Siła sprężystości, masa ciała, siła reakcji podłoża. Wzory fizyczne

Siła działająca na ciało od podpory (lub zawieszenia) nazywana jest siłą reakcji podpory. Kiedy ciała się stykają, siła reakcji podpory skierowana jest prostopadle do powierzchni styku. Jeżeli ciało leży na poziomym, nieruchomym stole, siła reakcji podpory skierowana jest pionowo w górę i równoważy siłę ciężkości:

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „normalna siła reakcji gruntu” w innych słownikach:

Siła tarcia ślizgowego to siła powstająca pomiędzy stykającymi się ciałami podczas ich względnego ruchu. Jeżeli pomiędzy ciałami nie ma warstwy cieczy lub gazu (smaru), wówczas takie tarcie nazywa się suchym. W przeciwnym razie tarcie... ... Wikipedia

Zapytanie „siła” przekierowuje tutaj; zobacz także inne znaczenia. Jednostki SI Force Dimension LMT-2... Wikipedia

Zapytanie „siła” przekierowuje tutaj; zobacz także inne znaczenia. Siła wymiaru LMT-2 jednostki SI niuton ... Wikipedia

Prawo Amontona Coulomba jest prawem empirycznym ustalającym związek pomiędzy siłą tarcia powierzchniowego występującą podczas względnego poślizgu ciała z normalną siłą reakcji działającą na ciało od powierzchni. Siła tarcia, ... ... Wikipedia

Siły tarcia ślizgowego to siły powstające pomiędzy stykającymi się ciałami podczas ich względnego ruchu. Jeżeli pomiędzy ciałami nie ma warstwy cieczy lub gazu (smaru), wówczas takie tarcie nazywa się suchym. W przeciwnym razie tarcie... ... Wikipedia

Tarcie statyczne, tarcie adhezyjne to siła, która powstaje pomiędzy dwoma stykającymi się ciałami i zapobiega występowaniu ruchu względnego. Trzeba pokonać tę siłę, aby wprawić w ruch dwa stykające się ciała... ... Wikipedia

Żądanie „Chodzenie w pozycji wyprostowanej” zostało przekierowane tutaj. Na ten temat potrzebny jest osobny artykuł. Chodzenie jest najbardziej naturalnym sposobem poruszania się człowieka. Zautomatyzowany akt motoryczny dokonany w wyniku złożonego, skoordynowanego działania... ... Wikipedia

Cykl chodu: podparcie na jednej nodze, okres podwójnego podparcia, podparcie na drugiej nodze... Chodzenie człowieka jest najbardziej naturalnym sposobem poruszania się człowieka. Zautomatyzowany akt motoryczny powstający w wyniku złożonej, skoordynowanej aktywności szkieletu… Wikipedia

Siła tarcia podczas ślizgania się ciała po powierzchni nie zależy od powierzchni styku ciała z powierzchnią, lecz od siły reakcji normalnej tego ciała oraz od stanu otoczenia. Siła tarcia ślizgowego występuje, gdy dane poślizg... ... Wikipedia

Prawo Amontona Coulomba Siła tarcia, gdy ciało ślizga się po powierzchni, nie zależy od powierzchni kontaktu ciała z powierzchnią, ale zależy od siły reakcji normalnej tego ciała oraz od stanu środowiska . Siła tarcia ślizgowego występuje, gdy... ... Wikipedia

Siła reakcji obsługuje odnosi się do sił sprężystych i jest zawsze skierowany prostopadle do powierzchni. Jest odporny na każdą siłę powodującą ruch ciała prostopadle do podpory. Aby to obliczyć, należy zidentyfikować i poznać wartość liczbową wszystkich sił działających na ciało stojące na podporze.

Będziesz potrzebować

• - waga;
• - prędkościomierz lub radar;
• - goniometr.

Instrukcje

• Określ masę ciała za pomocą wagi lub innej metody. Jeżeli ciało znajduje się na poziomej powierzchni (i nie ma znaczenia, czy jest w ruchu, czy w spoczynku), wówczas siła reakcji podpory jest równa sile ciężkości działającej na ciało. Aby to obliczyć, należy pomnożyć masę ciała przez przyspieszenie ziemskie, które wynosi 9,81 m/s² N=m g.
• Kiedy ciało porusza się po nachylonej płaszczyźnie skierowanej pod kątem do poziomu, siła reakcji podłoża jest ustawiona pod kątem do siły ciężkości. Jednocześnie kompensuje tylko tę składową ciężkości, która działa prostopadle do pochyłej płaszczyzny. Aby obliczyć siłę reakcji podpory, użyj kątomierza i zmierz kąt, pod jakim płaszczyzna znajduje się w stosunku do poziomu. Oblicz siła reakcje podporowe, mnożąc masę ciała przez przyspieszenie ziemskie i cosinus kąta położenia płaszczyzny do horyzontu N=m g Cos(α).
• Jeżeli ciało porusza się po powierzchni będącej częścią okręgu o promieniu R, np. mostu, pagórka, to siła reakcji podpory uwzględnia siłę działającą w kierunku od środka okręgu, przy czym na ciało działa przyspieszenie równe dośrodkowemu. Aby obliczyć siłę reakcji podpory w górnym punkcie, odejmij od przyspieszenia ziemskiego stosunek kwadratu prędkości do promienia krzywizny trajektorii.
• Otrzymaną liczbę pomnóż przez masę poruszającego się ciała N=m (g-v²/R). Prędkość należy mierzyć w metrach na sekundę, a promień w metrach. Przy pewnej prędkości wartość przyspieszenia skierowanego od środka okręgu może być równa lub nawet większa od przyspieszenia ziemskiego, w którym to momencie przyczepność ciała do powierzchni zaniknie, dlatego np. Kierowcy muszą wyraźnie kontrolować prędkość na takich odcinkach drogi.
• Jeżeli krzywizna jest skierowana w dół, a tor ciała jest wklęsły, należy obliczyć siłę reakcji podpory, dodając do przyspieszenia swobodnego spadania stosunek kwadratu prędkości i promienia krzywizny toru i otrzymany wynik pomnożyć przez masa ciała N=m (g+v²/R).
• Jeżeli znana jest siła tarcia i współczynnik tarcia, oblicz siłę reakcji podpory, dzieląc siłę tarcia przez ten współczynnik N=Ftr/μ.

Testowanie w Internecie

Co musisz wiedzieć o sile

Siła jest wielkością wektorową. Konieczne jest poznanie punktu przyłożenia i kierunku każdej siły. Ważne jest, aby móc określić, jakie siły działają na ciało i w jakim kierunku. Siłę oznacza się jako , mierzoną w Newtonach. Aby rozróżnić siły, oznacza się je w następujący sposób

Poniżej znajdują się główne siły działające w przyrodzie. Przy rozwiązywaniu problemów nie da się wymyślić sił, które nie istnieją!

W naturze istnieje wiele sił. Rozważamy tutaj siły, które są uwzględniane na szkolnym kursie fizyki podczas studiowania dynamiki. Wspomina się także o innych siłach, które zostaną omówione w innych rozdziałach.

Powaga

Każde ciało na planecie podlega wpływowi grawitacji Ziemi. Siłę, z jaką Ziemia przyciąga każde ciało, określa wzór

Punkt przyłożenia znajduje się w środku ciężkości ciała. Powaga zawsze skierowane pionowo w dół.

Siła tarcia

Zapoznajmy się z siłą tarcia. Siła ta występuje, gdy ciała się poruszają i stykają się dwie powierzchnie. Siła ta występuje, ponieważ powierzchnie oglądane pod mikroskopem nie są tak gładkie, jak się wydają. Siłę tarcia określa się ze wzoru:

Siła jest przykładana w punkcie styku dwóch powierzchni. Skierowany w kierunku przeciwnym do ruchu.

Siła reakcji podłoża

Wyobraźmy sobie bardzo ciężki przedmiot leżący na stole. Stół ugina się pod ciężarem przedmiotu. Ale zgodnie z trzecim prawem Newtona stół działa na przedmiot z dokładnie taką samą siłą, jak przedmiot na stole. Siła jest skierowana przeciwnie do siły, z jaką przedmiot naciska na stół. To znaczy w górę. Siła ta nazywana jest reakcją podłoża. Imię siły „mówi” wsparcie reaguje. Siła ta występuje zawsze, gdy następuje uderzenie w podporę. Charakter jego występowania na poziomie molekularnym. Obiekt zdawał się deformować zwykłe położenie i połączenia cząsteczek (wewnątrz stołu), one z kolei dążą do powrotu do swojego pierwotnego stanu, „przeciwstawiają się”.

Absolutnie każde ciało, nawet bardzo lekkie (np. leżący na stole ołówek), deformuje podporę na poziomie mikro. Dlatego zachodzi reakcja podłoża.

Nie ma specjalnego wzoru na znalezienie tej siły. Jest ona oznaczona literą , ale siła ta jest po prostu odrębnym rodzajem siły sprężystości, zatem można ją również oznaczyć jako

Siła przykładana jest w miejscu kontaktu obiektu z podporą. Skierowany prostopadle do podpory.

Ponieważ ciało jest reprezentowane jako punkt materialny, siłę można przedstawić od środka

Siła sprężystości

Siła ta powstaje w wyniku odkształcenia (zmiany stanu początkowego substancji). Na przykład, rozciągając sprężynę, zwiększamy odległość między cząsteczkami materiału sprężyny. Kiedy ściskamy sprężynę, zmniejszamy ją. Kiedy skręcamy lub przesuwamy. We wszystkich tych przykładach pojawia się siła zapobiegająca odkształceniu – siła sprężystości.

Siła sprężystości jest skierowana przeciwnie do odkształcenia.

Na przykład podczas łączenia szeregowego sprężyn sztywność oblicza się ze wzoru

Przy połączeniu równoległym sztywność

Próbka sztywności. Moduł Younga.

Moduł Younga charakteryzuje właściwości sprężyste substancji. Jest to wartość stała, zależna wyłącznie od materiału i jego stanu fizycznego. Charakteryzuje odporność materiału na odkształcenia rozciągające lub ściskające. Wartość modułu Younga jest tabelaryczna.

Więcej o właściwościach ciał stałych przeczytasz tutaj.

Masa ciała to siła, z jaką obiekt działa na podporę. Mówisz, że to siła grawitacji! Zamieszanie następuje w następujący sposób: rzeczywiście często ciężar ciała jest równy sile grawitacji, ale siły te są zupełnie inne. Grawitacja to siła powstająca w wyniku oddziaływania z Ziemią. Waga jest wynikiem interakcji z podporą. Siła ciężkości przykładana jest w środku ciężkości obiektu, natomiast ciężar to siła przykładana do podpory (nie do obiektu)!

Nie ma wzoru na określenie wagi. Siła ta jest oznaczona literą.

Siła reakcji podpory lub siła sprężystości powstaje w odpowiedzi na uderzenie obiektu w zawieszenie lub podporę, dlatego ciężar ciała jest zawsze liczbowo równy sile sprężystości, ale ma przeciwny kierunek.

Siła reakcji podpory i ciężar są siłami tej samej natury; zgodnie z III zasadą Newtona są one równe i mają przeciwny kierunek. Ciężar to siła działająca na podporę, a nie na ciało. Na ciało działa siła ciężkości.

Masa ciała może nie być równa grawitacji. Może być mniej więcej lub może być tak, że waga wynosi zero. Ten stan nazywa się nieważkość. Nieważkość to stan, w którym obiekt nie oddziałuje z podporą, na przykład stan lotu: jest grawitacja, ale ciężar wynosi zero!

Kierunek przyspieszenia można określić, jeśli określi się, gdzie skierowana jest siła wypadkowa

Należy pamiętać, że ciężar to siła mierzona w Newtonach. Jak poprawnie odpowiedzieć na pytanie: „Ile ważysz”? Odpowiadamy 50 kg, nie podając naszej wagi, ale naszą masę! W tym przykładzie nasza waga jest równa grawitacji, czyli około 500N!

Przeciążać- stosunek ciężaru do grawitacji

Siła Archimedesa

Siła powstaje w wyniku oddziaływania ciała z cieczą (gazem), gdy jest ono zanurzone w cieczy (lub gazie). Siła ta wypycha ciało z wody (gazu). Dlatego jest skierowany pionowo w górę (wypycha). Określone według wzoru:

W powietrzu zaniedbujemy moc Archimedesa.

Jeśli siła Archimedesa jest równa sile grawitacji, ciało unosi się na wodzie. Jeśli siła Archimedesa jest większa, wówczas unosi się ona na powierzchnię cieczy, jeśli jest mniejsza, opada.

Siły elektryczne

Istnieją siły pochodzenia elektrycznego. Zachodzi w obecności ładunku elektrycznego. Siły te, takie jak siła Coulomba, siła Ampera, siła Lorentza, zostały szczegółowo omówione w części dotyczącej elektryczności.

Schematyczne oznaczenie sił działających na ciało

Często ciało modelowane jest jako punkt materialny. Dlatego na diagramach różne punkty zastosowania są przenoszone do jednego punktu - do środka, a ciało jest przedstawiane schematycznie jako okrąg lub prostokąt.

Aby poprawnie wyznaczyć siły, należy wymienić wszystkie ciała, z którymi oddziałuje badane ciało. Określ, co dzieje się w wyniku interakcji z każdym z nich: tarcie, deformacja, przyciąganie, a może odpychanie. Określ rodzaj siły i poprawnie wskaż jej kierunek. Uwaga! Ilość sił będzie się pokrywać z liczbą ciał, z którymi zachodzi interakcja.

Najważniejszą rzeczą do zapamiętania

1) Siły i ich natura;
2) Kierunek sił;
3) Potrafić zidentyfikować działające siły

Siły tarcia*

Istnieje tarcie zewnętrzne (suche) i wewnętrzne (lepkie). Tarcie zewnętrzne występuje pomiędzy stykającymi się powierzchniami stałymi, tarcie wewnętrzne występuje pomiędzy warstwami cieczy lub gazu podczas ich względnego ruchu. Wyróżnia się trzy rodzaje tarcia zewnętrznego: tarcie statyczne, tarcie ślizgowe i tarcie toczne.

Tarcie toczne określa się ze wzoru

Siła oporu występuje, gdy ciało porusza się w cieczy lub gazie. Wielkość siły oporu zależy od wielkości i kształtu ciała, prędkości jego ruchu oraz właściwości cieczy lub gazu. Przy małych prędkościach ruchu siła oporu jest proporcjonalna do prędkości ciała

Przy dużych prędkościach jest ona proporcjonalna do kwadratu prędkości

Związek między grawitacją, prawem grawitacji i przyspieszeniem grawitacyjnym*

Rozważmy wzajemne przyciąganie obiektu i Ziemi. Pomiędzy nimi, zgodnie z prawem grawitacji, powstaje siła

Porównajmy teraz prawo grawitacji i siłę grawitacji

Wielkość przyspieszenia grawitacyjnego zależy od masy Ziemi i jej promienia! Można zatem obliczyć, z jakim przyspieszeniem spadną obiekty na Księżycu lub innej planecie, korzystając z masy i promienia tej planety.

Odległość od środka Ziemi do biegunów jest mniejsza niż do równika. Dlatego przyspieszenie grawitacyjne na równiku jest nieco mniejsze niż na biegunach. Jednocześnie należy zauważyć, że główną przyczyną zależności przyspieszenia ziemskiego od szerokości geograficznej obszaru jest fakt obrotu Ziemi wokół własnej osi.

W miarę oddalania się od powierzchni Ziemi siła grawitacji i przyspieszenie grawitacyjne zmieniają się odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości do środka Ziemi.

Siła reakcji podłoża. Waga

Połóżmy kamień na poziomej pokrywie stołu stojącego na Ziemi (ryc. 104). Ponieważ przyspieszenie kamienia względem Ziemi jest równe pociskowi, to zgodnie z drugim prawem Newtona suma sił działających na kamień wynosi zero. W konsekwencji wpływ grawitacji m · g na kamień musi być kompensowany przez inne siły. Oczywiste jest, że pod wpływem kamienia blat stołu ulega deformacji. Dlatego siła sprężysta działa na kamień od strony stołu. Jeśli założymy, że kamień oddziałuje tylko z Ziemią i blatem stołu, to siła sprężystości powinna równoważyć siłę ciężkości: F control = -m · g. Ta siła sprężystości nazywa się siła reakcji podłoża i są oznaczone łacińską literą N. Ponieważ przyspieszenie ziemskie skierowane jest pionowo w dół, siła N skierowana jest pionowo w górę – prostopadle do powierzchni blatu.

Ponieważ blat stołu działa na kamień, zgodnie z trzecim prawem Newtona kamień działa również na blat stołu z siłą P = -N (ryc. 105). Ta siła nazywa się waga.

Ciężar ciała to siła, z jaką ciało to oddziałuje na zawieszenie lub podporę, będąc nieruchomym względem zawieszenia lub podpory.

Oczywiste jest, że w rozpatrywanym przypadku ciężar kamienia jest równy sile ciężkości: P = m · g. Będzie to dotyczyć dowolnego ciała spoczywającego na zawieszeniu (podporze) względem Ziemi (ryc. 106). Oczywiście w tym przypadku punkt mocowania zawieszenia (lub podpora) jest nieruchomy względem Ziemi.

Dla ciała spoczywającego na zawieszeniu (podporze) nieruchomym względem Ziemi ciężar tego ciała jest równy sile ciężkości.

Ciężar ciała będzie również równy sile grawitacji działającej na ciało, jeśli ciało i zawieszenie (podpora) poruszają się równomiernie po linii prostej względem Ziemi.

Jeżeli ciało i zawieszenie (podpora) poruszają się względem Ziemi z przyspieszeniem tak, że ciało pozostaje nieruchome względem zawieszenia (podpory), to ciężar ciała nie będzie równy sile grawitacji.

Spójrzmy na przykład. Niech na podłodze windy leży ciało o masie m, którego przyspieszenie a jest skierowane pionowo w górę (ryc. 107). Zakładamy, że na ciało działa tylko siła ciężkości m g i siła reakcji podłogi N. (Ciężar ciała działa nie na ciało, ale na podporę - podłogę windy.) W układzie odniesienia względny stacjonarny do Ziemi ciało na podłodze windy porusza się windą z przyspieszeniem a. Zgodnie z drugim prawem Newtona iloczyn masy ciała i przyspieszenia jest równy sumie wszystkich sił działających na ciało. Zatem: m · a = N – m · g.

Dlatego N = m · a + m · g = m · (g + a). Oznacza to, że jeżeli winda ma przyspieszenie skierowane pionowo w górę, to moduł siły reakcji podłogi N będzie większy od modułu ciężkości. Tak naprawdę siła reakcji podłogi musi nie tylko kompensować działanie grawitacji, ale także nadawać ciału przyspieszenie w dodatnim kierunku osi X.

Siła N to siła, z jaką podłoga windy działa na ciało. Zgodnie z trzecim prawem Newtona ciało działa na podłogę siłą P, której moduł jest równy modułowi N, ale siła P jest skierowana w przeciwnym kierunku. Siła ta jest ciężarem ciała w poruszającej się windzie. Moduł tej siły wynosi P = N = m (g + a). Zatem, w windzie poruszającej się z przyspieszeniem skierowanym w górę względem Ziemi moduł masy ciała jest większy niż moduł grawitacji.

Zjawisko to nazywa się przeciążać.

Przykładowo, niech przyspieszenie a windy będzie skierowane pionowo w górę i będzie miało wartość g, czyli a = g. W tym przypadku moduł masy ciała – siła działająca na podłogę windy – będzie równy P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. Oznacza to, że ciężar ciała będzie dwukrotnie większy niż w windzie, która znajduje się w spoczynku względem Ziemi lub porusza się równomiernie po linii prostej.

Dla ciała na zawieszeniu (lub podporze) poruszającego się z przyspieszeniem względem Ziemi skierowanym pionowo w górę, ciężar tego ciała jest większy od siły ciężkości.

Nazywa się stosunek ciężaru ciała w windzie poruszającej się z przyspieszeniem względem Ziemi do ciężaru tego samego ciała w windzie będącej w spoczynku lub poruszającej się ruchem jednostajnym po linii prostej Współczynnik obciążenia lub, krócej, przeciążać.

Współczynnik przeciążenia (przeciążenie) - stosunek masy ciała w czasie przeciążenia do siły ciężkości działającej na ciało.

W rozpatrywanym przypadku przeciążenie wynosi 2. Wiadomo, że gdyby przyspieszenie windy było skierowane do góry i jego wartość wynosiła a = 2g, to współczynnik przeciążenia wyniósłby 3.

Wyobraźmy sobie teraz, że na podłodze windy leży ciało o masie m, którego przyspieszenie względem Ziemi jest skierowane pionowo w dół (przeciwnie do osi X). Jeżeli moduł przyspieszenia windy a jest mniejszy od modułu przyspieszenia grawitacyjnego, to siła reakcji podłogi windy będzie nadal skierowana w górę, w dodatnim kierunku osi X, a jej moduł będzie równy N = m (g - a) . W konsekwencji moduł masy ciała będzie równy P = N = m (g - a), czyli będzie mniejszy niż moduł ciężkości. W ten sposób ciało będzie naciskać na podłogę windy z siłą, której moduł jest mniejszy niż moduł ciężkości.

To uczucie jest znane każdemu, kto jeździł szybką windą lub huśtał się na dużej huśtawce. W miarę schodzenia w dół od góry czujesz, że nacisk na podporę maleje. Jeśli przyspieszenie podpory jest dodatnie (winda i huśtawka zaczynają się podnosić), zostajesz mocniej dociśnięty do podpory.

Jeżeli przyspieszenie windy względem Ziemi jest skierowane w dół i jest równe przyspieszeniu ziemskiemu (winda spada swobodnie), wówczas siła reakcji podłogi stanie się równa zeru: N = m (g - a) = m (g - g) = 0. B W tym przypadku podłoga windy przestanie wywierać nacisk na leżące na niej ciało. W rezultacie, zgodnie z trzecim prawem Newtona, ciało nie będzie wywierać nacisku na podłogę windy, powodując swobodny spadek wraz z windą. Masa ciała wyniesie zero. Ten stan nazywa się stan nieważkości.

Stan, w którym masa ciała wynosi zero, nazywa się nieważkością.

Wreszcie, jeśli przyspieszenie windy w kierunku Ziemi stanie się większe niż przyspieszenie grawitacyjne, ciało zostanie dociśnięte do sufitu windy. W takim przypadku ciężar ciała zmieni swój kierunek. Stan nieważkości zniknie. Można to łatwo sprawdzić, gwałtownie ściągając słoik z przedmiotem w środku, zakrywając dłonią górę słoika, jak pokazano na ryc. 108.

Wyniki

Ciężar ciała to siła, z jaką ciało to oddziałuje na tacę lub podporę, będąc nieruchomym względem zawieszenia lub podpory.

Ciężar ciała w windzie poruszającego się z przyspieszeniem skierowanym w górę względem Ziemi ma moduł większy niż moduł grawitacji. Zjawisko to nazywa się przeciążać.

Współczynnik przeciążenia (przeciążenie) - stosunek masy ciała w czasie przeciążenia do siły ciężkości działającej na to ciało.

Jeśli masa ciała wynosi zero, wówczas ten stan nazywa się nieważkość.

pytania

1. Jaką siłę nazywamy siłą reakcji podłoża? Jak nazywa się masa ciała?
2. Do czego przyłożony jest ciężar ciała?
3. Podaj przykłady, gdy masa ciała: a) jest równa grawitacji; b) równe zeru; c) większa grawitacja; d) mniejsza grawitacja.
4. Co nazywa się przeciążeniem?
5. Jaki stan nazywa się nieważkością?

Ćwiczenia

6. Siódmoklasista Siergiej stoi na wadze łazienkowej w swoim pokoju. Igła instrumentu znajduje się naprzeciwko znaku 50 kg. Wyznacz moduł masy Siergieja. Odpowiedz na pozostałe trzy pytania dotyczące tej mocy.
7. Znajdź przeciążenie, jakiego doświadcza astronauta znajdujący się w rakiecie wznoszącej się pionowo z przyspieszeniem a = 3g.
8. Jaką siłę wywiera astronauta o masie m = 100 kg na rakietę wskazaną w ćwiczeniu 2? Jak nazywa się ta siła?
9. Znajdź ciężar astronauty o masie m = 100 kg w rakiecie, która: a) stoi nieruchomo na wyrzutni; b) wznosi się z przyspieszeniem a = 4g, skierowanym pionowo w górę.
10. Wyznacz wielkość sił działających na ciężarek o masie m = 2 kg, który wisi nieruchomo na lekkiej nici przymocowanej do sufitu pomieszczenia. Jakie są moduły siły sprężystości działającej na bok nici: a) na ciężarek; b) na suficie? Jaka jest waga ciężarka? Wskazówki: Skorzystaj z praw Newtona, aby odpowiedzieć na pytania.
11. Znajdź ciężar ładunku o masie m = 5 kg zawieszonego na nitce pod sufitem szybkiej windy, jeśli: a) winda podnosi się równomiernie; b) winda zjeżdża równomiernie; c) winda wznosząca się w górę z prędkością v = 2 m/s zaczęła hamować z przyspieszeniem a = 2 m/s 2 ; d) winda jadąc w dół z prędkością v = 2 m/s rozpoczęła hamowanie z przyspieszeniem a = 2 m/s 2 ; e) winda zaczęła jechać w górę z przyspieszeniem a = 2 m/s 2 ; e) winda zaczęła jechać w dół z przyspieszeniem a = 2 m/s 2 .

PRAWA Newtona RODZAJE SIŁ. Rodzaje sił Siła sprężystości Siła tarcia Siła grawitacji Siła Archimedesa Siła naciągu nici Siła reakcji podpory Ciężar ciała Siła uniwersalna. - prezentacja

Prezentacja na temat: "PRAWA Newtona RODZAJE SIŁ. Rodzaje sił Siła sprężystości Siła tarcia Siła grawitacji Siła Archimedesa Siła naciągu nici Siła reakcji podpory Ciężar ciała Siła uniwersalna.” - Transkrypcja:

1 PRAWA Newtona RODZAJE SIŁ

2 Rodzaje sił Siła sprężystości Siła tarcia Siła grawitacji Siła Archimedesa Siła naprężenia nici Siła reakcji podpory Masa ciała Siła powszechnego ciążenia

3 prawa Newtona. 1 PrawoPrawo2PrawoPrawo3Prawo

4 1 Prawo Newtona. Istnieją układy odniesienia zwane inercjalnymi, względem których swobodne ciała poruszają się równomiernie i prostoliniowo. Prawa

5 2 Prawo Newtona. Iloczyn masy ciała i jego przyspieszenia jest równy sumie sił działających na ciało. Prawa

6 3 Prawo Newtona. Siły, z którymi ciała oddziałują na siebie, są równej wielkości i skierowane w jednej linii prostej w przeciwnych kierunkach.Prawa

7 SSSS IIII LLLL AAAAA V w SSSS Oil MMMM IIII Rrrr NNNN LLC GGG LLC TTTT YAYAYA YAYAYA TTTT EDUE NNNNNNEII YAYAIAYA. G – stała grawitacyjna. m – masa ciała r – odległość między środkami ciał.

8 SSSS iiiiii lllll aaaa in v in ssss eee mmmm iii rrrr nnnn ooooo yyyy ooooo t t t yayyy yyyy oooo tttt eeee nnnn iii yaya – – – – pppp rrrr eeee tttt yayay zhzhzh eee nnnn eeee eee t t t t eee lllll d d d d rrrr uuu rrrr k k k k d d d d rrrr uuuu yyyy uuuu. NNNNN aaaa pppp rrrrr aaaa vvvv lllll eee nnnn aaaa p p p p ooooo p p p prrrr yay mmmm oooo yyyy. SSSS OOOOEEED DDDD III NNNNNNEY Yuyuyuye EDUSHSHSHSHEYE YIYY TCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTSYYYY DO T T T TOEEELLL.

9 ССССaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa!

10 N NN Siła reakcji podłoża – (N) – działanie podpory na ciało, skierowane prostopadle do podpory. Siła reakcji podłoża

11 Siła tarcia Siła tarcia Jest to działanie powierzchni na poruszające się lub próbujące się poruszyć ciało, skierowane przeciw ruchowi lub możliwemu ruchowi. Jeśli ciało się nie porusza, siła tarcia jest równa przyłożonej sile. Jeżeli ciało jest w ruchu lub dopiero zaczyna się poruszać, siłę tarcia oblicza się według wzoru: - współczynnik tarcia N - siła reakcji podpory Siła tarcia

12 Siła sprężysta Siła sprężysta Siła sprężysta to działanie sprężyście odkształconego ciała. Skierowany przeciwko odkształceniom.

13 Działanie ciała na podporę lub zawieszenie WAGA |P|=|N| |P|=|T|

14 Siła Archimedesa Siła Archimedesa to siła, z jaką ciecz działa na zanurzone w niej ciało. MOC ARCHIMEDESA

15 Siła grawitacji Grawitacja to siła, z jaką Ziemia działa na ciało skierowane w stronę środka Ziemi.

Wspieraj prawo siły reakcji

Ryż. 7. Siły rozciągające

Jeśli reakcja podłoża osiągnie zero, mówimy, że ciało znajduje się w stanie nieważkość. W stanie nieważkości ciało porusza się jedynie pod wpływem grawitacji.

1.2.3. Bezwładność i bezwładność. Inercyjne układy odniesienia.

Pierwsze prawo Newtona

Doświadczenie pokazuje, że każde ciało opiera się próbom zmiany swojego stanu, niezależnie od tego, czy jest w ruchu, czy w spoczynku. Ta właściwość ciał nazywa się bezwładność. Pojęcia bezwładności nie należy mylić z bezwładnością ciał. Bezwładność ciała objawia się tym, że w przypadku braku wpływów zewnętrznych ciała znajdują się w stanie spoczynku lub ruchu prostoliniowym i jednostajnym, dopóki jakiś wpływ zewnętrzny nie zmieni tego stanu. Bezwładność, w przeciwieństwie do bezwładności, nie ma cechy ilościowej.

Problemy dynamiki rozwiązuje się za pomocą trzech podstawowych praw, zwanych prawami Newtona. Prawa Newtona są spełnione w inercyjne układy odniesienia. Inercyjne układy odniesienia (ISO)- są to układy odniesienia, w których ciała, na które nie wpływają inne ciała, poruszają się bez przyspieszenia, to znaczy prostoliniowo i równomiernie, lub pozostają w spoczynku.

Pierwsza zasada Newtona (prawo bezwładności): Istnieją takie układy odniesienia (tzw. układy inercyjne), dla których dowolny punkt materialny, przy braku wpływów zewnętrznych, porusza się równomiernie i prostoliniowo lub pozostaje w spoczynku. Według Zasada względności Galileusza wszystkie zjawiska mechaniczne w różnych inercjalnych układach odniesienia przebiegają w ten sam sposób i żadne eksperymenty mechaniczne nie są w stanie ustalić, czy dany układ odniesienia jest w spoczynku, czy też porusza się prostoliniowo i równomiernie.

1.2.4. Drugie prawo Newtona. Impuls ciała i impuls siły.

Prawo zachowania pędu. Trzecie prawo Newtona

Drugie prawo Newtona: przyspieszenie, jakie uzyskuje punkt materialny pod działaniem jednej lub większej liczby sił, jest wprost proporcjonalne do działającej siły (lub wypadkowej wszystkich sił), odwrotnie proporcjonalne do masy punktu materialnego, a kierunek pokrywa się z kierunkiem działającej siły (lub wynikowy):

. (8)

Drugie prawo Newtona ma inną formę zapisu. Wprowadźmy pojęcie pędu ciała.

Impuls ciała(lub po prostu impuls) - miara ruchu mechanicznego określona przez iloczyn masy ciała
z jego prędkością , tj.,
. Zapiszmy drugie prawo Newtona - podstawowe równanie dynamiki ruchu postępowego:

Zastąpmy sumę sił jej wypadkową
a zapis dotyczący drugiego prawa Newtona ma następującą postać:

, (9)

a samo drugie prawo Newtona można również sformułować w następujący sposób: szybkość zmiany pędu określa siłę działającą na ciało.

Przekształćmy ostatnią formułę:
. Ogrom
dostałem to imię impuls siły. Siła impulsu
zależy od zmiany pędu ciała
.

Mechaniczny układ ciał, na który nie działają siły zewnętrzne, nazywa się Zamknięte(lub izolowany).

Prawo zachowania pędu: pęd zamkniętego układu ciał jest wielkością stałą.

Trzecie prawo Newtona: siły powstające podczas oddziaływania ciał są równe pod względem wielkości, mają przeciwny kierunek i są przyłożone do różnych ciał (ryc. 8):

. (10)

Ryż. 8. Trzecie prawo Newtona

Z III zasady Newtona wynika, że Kiedy ciała oddziałują na siebie, siły powstają parami. Oprócz praw Newtona kompletny system praw dynamiki musi obejmować zasada niezależnego działania sił: działanie jakiejkolwiek siły nie zależy od obecności lub braku innych sił; połączone działanie kilku sił jest równe sumie niezależnych działań poszczególnych sił.

Normalna siła reakcji podłoża

Siła działająca na ciało od podpory (lub zawieszenia) nazywana jest siłą reakcji podpory. Kiedy ciała się stykają, siła reakcji podpory skierowana jest prostopadle do powierzchni styku. Jeżeli ciało leży na poziomym, nieruchomym stole, siła reakcji podpory skierowana jest pionowo w górę i równoważy siłę ciężkości:

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „normalna siła reakcji gruntu” w innych słownikach:

Przesuwająca się siła tarcia- Siła tarcia ślizgowego to siła powstająca pomiędzy stykającymi się ciałami podczas ich względnego ruchu. Jeżeli pomiędzy ciałami nie ma warstwy cieczy lub gazu (smaru), wówczas takie tarcie nazywa się suchym. W przeciwnym razie tarcie... ... Wikipedia

Siła (ilość fizyczna)- Zapytanie o „siłę” zostało przekierowane tutaj; zobacz także inne znaczenia. Jednostki SI Force Dimension LMT-2... Wikipedia

Siła- Zapytanie o „siłę” zostało przekierowane tutaj; zobacz także inne znaczenia. Siła wymiaru LMT-2 jednostki SI niuton ... Wikipedia

Prawo Amontona- Prawo Amontona Coulomba jest prawem empirycznym ustalającym związek pomiędzy siłą tarcia powierzchniowego występującą podczas względnego poślizgu ciała z normalną siłą reakcji działającą na ciało od powierzchni. Siła tarcia, ... ... Wikipedia

Prawo tarcia- Siły tarcia ślizgowego to siły powstające pomiędzy stykającymi się ciałami podczas ich względnego ruchu. Jeżeli pomiędzy ciałami nie ma warstwy cieczy lub gazu (smaru), wówczas takie tarcie nazywa się suchym. W przeciwnym razie tarcie... ... Wikipedia

Tarcie statyczne- Tarcie statyczne, tarcie adhezyjne to siła powstająca pomiędzy dwoma stykającymi się ciałami i zapobiegająca występowaniu ruchu względnego. Trzeba pokonać tę siłę, aby wprawić w ruch dwa stykające się ciała... ... Wikipedia

chodzący mężczyzna- Zapytanie „Chodzenie w pozycji wyprostowanej” zostało przekierowane tutaj. Na ten temat potrzebny jest osobny artykuł. Chodzenie jest najbardziej naturalnym sposobem poruszania się człowieka. Zautomatyzowany akt motoryczny dokonany w wyniku złożonego, skoordynowanego działania... ... Wikipedia

Chodzenie w pozycji pionowej- Cykl chodu: podparcie na jednej nodze, podwójny okres podparcia, podparcie na drugiej nodze. Chodzenie jest najbardziej naturalnym sposobem poruszania się człowieka. Zautomatyzowany akt motoryczny powstający w wyniku złożonej, skoordynowanej aktywności szkieletu… Wikipedia

Prawo Amontona-Coulomba- siła tarcia podczas ślizgania się ciała po powierzchni nie zależy od powierzchni styku ciała z powierzchnią, lecz od siły reakcji normalnej tego ciała oraz od stanu otoczenia. Siła tarcia ślizgowego występuje, gdy dane poślizg... ... Wikipedia

Prawo Coulomba (mechanika)- Prawo Amontona Coulomba, siła tarcia podczas ślizgania się ciała po powierzchni nie zależy od pola kontaktu ciała z powierzchnią, lecz od siły reakcji normalnej tego ciała oraz od stanu środowisko. Siła tarcia ślizgowego występuje, gdy... ... Wikipedia

Normalna siła reakcji- siła działająca na ciało od strony podpory (lub zawieszenia). Kiedy ciała się stykają, wektor siły reakcji jest skierowany prostopadle do powierzchni styku. Do obliczeń stosuje się następujący wzór:

$|\backslash vec\; N|=\; mg\; \backslash cos\; \backslash theta,$

Gdzie $|\backslash vec\; N|$- moduł wektora normalnej siły reakcji, $M$- masa ciała, $G$- przyśpieszenie grawitacyjne , $\backslash teta$- kąt pomiędzy płaszczyzną podparcia a płaszczyzną poziomą.

Zgodnie z trzecim prawem Newtona moduł normalnej siły reakcji $|\backslash vec\; N|$ równy modułowi masy ciała $|\backslash vec\; P|$, ale ich wektory są współliniowe i przeciwnie skierowane:

$\backslash vec\; N=\; -\backslash vec\; P.$

Z prawa Amtonona-Coulomba wynika, że ​​dla modułu wektora siły reakcji normalnej prawdziwa jest zależność:

$|\backslash vec\; N|=\; \backslash frac(|\backslash vec\; F|)(k),$

Gdzie $\backslash vec\; F$- siła tarcia ślizgowego, oraz $k$- współczynnik tarcia.

Ponieważ statyczna siła tarcia jest obliczana ze wzoru

$|\backslash vec\; f|=\; mg\; \backslash sin\; \backslash theta,$

wtedy możemy eksperymentalnie znaleźć taką wartość kąta $\backslash teta$, przy którym siła tarcia statycznego będzie równa sile tarcia ślizgowego:

$mg\; \backslash sin\; \backslash theta\; =\; k\; mg\; \backslash cos\; \backslash theta.$

Stąd wyrażamy współczynnik tarcia:

$k\; =\; \backslash mathrm(tg)\backslash \; \backslash theta.$

Napisz recenzję artykułu „Siła reakcji normalnej”

Fragment charakteryzujący siłę normalnej reakcji

Wszyscy historycy zgadzają się, że zewnętrzne działania państw i narodów w ich wzajemnych starciach wyrażają się w wojnach; że bezpośrednio, w wyniku większych lub mniejszych sukcesów militarnych, siła polityczna państw i narodów wzrasta lub maleje.
Bez względu na to, jak dziwne są historyczne opisy tego, jak jakiś król lub cesarz po kłótni z innym cesarzem lub królem zebrał armię, walczył z armią wroga, odniósł zwycięstwo, zabił trzy, pięć, dziesięć tysięcy ludzi i w rezultacie , podbił państwo i cały kilkumilionowy naród; niezależnie od tego, jak niezrozumiałe może być to, dlaczego klęska jednej armii, jednej setnej wszystkich sił ludu, zmusiła naród do poddania się, wszystkie fakty historyczne (o ile je znamy) potwierdzają słuszność faktu, że większe lub mniejsze sukcesy armii jednego narodu przeciwko armii innego narodu są przyczyną lub, według co najmniej znaczących oznak wzrostu lub spadku siły narodów. Armia zwyciężyła, a prawa zwycięskiego ludu natychmiast wzrosły ze szkodą dla pokonanych. Armia poniosła klęskę i natychmiast, w zależności od stopnia porażki, naród zostaje pozbawiony praw, a gdy jego armia zostanie całkowicie pokonana, zostaje całkowicie zniewolony.
Dzieje się tak (według historii) od czasów starożytnych do współczesności. Wszystkie wojny napoleońskie są potwierdzeniem tej reguły. W zależności od stopnia klęski wojsk austriackich Austria zostaje pozbawiona swoich praw, a prawa i siła Francji rosną. Zwycięstwo Francji pod Jeną i Auerstätt niszczy niezależną egzystencję Prus.

Metody wyznaczanie reakcji podporowych są badane w ramach mechaniki teoretycznej. Skupmy się tylko na praktycznych zagadnieniach sposobu obliczania reakcji podporowych, w szczególności dla belki swobodnie podpartej ze wspornikiem (rys. 7.4).

Musimy znaleźć reakcje: , i . Kierunki reakcji dobierane są arbitralnie. Skierujmy obie reakcje pionowe w górę, a reakcję poziomą w lewo.

Znajdowanie i sprawdzanie reakcji podporowych w podporze przegubowej

Aby obliczyć wartości reakcji podporowych, kompilujemy równania statyczne:

Suma rzutów wszystkich sił (czynnych i biernych) na ośz wynosi zero: .

Ponieważ na belkę działają tylko obciążenia pionowe (prostopadle do osi belki), to z tego równania otrzymujemy: poziomą reakcję nieruchomą.

Suma momentów wszystkich sił względem podpory A jest równa zeru:.

Dla momentu siły: moment siły uważamy za dodatni, jeśli obraca belkę względem punktu w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Konieczne jest znalezienie rozproszonego wynikowego. Rozłożone obciążenie liniowe jest równe powierzchni rozłożonego obciążenia i jest stosowane na tym schemacie (w środku odcinka długości).

Suma momentów wszystkich sił względem podpory B jest równa zeru:.

W rezultacie znak minus mówi: wstępny kierunek reakcji gruntu został wybrany nieprawidłowo. Zmieniamy kierunek tej reakcji podporowej na przeciwny (patrz ryc. 7.4) i zapominamy o znaku minus.

Sprawdzanie reakcji wsparcia

Suma rzutów wszystkich sił na ośymusi być równe zeru: .

Siły, których kierunek pokrywa się z dodatnim kierunkiem osi Y, są rzutowane na nią ze znakiem plus.