между Луной и Землей составляет 384 400 км. Гарантирую, в ближайшую тысячу лет она никуда не денется =).

В качестве примера можно провести эксперимент: подойти к стене и ударить в нее кулаком. По третьему закону Ньютона кулак почувствует боль из-за силы противодействия стены на кулак, которая будет абсолютно такой же как и сила удара.

 

Законы Ньютона – это важнейшие законы классической механики, которые позволяют записать уравнения движения тела под действием сил. Без них невозможно было бы сконструировать подъемный кран или построить ракету. Во всем, что движется на нашей планете они применимы. 

Источник: boeffblog.ru

Читайте также

Шары Ньютона – отличный сувенир для снятия стресса

По данным опроса World Health Organisation (Всемирной организации здравоохранения), практически каждый четвертый офисный работник имеет не менее четырех признаков депрессии. По-настоящему увлечены работой только 14% и всего лишь 12% выделяются своим оптимистическим настроем. Поэтому всем нам нужно почаще расслабляться. Помнить о необходимости отдыха на работе помогают различные антистрессы. Наиболее популярный из них – это маятник «шары Ньютона».

Преимущества антистресса

Снимать нервное напряжение на рабочем месте можно по-разному. Кто-то выбегает через каждые полчаса на перекур, кто-то часто пьет чай или кофе, а кто-то организует свое место по правилам фен-шуй и ставит на столе шары Ньютона. Сувенир этот не только позволяет отстраниться от того, что попросту невозможно контролировать, но и отлично украшает рабочее место, создавая атмосферу гармонии и порядка. Если разместить его на углу стола, то он будет являться своеобразным напоминанием о необходимости периодического отключения сознания от ежедневной рутины, а также помогать при медитации.

Что представляют собой шары Ньютона и кто их изобрел?

Данный антистресс представляет собой небольшую настольную кинетическую скульптуру в виде подставки с двумя металлическими опорами, на которых подвешено пять металлических шариков. Шары Ньютона демонстрируют и напоминают о великом законе сохранения энергии, философские предпосылки к открытию которого были заложены еще античными мудрецами. Изобрел этот сувенир не кто иной, как английский скульптур Саймон Преббл. Однажды в 1967 году, проводя опыты в своей мастерской, он вспомнил о законах Ньютона и решил создать очень необычную, эффектную и яркую модель, которая бы иллюстрировала принцип сохранения энергии и вместе с тем снимала бы усталость и стресс во время работы, тем самым способствуя душевному спокойствию человека.

Как действуют шары Ньютона?

Для того чтобы увидеть, как этот сувенир работает, достаточно взять один из крайних шариков, отвести его в сторону, а затем отпустить. После того как он ударится об своего соседа, с противоположной стороны произойдет зеркальное отображение данного движения, причем в том же ритме и с той же скоростью. Шарики посередине остаются неподвижными, а крайние будут колебаться до тех пор, пока силы упругости и трения не приведут к медленной остановке движения. Ритмичность движения и звуков как раз и создает эффект расслабления и стимулирует медитацию человека. Как долго будут двигаться шары Ньютона? Продолжительность работы такого оригинального подарка напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот.

В наше время, когда события в жизни происходят с сумасшедшей быстротой, шары Ньютона — это реальный способ отвлечься на время от суеты и окунуться в счастье беззаботности и покоя! Медитативное постукивание завораживающих взор шаров поможет не только сконцентрироваться на важной идее, но и просто расслабиться после какого-то напряженного дела на работе. Дополнительным их плюсом является то, что они не надоедают. Со временем этот сувенир остановится сам собой, а настроение незаметно изменится в лучшую сторону.

Серпантин (дорога) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Серпантин.

Серпанти́н (фр. serpentin от лат. serpens, serpentis — «змея»^[1][2]) — извилистая дорога (или её участки с крутыми витками и петлями), как лента серпантин^[3].

При прокладке автомобильных дорог в горной местности, имеющей очень сложный рельеф, для получения заданных уклонов дороги устраивают особого вида кривые — симметричные серпантины^[4] с большими углами поворотов, переходными кривыми, что позволяет осуществить развитие линии с целью преодоления крутых подъёмов и спусков на большом протяжении. Такие закругления называют серпантинами. Ввиду того, что угол поворота у серпантин очень большой, кривую располагают не внутри угла, а снаружи него.

Серпантины бывают двух основных видов:

• I рода, у которых вспомогательные кривые расположены выпуклостями в разные стороны; они могут быть симметричными и несимметричными;
• II рода, у которых вспомогательные кривые расположены в одну сторону; они могут быть полными — центр основной кривой смещён относительно вершины угла поворота, и полусерпантинами — центр основной кривой расположен на линии, перпендикулярной к одной из сторон угла поворота.

Полная серпантина состоит из следующих основных элементов: основной кривой, её радиуса, центрального угла, угла серпантины, вспомогательных (обратных) кривых радиусом. Прямых вставок между кривыми (основной и сопрягающих) тангенсов, угла (вспомогательной кривой, горловины (расстояние между осями серпантины в самом узком месте петли). Размеры радиусов основной кривой и вспомогательных кривых, длины прямых вставок и горловины серпантины подбирают в зависимости от нормативных, топографических, геологических и гидрологических условий местности.

Проектирование серпантины заключается в расчёте его элементов и в проверке возможности размещения земляного полотна на местности. При проектировании земляного полотна основное внимание уделяют обеспечению его устойчивости и созданию нормальных условий для движения транспортных средств.

СНиП II-Д.5-72 предусмотрены нормы проектирования элементов серпантин. Для расчёта и разбивки серпантины разработаны специальные таблицы, облегчающие труд проектировщиков и строителей дорог

[5]^[6].

• 

  Серпантин в каньоне Зайон, штат Юта, США

• Серпантин старой дороги Эйдфьорд-Гейло в долине Måbødalen (1916 г., после открытия тоннеля охраняется как национальное достояние, открыта для пеших и велотуров) и портал тоннеля шоссе № 7 (тоннель открыт в 1984 г.)

• Серпантин «24 Turns», провинция Гуйчжоу, Китайская народная республика

• Пособие по проектированию элементов плана, продольного и поперечного профилей, инженерных обустройств, пересечений и примыканий автомобильных дорог (в развитие СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги») (одобрено решением Главного технического управления Союздорнии Минтрансстроя СССР от 27 октября 1986 г. N 37-07-17/11).
• Инструкция по разбивочным работам при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений ВСН 5-81 (утв. протоколом Минавтодора РСФСР от 8 октября 1981 г.).
• Строительные нормы и правила. Часть II, раздел Д, глава 5 «Автомобильные дороги. Нормы проектирования» (СНиП II-Д.5-72).

Серпантин (лента) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 ноября 2015; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 ноября 2015; проверки требуют 9 правок. У этого термина существуют и другие значения, см. Серпантин.

Серпанти́н (от фр. «serpent» — змея) — цветные свёрнутые в рулон длинные декоративные ленты.

Материал[править | править код]

Изготавливается не только из бумаги, но и из фольги, такой серпантин называется металлизированный.

Часто бумажный серпантин является двухсторонним, а металлизированный встречается и односторонний, и двухсторонний (односторонний встречается чаще).

Процесс изготовления[править | править код]

Есть профессия «намотчик серпантина»^[1][2].

Наряду с конфетти серпантин используется в хлопушках, а также на праздниках (часто на новогодних и рождественских), вечеринках, шоу, телешоу и т. п. В смеси с конфетти им обсыпают людей.

Некоторые люди вешают серпантин на новогодние ёлки.

В продаже встречается и аэрозольный «жидкий серпантин» (англ. Silly String).

Серпантин — Картинки

1. Постановление Госкомтруда СССР и Секретариата ВЦСПС от 10 декабря 1984 г. N 350/23-45 «Об утверждении раздела «Производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них» Единого тарифно-квалификационного справочника работ и профессий рабочих, выпуск 41″ (с изменениями и дополнениями) — § 208. Намотчик серпантина.
2. Приказ Министерства образования и науки РФ от 2 июля 2013 г. N 513 «Об утверждении Перечня профессий рабочих, должностей служащих, по которым осуществляется профессиональное обучение» (с изменениями и дополнениями) — Намотчик серпантина.

1. ↑ Приказ Министерства образования и науки РФ от 2 июля 2013 г. N 513 «Об утверждении Перечня профессий рабочих, должностей служащих, по которым осуществляется профессиональное обучение» (с изменениями и дополнениями) — Намотчик серпантина.
2. ↑ Постановление Госкомтруда СССР и Секретариата ВЦСПС от 10 декабря 1984 г. N 350/23-45 «Об утверждении раздела «Производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них» Единого тарифно-квалификационного справочника работ и профессий рабочих, выпуск 41″ (с изменениями и дополнениями) — § 208. Намотчик серпантина.

Колыбель Ньютона — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 мая 2018; проверки требуют 8 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 мая 2018; проверки требуют 8 правок. Колыбель Ньютона

Колыбе́ль Ньютона (маятник Ньютона) — названная в честь Исаака Ньютона механическая система, предназначенная для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.

При отклонениях различного количества шариков

Современное, широко используемое ныне название этой остроумной системы, иллюстрирующей законы сохранения импульса и сохранения энергии, — «колыбель Ньютона» (англ. Newton’s cradle) — придумал, как утверждается в некоторых источниках^[1], английский актёр Саймон Преббл^[en] в 1967 году для деревянной модели, выпускаемой компанией Scientific Demonstrations Ltd.

При отклонении и последующем возврате к изначальному положению первого шарика данной системы его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он, в свою очередь, передаст импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а промежуточные — оставаться неподвижными. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.

Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии, а затем решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого.

В «колыбели Ньютона» первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Второй шарик получает импульс потенциальной энергии от первого, но из-за невозможности преобразования потенциальной энергии в кинетическую импульс переходит от второго маятника далее — в третий, четвертый, пятый. Последний шарик не имеет перед собой объекта, которому мог бы передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту, чуть меньшую той, с которой двигался первый шарик, затем возвращается — и всё повторяется в обратном направлении.

«Колыбель Ньютона» можно изготовить самостоятельно. Шарики надо подвешивать на двух нитях, расположенных под углом друг к другу, так, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными.

Самая большая «колыбель Ньютона» в мире находится в г. Каламазу (штат Мичиган, США). В ней 16 боулинг-шаров массой 6,8 кг каждый, подвешенных на нитях длиной 6,1 м на высоте 1 м от пола.

Квантовый[править | править код]

При помощи интерферирующих лазерных лучей создаются тысячи «трубок»-ловушек. В каждую трубку, созданную лазерным лучом, помещаются приблизительно 150 атомов (в трубке они могут двигаться только в одном измерении). Затем атомы лазером же охлаждаются до миллиардных долей кельвина. После этого лазером половине атомов придаётся один импульс, другой половине — противоположный. В результате получается вариант, когда даже после 10 000 столкновений каждый атом колеблется с исходной амплитудой^[2].

• Статья, Колыбель Ньютона в школьном музее физики

Природа цвета (опыт Ньютона)

Из истории. Уже в течение нескольких сотен лет до Ньютона поэты, художники и философы много рассуждали о природе цвета, и большинство из них было убеждено, что они знают все, что можно было узнать относительно этого.

Но в 1666 году Ньютон выполнил эксперимент, противоречащий практически всем теориям цвета, существовавшим в это время. Известие об его открытии быстро распространилось, но было встречено очень резкой оппозицией и обвинениями против Ньютона.

Ради краткости и ясности процитируем собственное описание Ньютоном его знаменитого эксперимента.

«В 1666 году (когда я стал шлифовать оптические стекла несферической формы) я раздобыл себе треугольную стеклянную призму для того, чтобы с помощью ее попробовать проверить известные» явления цвета. Для этой цели я затемнил мою комнату и сделал очень маленькое отверстие в ставне для пропуска соответствующего количества солнечного света. Я поместил мою призму у этого отверстия таким образом, чтобы она преломляла свет на противоположную стенку. Мне доставляло большое удовольствие рассматривать живые и интенсивные цвета, получающиеся таким образом».

Вы и сами можете очень легко сделать этот эксперимент. Если выполнить его с прямым солнечным светом не очень удобно, можете воспользоваться светом от угольной дуги или электрической лампочки накаливания.

Для получения лучших результатов необходимо иметь параллельный пучок лучей. Ньютон пользовался пучком такого света круглого сечения.

К большому его удивлению, этот пучок выходил из его призмы в виде продолговатого пучка, состоявшего из цветной полосы, содержащей фиолетовый, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный цвета.

Полоса, состоящая из различных цветов, получающаяся в результате прохождения света от источника сквозь призму, называется спектром этого источника.

Ньютон был озадачен двумя особенностями этого эксперимента. Почему белый свет, входящий в призму, выходил из призмы в виде разноцветной полосы? И почему падающий круглый пучок оказывался продолговатым после преломления? Сравнив длину пучка с его шириной, он нашел, что длина в 5 раз больше.

Сначала Ньютон пытался объяснить продолговатость как результат преломления, но отказался от этой мысли, так как считал, что «свет отклонялся для этого слишком сильно».

Отбросив ряд других теорий, которые могли бы объяснить продолговатость сечения пучка, Ньютон, в конце концов, выделил каждый отдельный цвет солнечного спектра из всех других и заставил его преломляться через вторую призму.

В результате он обнаружил, что оранжевый цвет, взятый отдельно, преломлялся больше красного, желтый — больше оранжевого, зеленый — больше желтого, голубой — больше зеленого и, наконец, фиолетовый цвет преломлялся сильнее всех других.

Почему это было так, Ньютон не знал, но это объясняло, почему сечение преломленного пучка было длиннее в одном направлении, чем в другом.

Кроме того, этот эксперимент показывал, что белый цвет в действительности состоит из шести (по современным данным — из семи) различных цветов. Именно против этого вывода и возражало большинство.

Критическая проверка такого заключения была проста. Дадут ли эти шесть различных цветов света при их смешении вновь белый свет?

Когда Ньютон сложил эти цвета, поместив вторую призму за первой, он убедился, что вновь получается белый свет.

Ньютону было достаточно этого эксперимента для доказательства его теории. Однако его противники не были удовлетворены и в течение более 100 лет возражали против этой теории.

Первичные и дополнительные цвета

Цвета предметов и световые эффекты

Понятие монтажа

Форма подписки

для получения видеоуроков
и полезных материалов
по работе с видео

Конфиденциальность гарантирована

Цветовой круг Ньютона. Организация цветовых оттенков.

Цветовой круг Ньютона является абстрактной иллюстративной организацией цветовых оттенков по кругу, который показывает взаимосвязь между основными цветами, а также вторичными, третичными и так далее.

Цветовое колесо

Некоторые источники используют термины «цветовое колесо» и «цветовой круг» как взаимозаменяемые. Оба понятия могут быть более распространены в определенных областях, например, название «цветовое колесо» используется для механических вращающихся устройств. Существуют и другие смежные понятия: цветной диск, диаграммы цвета и цветовая гамма. Расположение подобрано в соответствии с длинами световых волн.

Первый цветовой круг возник практически одновременно с ранними мистическими теориями цвета. Это было отражено в трудах знаменитых мистиков и физиков-исследователей XVII-XX века. Наряду с Ньютоном были Гете, Иттен, Манселл, Филд и другие. Мистические разноцветные круги нашли свое практическое применение в первую очередь в живописи. Цветовой круг Ньютона (фото которого размещено в статье) в настоящее время — важный базовый инструмент калористики.

Исаак Ньютон: систематизация цветового круга

Аранжировкой спектральных цветов в круге занимался сэр Исаак Ньютон, согласно расчетам которого результирующий цвет зависит от удельного веса, нахождения барицентра и интерпретации радиального расстояния (от центра окружности к центру тяжести). Таким образом, цветовой круг Ньютона является предшественником современной диаграммы.

История цвета

Психофизическая теория цветового круга восходит к раннему цветовому треугольнику Томаса Янга, работа которого была позже расширена Джеймсом Максвеллом и Германом фон Гельмгольцем. Последние выдвинули предположение о том, что глаз содержит рецепторы, которые реагируют на три различные первичные ощущения, называемые спектрами света. Как показал Максвелл, все оттенки, но не все цвета, могут быть созданы из трех основных — красный, зеленый и синий, если они смешиваются в нужных пропорциях.

Цветовые схемы

Логические комбинации цветов используются для целого ряда средств массовой информации. Например, использование белом фона с черным текстом является примером общей цветовой схемы по умолчанию в веб-дизайне. Чаще всего используются два цвета, которые хорошо смотрятся вместе. Эти схемы применяются для создания стиля и привлекательности, а также вызывают эстетическое чувство сочетаемости.

Более продвинутые конструкции включают в себя несколько цветов в сочетании, как правило, основанные вокруг одного цвета, например, текст с такими цветами, как красный, желтый, оранжевый и светло-голубой, расположенными вместе на черном фоне в статье журнала. Схемы могут также содержать различные оттенки одного цвета, начиная от очень светлого (почти белого) и заканчивая очень темным.

Ньютон и цветовой спектр

Цветовой круг Ньютона является удобным способом суммирования добавок для смешивания свойств цветов, основные из которых называются комплементарными и располагаются друг напротив друга. Порядок их размещения напрямую связан с длиной волны соответствующих спектров. В конце 1660-х годов Ньютон начинает экспериментировать со световым феноменом.

В то время считали, что свет — это противоположность тьме. Наше современное понимание света и цвета начинается с Исаака Ньютона (1642-1726 гг.) и серии экспериментов, которые он публикует в 1672 году. Он является первым, кто распознал радугу — при помощи призмы преломил белый свет, который, в свою очередь, засиял радужными оттенками.

Оптический контраст

Знаменитое круговое расположение спектральных цветов появилась в 1704 году в Англии. Оригинальный цветовой круг Ньютона включает в себя красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой синий, ультрамарин синий, фиолетовый синий. Художники были очарованы наглядной демонстрацией, которую предоставил Исаак Ньютон. Цветовой круг — это его самая полезная идея для живописцев, которая состояла в концептуальном расположении цветов вокруг окружности. Такая диаграмма стала моделью для многих цветовых систем XVIII-XIX веков. Многие дизайнеры брали на вооружение это открытие для создания привлекательной палитры разнообразных оттенков.

Классификация

Основными цветами считаются синий, красный и желтый. Соответствующие вторичные — это зеленый, оранжевый и фиолетовый (или сиреневый). Третичные цвета, образованные от смешения первичных с вторичными, включают в себя сочетания: зеленый-желтый, желтый-оранжевый, оранжево-красный, красно-фиолетовый, фиолетово-синий и сине-зеленый.

Одна из современных классификаций, используемых дизайнерами, подразумевает следующее деление цветов:

• Светлые и пастельные тона, которые визуально увеличивают пространство.
• Темные и интенсивные цвета, которые создают уют, но одновременно уменьшают помещение.
• Холодные оттенки (синий, зеленый, пурпурный), которые отвечают за создание спокойной и расслабляющей атмосферы.
• Теплые тона: к ним относят желтые, красные и оранжевые оттенки. Они привносят в интерьер солнечность и нотки веселья.