Kaip matuojama palaikymo reakcija? Kaip rasti paramos reakcijos jėgą. Ištrauka, apibūdinanti normalios reakcijos jėgą

Vienodas judėjimas

S= v* t

S – kelias, atstumas [m] (metras)

v – greitis [m/s] (metras per sekundę)

t – laikas [ s ] (sekundė)

Greičio konvertavimo formulė:

x km/h= font-family:Arial"> m/s

Vidutinis greitis

vtrečiadieniais= LT-US style="font-family:Arial"">s in – visas būdu

t in - visi laikas

Medžiagos tankis

ρ= LT-US style="font-family:Arial"">ρ– tankis

m – masė [kg] (kilogramai)

V – tūris [m3] (kubinis metras)

Gravitacijos, svorio ir atramos reakcijos jėga

Gravitacijos jėgayra gravitacijos jėga, nukreipta į žemę. pritvirtintas prie kūno. Nukreiptas į Žemės centrą.

Svoris- jėga, kuria kūnas spaudžia atramą arba ištempia pakabą. pritvirtintas prie kūno. Nukreiptas statmenai atramai ir lygiagrečiai pakabai žemyn.

Palaikykite reakcijos jėgą – jėga, kuria atrama arba pakaba atsilaiko slėgiui arba įtempimui. Tvirtinama prie atramos arba pakabos. Nukreiptas statmenai atramai arba lygiagrečiai pakabai į viršų.

FT=m*g; P=m*g*cosα; N=m*g*cosα

F t – gravitacija [N] (niutonas)

P – svoris [ N ]

N – paramos reakcijos jėga [N]

m – masė [kg] (kilogramai)

α – kampas tarp horizonto plokštumos ir atramos plokštumos [º,rad] (laipsniai, radianas)

g≈9,8 m/s2

Elastinė jėga (Huko dėsnis)

Fpvz= k* x

F valdymas - tamprumo jėga [N] (niutonas)

k – standumo koeficientas [N/m] (niutonas vienam metrui)

x – spyruoklės išplėtimas / suspaudimas [m] (metras)

mechaninis darbas

A=F*l*cosα

A – darbas [J] (džaulis)

F – jėga [N] (niutonas)

l – atstumas, per kurį veikia jėga [m] (metras)

α yra kampas tarp jėgos krypties ir judėjimo krypties [º,rad] (laipsniai, radianas)

Ypatingi atvejai:

1)α=0, t.y. jėgos kryptis sutampa su judėjimo kryptimi

A=F*l;

2) α = π /2=90º, t.y. jėgos kryptis statmena judėjimo krypčiai

A=0;

3) α = π \u003d 180 º, t.y. jėgos kryptis yra priešinga judėjimo krypčiai

A=- F* l;

Galia

N= LT-US" style="font-family:Arial">N– galia [W] (vatai)

A – darbas [J] (džaulis)

t – laikas [s] (sekundė)

Slėgis skysčiuose ir kietose medžiagose

P= font-family:Arial">; P= ρ * g* h

P – slėgis [Pa] (paskalis)

F – slėgio jėga [N] (niutonas)

s – bazinis plotas [m2] (kvadratinis metras)

ρ – medžiagos/skysčio tankis[kg/m3] (kilogramas kubiniame metre)

g – laisvojo kritimo pagreitis [m/s2] (metras per sekundę kvadratu)

h – objekto/skysčio kolonėlės aukštis [m] (metras)

Archimedo stiprybė

Archimedo stiprybė- jėga, kuria skystis ar dujos linkusios išstumti į juos panardintą kūną.

FArch= ρ gerai* Vpalaidojimas* g

F Arch – Archimedo jėga [N] (niutonas)

ρ w – tankis skystis/dujos [kg/m3] (kilogramas kubiniame metre)

V palaidojimas - tūris panardinta dalis korpusas [m3] (kubinis metras)

g – laisvojo kritimo pagreitis [m/s2] (metras per sekundę kvadratu)

Kūno plūduriavimo būklė:

ρ gerai≥ρ T

ρ t yra kūno medžiagos tankis[kg/m3] (kilogramas kubiniame metre)

Svirties taisyklė

F1 * l1 = F2 * l2 (svirties balansas)

F 1.2 – jėga, veikianti svirtį [N] (niutonas)

l 1.2 – atitinkamos jėgos svirties ilgis [m] (metras)

momento taisyklė

M= F* l

M – jėgos momentas [N*m] (niutonmetras)

F – jėga [N] (niutonas)

l – ilgis (ranka) [m] (metras)

M1 = M2(pusiausvyra)

Trinties jėga

Ftr=µ* N

F tr – trinties jėga [N] (niutonas)

µ – trinties koeficientas[ , %]

N – paramos reakcijos jėga [N] (niutonas)

kūno energijos

Egiminės= font-family:Arial">; EP= m* g* h

E giminė – kinetinė energija [J] (džaulis)

m – kūno svoris [kg] (kilogramas)

v – kūno greitis [m/s] (metras per sekundę)

Ep – potenciali energija[J] (džaulis)

g – laisvojo kritimo pagreitis [m/s2] (metras per sekundę kvadratu)

h – aukštis virš žemės [m] (metras)

Energijos tvermės dėsnis: Energija nedingsta niekur ir neatsiranda iš niekur, ji tik pereina iš vienos formos į kitą.

Ant horizontalaus stalviršio, stovinčio ant žemės, pastatykime akmenį (104 pav.). Kadangi akmens pagreitis Žemės atžvilgiu yra lygus kulkai, tai pagal antrąjį Niutono dėsnį jį veikiančių jėgų suma lygi nuliui. Vadinasi, gravitacijos jėgos m · g poveikį akmeniui turi kompensuoti kai kurios kitos jėgos. Akivaizdu, kad veikiant akmeniui stalviršis deformuojasi. Todėl iš stalo pusės akmenį veikia tamprumo jėga. Jeigu darysime prielaidą, kad akmuo sąveikauja tik su Žeme ir stalviršiu, tai tamprumo jėga turi subalansuoti gravitacijos jėgą: F valdymas = -m · g. Ši elastinė jėga vadinama palaikyti reakcijos jėgą ir žymimi lotyniška raide N. Kadangi laisvojo kritimo pagreitis nukreiptas vertikaliai žemyn, tai jėga N nukreipta vertikaliai aukštyn – statmenai stalviršio paviršiui.

Kadangi stalviršis veikia akmenį, tai pagal trečiąjį Niutono dėsnį akmuo taip pat veikia stalviršį jėga P = -N (105 pav.). Ši jėga vadinama svėrimas.

Kūno svoris yra jėga, kuria šis kūnas veikia pakabą arba atramą, palyginti su pakabos ar atramos nejudančioje būsenoje.

Aišku, kad nagrinėjamu atveju akmens svoris lygus sunkio jėgai: P = m · g. Tai galioja bet kuriam kūnui, besiremiančiam ant pakabos (atramos), palyginti su Žeme (106 pav.). Akivaizdu, kad šiuo atveju pakabos (arba atramos) tvirtinimo taškas yra nejudantis Žemės atžvilgiu.

Kūno, besiremiančio ant pakabos (atramos), kuri nejuda Žemės atžvilgiu, kūno svoris yra lygus gravitacijos jėgai.

Kūno svoris taip pat bus lygus kūną veikiančiai gravitacijos jėgai, jei kūnas ir pakaba (atrama) judės tolygiai tiesia linija Žemės atžvilgiu.

Jei kūnas ir pakaba (atrama) juda Žemės atžvilgiu su pagreičiu taip, kad kūnas lieka nejudantis pakabos (atramos) atžvilgiu, tai kūno svoris nebus lygus gravitacijos jėgai.

Apsvarstykite pavyzdį. Tegul ant lifto grindų guli m masės kūnas, kurio pagreitis a nukreiptas vertikaliai aukštyn (107 pav.). Darysime prielaidą, kad kūną veikia tik gravitacijos jėga mg ir grindų reakcijos jėga N. (Kūno svoris veikia ne kūną, o atramą - lifto grindis.) Atskaitos rėme, kuris yra nejudantis Žemės atžvilgiu, lifto aukšte esantis kūnas juda kartu su keltuvu su pagreičiu a. Pagal antrąjį Niutono dėsnį, kūno masės ir pagreičio sandauga yra lygi visų kūną veikiančių jėgų sumai. Todėl: m a = N - m g.

Todėl N = m a + m g = m (g + a). Tai reiškia, kad jei lifto pagreitis nukreiptas vertikaliai į viršų, tai grindų reakcijos jėgos modulis N bus didesnis už gravitacijos modulį. Iš tiesų grindų reakcijos jėga turi ne tik kompensuoti gravitacijos poveikį, bet ir suteikti kūnui pagreitį teigiama X ašies kryptimi.

Jėga N yra jėga, kuria lifto grindys veikia kūną. Pagal trečiąjį Niutono dėsnį, kūnas grindis veikia jėga P, kurios modulis lygus moduliui N, tačiau jėga P nukreipta priešinga kryptimi. Ši jėga yra kūno svoris judančiame lifte. Šios jėgos modulis yra P = N = m (g + a). Šiuo būdu, lifte, judančiame aukštyn Žemės atžvilgiu pagreičiu, kūno svorio modulis yra didesnis už gravitacijos modulį.

Toks reiškinys vadinamas perkrova.

Pavyzdžiui, tegul lifto pagreitis a yra nukreiptas vertikaliai aukštyn ir jo reikšmė lygi g, ty a = g. Šiuo atveju kūno svorio modulis – jėga, veikianti lifto grindis – bus lygus P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. Tai reiškia, kad kūno svoris šiuo atveju bus dvigubai didesnis nei lifte, kuris yra ramybėje Žemės atžvilgiu arba juda tolygiai tiesia linija.

Kūno ant pakabos (ar atramos), judančio pagreičiu Žemės atžvilgiu, nukreiptam vertikaliai į viršų, kūno svoris yra didesnis už gravitacijos jėgą.

Kūno svorio, judančio pagreitintu greičiu Žemės atžvilgiu, ir to paties kūno svorio lifte ramybės būsenoje arba tolygiai judančio tiesia linija santykis vadinamas perkrovos faktorius arba, trumpiau, perkrova.

Perkrovos koeficientas (perkrova) – tai kūno svorio perkrovos metu ir kūną veikiančios gravitacijos jėgos santykis.

Aukščiau nagrinėjamu atveju perkrova lygi 2. Akivaizdu, kad jei lifto pagreitis būtų nukreiptas į viršų ir jo reikšmė būtų lygi a = 2g, tai perkrovos koeficientas būtų lygus 3.

Dabar įsivaizduokite, kad m masės kūnas guli ant lifto grindų, kurio pagreitis Žemės atžvilgiu nukreiptas vertikaliai žemyn (priešingai X ašiai). Jei lifto pagreičio modulis a yra mažesnis už laisvojo kritimo pagreičio modulį, tai lifto grindų reakcijos jėga vis tiek bus nukreipta aukštyn, teigiama X ašies kryptimi, o jo modulis bus lygus. iki N = m (g - a). Vadinasi, kūno masės modulis bus lygus P = N = m (g - a), t.y., bus mažesnis už gravitacijos modulį. Taigi kūnas spaus lifto grindis jėga, kurios modulis yra mažesnis už gravitacijos modulį.

Šis jausmas pažįstamas kiekvienam, važiavusiam greitaeigiu liftu ar siūbavusiems ant didelių sūpynių. Judėdami žemyn nuo viršutinio taško, jaučiate, kad jūsų spaudimas atramai mažėja. Jei atramos pagreitis teigiamas (liftas ir sūpynės pradeda kilti), esate stipriau prispaudžiamas prie atramos.

Jei lifto pagreitis Žemės atžvilgiu yra nukreiptas žemyn ir absoliučia verte yra lygus laisvojo kritimo pagreičiui (liftas krinta laisvai), tada grindų reakcijos jėga taps lygi nuliui: N \u003d m (g - a) \ u003d m (g - g) \u003d 0. B Tokiu atveju lifto grindys nebedarys spaudimo ant jo gulinčiam kūnui. Todėl pagal trečiąjį Niutono dėsnį kūnas nedarys spaudimo lifto grindims, kartu su liftu krisdamas laisvai. Kūno svoris taps lygus nuliui. Tokia būsena vadinama nesvarumas.

Būsena, kai kūno svoris lygus nuliui, vadinama nesvarumu.

Galiausiai, jei lifto pagreitis link Žemės taps didesnis nei laisvojo kritimo pagreitis, kūnas bus prispaustas prie lifto lubų. Tokiu atveju kūno svoris pakeis kryptį. Nesvarumo būsena išnyks. Tai galima lengvai pastebėti, jei stiklainis su jame esančiu daiktu yra staigiai patrauktas žemyn, delnu uždarant stiklainio viršų, kaip parodyta Fig. 108.

Rezultatai

Kūno svoris yra jėga, kuria šis kūnas veikia laikiklį arba atramą, būdamas nejudantis pakabos ar atramos atžvilgiu.

Kūno svoris lifte, judantis aukštyn Žemės atžvilgiu, yra didesnis moduliu nei gravitacijos modulis. Toks reiškinys vadinamas perkrova.

Perkrovos koeficientas (perkrova) – tai kūno svorio perkrovos metu ir šį kūną veikiančios gravitacijos jėgos santykis.

Jei kūno svoris lygus nuliui, tai ši būsena vadinama nesvarumas.

Klausimai

1. Kokia jėga vadinama paramos reakcijos jėga? Kas yra kūno svoris?
2. Koks yra kūno svoris?
3. Pateikite pavyzdžių, kai kūno svoris: a) lygus sunkio jėgai; b) lygus nuliui; c) daugiau gravitacijos; d) mažesnė gravitacija.
4. Kas vadinama perkrova?
5. Kokia būsena vadinama nesvarumu?

Pratimai

1. Septintokas Sergejus kambaryje stovi ant grindų svarstyklių. Prietaiso rodyklė buvo nustatyta priešais 50 kg padalijimą. Nustatykite Sergejaus svorio modulį. Atsakykite į kitus tris klausimus apie šią galią.
2. Raskite g jėgą, kurią patiria astronautas, esantis vertikaliai kylančioje raketoje su pagreičiu a = 3g.
3. Kokia jėga m = 100 kg masės astronautas veikia 2 pratime nurodytą raketą? Kaip vadinasi ši jėga?
4. Raskite astronauto, kurio masė m = 100 kg, svorį raketoje, kuri: a) stovi nejudėdama ant paleidimo įrenginio; b) kyla pagreičiu a = 4g, nukreiptu vertikaliai į viršų.
5. Nustatykite jėgų modulius, veikiančius m = 2 kg masės svorį, kuris nejudėdamas kabo ant lengvo sriegio, pritvirtinto prie patalpos lubų. Kokie tamprumo jėgos moduliai veikia iš sriegio pusės: a) ant svarelio; b) ant lubų? Koks yra virdulio svoris? Patarimas: norėdami atsakyti į klausimus, naudokite Niutono dėsnius.
6. Raskite m = 5 kg masės krovinio svorį, pakabintą ant sriegio nuo greitojo lifto lubų, jei: a) liftas kyla tolygiai; b) liftas leidžiasi tolygiai; c) liftas, kylantis greičiu v = 2 m/s, pradėjo stabdyti pagreičiu a = 2 m/s 2 ; d) leisdamasis žemyn greičiu v = 2 m/s, liftas pradėjo stabdyti pagreičiu a = 2 m/s 2; e) liftas pradėjo judėti aukštyn pagreičiu a = 2 m/s 2; f) liftas pradėjo judėti žemyn pagreičiu a = 2 m/s 2 .

Būdai palaikymo reakcijų nustatymas studijavo teorinės mechanikos kursuose. Apsistokime tik prie praktinių atraminių reakcijų skaičiavimo metodikos klausimų, ypač šarnyrinės sijos su konsolėmis (7.4 pav.).

Turime rasti reakcijas: , ir . Reakcijų kryptys parenkamos savavališkai. Ir vertikalias reakcijas nukreipkime į viršų, o horizontalią – į kairę.

Atraminių reakcijų radimas ir tikrinimas šarnyrinėje atramoje

Norėdami apskaičiuoti atramų reakcijų reikšmes, sudarome statikos lygtis:

Visų jėgų (aktyviųjų ir reaktyviųjų) projekcijų ašyje sumaz yra nulis: .

Kadangi siją veikia tik vertikalios apkrovos (statmenos sijos ašiai), tai iš šios lygties randame: fiksuotojo horizontalioji reakcija.

Visų jėgų momentų, susijusių su atrama A, suma lygi nuliui:.

Jėgos momentui: jėgos momentą laikome teigiamu, jei jis sukasi spindulį apie tašką prieš laikrodžio rodyklę.

Būtina rasti paskirstytą rezultatą. Paskirstyta tiesinė apkrova yra lygi paskirstytos apkrovos plotui ir taikoma šioje diagramoje (ilgio atkarpos viduryje).

Visų jėgų momentų, susijusių su atrama B, suma lygi nuliui:.

Rezultate esantis minuso ženklas sako: neteisingai parinkta preliminari atramos reakcijos kryptis. Šios atramos reakcijos kryptį keičiame į priešingą (žr. 7.4 pav.) ir pamirštame minuso ženklą.

Palaikymo reakcijos patikrinimas

Visų ašį veikiančių jėgų projekcijų sumayturėtų būti nulis: .

Jėgos, kurių kryptis sutampa su teigiama y ašies kryptimi, projektuojamos į ją su pliuso ženklu.

Testavimas internetu

Ką reikia žinoti apie jėgą

Jėga yra vektorinis dydis. Būtina žinoti kiekvienos jėgos taikymo tašką ir kryptį. Svarbu mokėti tiksliai nustatyti, kokios jėgos veikia kūną ir kokia kryptimi. Jėga žymima kaip , matuojama niutonais. Norint atskirti jėgas, jos žymimos taip

Žemiau pateikiamos pagrindinės gamtoje veikiančios jėgos. Sprendžiant problemas neįmanoma išrasti neegzistuojančių jėgų!

Gamtoje yra daug jėgų. Čia atsižvelgiama į jėgas, į kurias atsižvelgiama mokykliniame fizikos kurse studijuojant dinamiką. Taip pat minimos ir kitos jėgos, kurios bus aptartos kituose skyriuose.

Gravitacijos jėga

Kiekvienas planetos kūnas yra veikiamas Žemės gravitacijos. Jėga, kuria Žemė traukia kiekvieną kūną, nustatoma pagal formulę

Taikymo taškas yra kūno svorio centre. Gravitacijos jėga visada nukreiptas vertikaliai žemyn.

Trinties jėga

Susipažinkime su trinties jėga. Ši jėga atsiranda, kai kūnai juda ir susiliečia du paviršiai. Jėga atsiranda dėl to, kad paviršiai, žiūrint pro mikroskopą, nėra lygūs, kaip atrodo. Trinties jėga nustatoma pagal formulę:

Dviejų paviršių sąlyčio taške veikia jėga. Nukreiptas judėjimui priešinga kryptimi.

Palaikykite reakcijos jėgą

Įsivaizduokite labai sunkų daiktą, gulintį ant stalo. Stalas lenkia nuo objekto svorio. Tačiau pagal trečiąjį Niutono dėsnį stalas veikia objektą lygiai tokia pat jėga kaip ir ant stalo esantis objektas. Jėga nukreipta priešinga jėgai, kuria objektas spaudžia stalą. Tai yra. Ši jėga vadinama palaikymo reakcija. Jėgos pavadinimas „kalba“ reaguoti palaikymą. Ši jėga atsiranda kiekvieną kartą, kai daromas poveikis atramai. Jo atsiradimo pobūdis molekuliniame lygmenyje. Objektas tarsi deformavo įprastą molekulių padėtį ir ryšius (stalo viduje), jos savo ruožtu linkusios grįžti į pradinę būseną, „priešintis“.

Visiškai bet koks kūnas, net ir labai lengvas (pavyzdžiui, pieštukas, gulintis ant stalo), deformuoja atramą mikro lygiu. Todėl atsiranda palaikymo reakcija.

Nėra specialios formulės, kaip rasti šią jėgą. Jie žymi jį raide, tačiau ši jėga yra tik atskira tamprumo jėgos rūšis, todėl ji taip pat gali būti žymima kaip

Jėga veikiama objekto sąlyčio su atrama taške. Nukreiptas statmenai atramai.

Kadangi kūnas vaizduojamas kaip materialus taškas, jėgą galima pavaizduoti iš centro

Elastinė jėga

Ši jėga atsiranda dėl deformacijos (pradinės medžiagos būsenos pokyčių). Pavyzdžiui, ištempdami spyruoklę, padidiname atstumą tarp spyruoklės medžiagos molekulių. Kai suspaudžiame spyruoklę, ją sumažiname. Kai pasukame arba pasislenkame. Visuose šiuose pavyzdžiuose atsiranda jėga, kuri neleidžia deformuotis – tamprumo jėga.

Tamprumo jėga nukreipta priešinga deformacijai.

Sujungus nuosekliai, pavyzdžiui, spyruokles, standumas apskaičiuojamas pagal formulę

Sujungus lygiagrečiai, standumas

Mėginio standumas. Youngo modulis.

Youngo modulis apibūdina medžiagos tamprumo savybes. Tai pastovi reikšmė, kuri priklauso tik nuo medžiagos, jos fizinės būklės. Apibūdina medžiagos gebėjimą atsispirti tempimo ar gniuždymo deformacijai. Youngo modulio reikšmė yra lentelė.

Daugiau apie kietųjų medžiagų savybes skaitykite čia.

Kūno svoris yra jėga, kuria objektas veikia atramą. Jūs sakote, kad tai gravitacija! Sumišimas kyla taip: iš tiesų, dažnai kūno svoris yra lygus gravitacijos jėgai, tačiau šios jėgos yra visiškai skirtingos. Gravitacija yra jėga, atsirandanti sąveikaujant su Žeme. Svoris yra sąveikos su atrama rezultatas. Sunkio jėga veikia objekto svorio centre, o svoris yra jėga, kuri veikia atramą (ne objektą)!

Svorio nustatymo formulės nėra. Ši jėga žymima raide .

Atramos reakcijos jėga arba tamprumo jėga atsiranda reaguojant į objekto smūgį į pakabą ar atramą, todėl kūno svoris skaitiniu požiūriu visada yra toks pat kaip elastingumo jėga, tačiau yra priešingos krypties.

Atramos reakcijos jėga ir svoris yra tos pačios prigimties jėgos, pagal 3-ąjį Niutono dėsnį yra lygios ir nukreiptos priešingai. Svoris yra jėga, kuri veikia atramą, o ne kūną. Kūną veikia gravitacijos jėga.

Kūno svoris gali būti nelygus gravitacijai. Jis gali būti arba daugiau, arba mažiau, arba gali būti toks, kad svoris lygus nuliui. Ši būsena vadinama nesvarumas. Nesvarumas – tai būsena, kai objektas nesąveikauja su atrama, pavyzdžiui, skrydžio būsena: yra gravitacija, bet svoris lygus nuliui!

Galima nustatyti pagreičio kryptį, jei nustatote, kur nukreipta gaunamoji jėga

Atkreipkite dėmesį, kad svoris yra jėga, matuojama niutonais. Kaip teisingai atsakyti į klausimą: „Kiek sveri“? Atsakome 50 kg, įvardindami ne svorį, o savo masę! Šiame pavyzdyje mūsų svoris yra lygus gravitacijai, kuri yra maždaug 500 N!

Perkrova- svorio ir gravitacijos santykis

Archimedo stiprybė

Jėga atsiranda dėl kūno sąveikos su skysčiu (dujomis), kai jis panardinamas į skystį (arba dujas). Ši jėga išstumia kūną iš vandens (dujų). Todėl jis nukreiptas vertikaliai į viršų (stumia). Nustatoma pagal formulę:

Ore mes nepaisome Archimedo jėgos.

Jei Archimedo jėga lygi gravitacijos jėgai, kūnas plūduriuoja. Jei Archimedo jėga didesnė, tai ji pakyla į skysčio paviršių, jei mažesnė – nugrimzta.

elektros jėgos

Yra elektrinės kilmės jėgos. Atsiranda esant elektros krūviui. Šios jėgos, tokios kaip Kulono jėga, Ampero jėga, Lorenco jėga, išsamiai aptariamos Elektros skyriuje.

Kūną veikiančių jėgų schematinis žymėjimas

Dažnai kūnas modeliuojamas materialaus taško. Todėl diagramose įvairūs taikymo taškai perkeliami į vieną tašką – į centrą, o kūnas schematiškai pavaizduotas kaip apskritimas arba stačiakampis.

Norint teisingai paskirti jėgas, būtina išvardyti visus kūnus, su kuriais tiriamas kūnas sąveikauja. Nustatykite, kas atsitinka dėl sąveikos su kiekvienu: trintis, deformacija, trauka, o gal atstūmimas. Nustatykite jėgos rūšį, teisingai nurodykite kryptį. Dėmesio! Jėgų skaičius sutaps su kūnų, su kuriais vyksta sąveika, skaičiumi.

Svarbiausia prisiminti

1) Jėgos ir jų prigimtis;
2) Jėgų kryptis;
3) Gebėti nustatyti veikiančias jėgas

Trinties jėgos*

Atskirkite išorinę (sausą) ir vidinę (klampią) trintį. Išorinė trintis atsiranda tarp besiliečiančių kietų paviršių, vidinė trintis tarp skysčio ar dujų sluoksnių santykinio judėjimo metu. Yra trys išorinės trinties tipai: statinė trintis, slydimo trintis ir riedėjimo trintis.

Riedėjimo trintis nustatoma pagal formulę

Pasipriešinimo jėga atsiranda, kai kūnas juda skystyje ar dujose. Pasipriešinimo jėgos dydis priklauso nuo kūno dydžio ir formos, jo judėjimo greičio ir skysčio ar dujų savybių. Važiuojant mažu greičiu pasipriešinimo jėga yra proporcinga kūno greičiui

Esant dideliam greičiui, jis yra proporcingas greičio kvadratui

Ryšys tarp gravitacijos, gravitacijos dėsnio ir laisvojo kritimo pagreičio *

Apsvarstykite abipusį objekto ir Žemės trauką. Tarp jų pagal gravitacijos dėsnį atsiranda jėga

Dabar palyginkime gravitacijos dėsnį ir gravitacijos jėgą

Laisvo kritimo pagreičio reikšmė priklauso nuo Žemės masės ir jos spindulio! Taigi, naudojant tos planetos masę ir spindulį, galima apskaičiuoti, kokiu pagreičiu kris objektai Mėnulyje ar bet kurioje kitoje planetoje.

Atstumas nuo Žemės centro iki ašigalių yra mažesnis nei iki pusiaujo. Todėl laisvojo kritimo pagreitis ties pusiauju yra šiek tiek mažesnis nei ties ašigaliais. Kartu reikia pažymėti, kad pagrindinė laisvojo kritimo pagreičio priklausomybės nuo vietovės platumos priežastis yra tai, kad Žemė sukasi aplink savo ašį.

Tolstant nuo Žemės paviršiaus gravitacijos jėga ir laisvojo kritimo pagreitis keičiasi atvirkščiai atstumo iki Žemės centro kvadratui.

Palaikykite reakcijos jėgą. Svoris

Ant horizontalaus stalviršio, stovinčio ant žemės, pastatykime akmenį (104 pav.). Kadangi akmens pagreitis Žemės atžvilgiu yra lygus kulkai, tai pagal antrąjį Niutono dėsnį jį veikiančių jėgų suma lygi nuliui. Vadinasi, gravitacijos jėgos m · g poveikį akmeniui turi kompensuoti kai kurios kitos jėgos. Akivaizdu, kad veikiant akmeniui stalviršis deformuojasi. Todėl iš stalo pusės akmenį veikia tamprumo jėga. Jeigu darysime prielaidą, kad akmuo sąveikauja tik su Žeme ir stalviršiu, tai tamprumo jėga turi subalansuoti gravitacijos jėgą: F valdymas = -m · g. Ši elastinė jėga vadinama palaikyti reakcijos jėgą ir žymimi lotyniška raide N. Kadangi laisvojo kritimo pagreitis nukreiptas vertikaliai žemyn, tai jėga N nukreipta vertikaliai aukštyn – statmenai stalviršio paviršiui.

Kadangi stalviršis veikia akmenį, tai pagal trečiąjį Niutono dėsnį akmuo taip pat veikia stalviršį jėga P = -N (105 pav.). Ši jėga vadinama svėrimas.

Kūno svoris yra jėga, kuria šis kūnas veikia pakabą arba atramą, palyginti su pakabos ar atramos nejudančioje būsenoje.

Aišku, kad nagrinėjamu atveju akmens svoris lygus sunkio jėgai: P = m · g. Tai galioja bet kuriam kūnui, besiremiančiam ant pakabos (atramos), palyginti su Žeme (106 pav.). Akivaizdu, kad šiuo atveju pakabos (arba atramos) tvirtinimo taškas yra nejudantis Žemės atžvilgiu.

Kūno, besiremiančio ant pakabos (atramos), kuri nejuda Žemės atžvilgiu, kūno svoris yra lygus gravitacijos jėgai.

Kūno svoris taip pat bus lygus kūną veikiančiai gravitacijos jėgai, jei kūnas ir pakaba (atrama) judės tolygiai tiesia linija Žemės atžvilgiu.

Jei kūnas ir pakaba (atrama) juda Žemės atžvilgiu su pagreičiu taip, kad kūnas lieka nejudantis pakabos (atramos) atžvilgiu, tai kūno svoris nebus lygus gravitacijos jėgai.

Apsvarstykite pavyzdį. Tegul ant lifto grindų guli m masės kūnas, kurio pagreitis a nukreiptas vertikaliai aukštyn (107 pav.). Darysime prielaidą, kad kūną veikia tik gravitacijos jėga mg ir grindų reakcijos jėga N. (Kūno svoris veikia ne kūną, o atramą - lifto grindis.) Atskaitos rėme, kuris yra nejudantis Žemės atžvilgiu, lifto aukšte esantis kūnas juda kartu su keltuvu su pagreičiu a. Pagal antrąjį Niutono dėsnį, kūno masės ir pagreičio sandauga yra lygi visų kūną veikiančių jėgų sumai. Todėl: m a = N - m g.

Todėl N = m a + m g = m (g + a). Tai reiškia, kad jei lifto pagreitis nukreiptas vertikaliai į viršų, tai grindų reakcijos jėgos modulis N bus didesnis už gravitacijos modulį. Iš tiesų grindų reakcijos jėga turi ne tik kompensuoti gravitacijos poveikį, bet ir suteikti kūnui pagreitį teigiama X ašies kryptimi.

Jėga N yra jėga, kuria lifto grindys veikia kūną. Pagal trečiąjį Niutono dėsnį, kūnas grindis veikia jėga P, kurios modulis lygus moduliui N, tačiau jėga P nukreipta priešinga kryptimi. Ši jėga yra kūno svoris judančiame lifte. Šios jėgos modulis yra P = N = m (g + a). Šiuo būdu, lifte, judančiame aukštyn Žemės atžvilgiu pagreičiu, kūno svorio modulis yra didesnis už gravitacijos modulį.

Toks reiškinys vadinamas perkrova.

Pavyzdžiui, tegul lifto pagreitis a yra nukreiptas vertikaliai aukštyn ir jo reikšmė lygi g, ty a = g. Šiuo atveju kūno svorio modulis – jėga, veikianti lifto grindis – bus lygus P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. Tai reiškia, kad kūno svoris šiuo atveju bus dvigubai didesnis nei lifte, kuris yra ramybėje Žemės atžvilgiu arba juda tolygiai tiesia linija.

Kūno ant pakabos (ar atramos), judančio pagreičiu Žemės atžvilgiu, nukreiptam vertikaliai į viršų, kūno svoris yra didesnis už gravitacijos jėgą.

Kūno svorio, judančio pagreitintu greičiu Žemės atžvilgiu, ir to paties kūno svorio lifte ramybės būsenoje arba tolygiai judančio tiesia linija santykis vadinamas perkrovos faktorius arba, trumpiau, perkrova.

Perkrovos koeficientas (perkrova) – tai kūno svorio perkrovos metu ir kūną veikiančios gravitacijos jėgos santykis.

Aukščiau nagrinėjamu atveju perkrova lygi 2. Akivaizdu, kad jei lifto pagreitis būtų nukreiptas į viršų ir jo reikšmė būtų lygi a = 2g, tai perkrovos koeficientas būtų lygus 3.

Dabar įsivaizduokite, kad m masės kūnas guli ant lifto grindų, kurio pagreitis Žemės atžvilgiu nukreiptas vertikaliai žemyn (priešingai X ašiai). Jei lifto pagreičio modulis a yra mažesnis už laisvojo kritimo pagreičio modulį, tai lifto grindų reakcijos jėga vis tiek bus nukreipta aukštyn, teigiama X ašies kryptimi, o jo modulis bus lygus. iki N = m (g - a). Vadinasi, kūno masės modulis bus lygus P = N = m (g - a), t.y., bus mažesnis už gravitacijos modulį. Taigi kūnas spaus lifto grindis jėga, kurios modulis yra mažesnis už gravitacijos modulį.

Šis jausmas pažįstamas kiekvienam, važiavusiam greitaeigiu liftu ar siūbavusiems ant didelių sūpynių. Judėdami žemyn nuo viršutinio taško, jaučiate, kad jūsų spaudimas atramai mažėja. Jei atramos pagreitis teigiamas (liftas ir sūpynės pradeda kilti), esate stipriau prispaudžiamas prie atramos.

Jeigu lifto pagreitis Žemės atžvilgiu nukreiptas žemyn ir absoliučia reikšme yra lygus laisvojo kritimo pagreičiui (liftas krinta laisvai), tai grindų reakcijos jėga taps lygi nuliui: N = m (g - a) = m (g - g) = 0. B Tokiu atveju lifto grindys nebedarys spaudimo ant jo gulinčiam kūnui. Todėl pagal trečiąjį Niutono dėsnį kūnas nedarys spaudimo lifto grindims, kartu su liftu krisdamas laisvai. Kūno svoris taps lygus nuliui. Tokia būsena vadinama nesvarumas.

Būsena, kai kūno svoris lygus nuliui, vadinama nesvarumu.

Galiausiai, jei lifto pagreitis link Žemės taps didesnis nei laisvojo kritimo pagreitis, kūnas bus prispaustas prie lifto lubų. Tokiu atveju kūno svoris pakeis kryptį. Nesvarumo būsena išnyks. Tai galima lengvai pastebėti, jei stiklainis su jame esančiu daiktu yra staigiai patrauktas žemyn, delnu uždarant stiklainio viršų, kaip parodyta Fig. 108.

Rezultatai

Kūno svoris yra jėga, kuria šis kūnas veikia laikiklį arba atramą, būdamas nejudantis pakabos ar atramos atžvilgiu.

Kūno svoris lifte, judantis aukštyn Žemės atžvilgiu, yra didesnis moduliu nei gravitacijos modulis. Toks reiškinys vadinamas perkrova.

Perkrovos koeficientas (perkrova) – tai kūno svorio perkrovos metu ir šį kūną veikiančios gravitacijos jėgos santykis.

Jei kūno svoris lygus nuliui, tai ši būsena vadinama nesvarumas.

Klausimai

1. Kokia jėga vadinama paramos reakcijos jėga? Kas yra kūno svoris?
2. Koks yra kūno svoris?
3. Pateikite pavyzdžių, kai kūno svoris: a) lygus sunkio jėgai; b) lygus nuliui; c) daugiau gravitacijos; d) mažesnė gravitacija.
4. Kas vadinama perkrova?
5. Kokia būsena vadinama nesvarumu?

Pratimai

6. Septintokas Sergejus kambaryje stovi ant grindų svarstyklių. Prietaiso rodyklė buvo nustatyta priešais 50 kg padalijimą. Nustatykite Sergejaus svorio modulį. Atsakykite į kitus tris klausimus apie šią galią.
7. Raskite g jėgą, kurią patiria astronautas, esantis vertikaliai kylančioje raketoje su pagreičiu a = 3g.
8. Kokia jėga m = 100 kg masės astronautas veikia 2 pratime nurodytą raketą? Kaip vadinasi ši jėga?
9. Raskite astronauto, kurio masė m = 100 kg, svorį raketoje, kuri: a) stovi nejudėdama ant paleidimo įrenginio; b) kyla pagreičiu a = 4g, nukreiptu vertikaliai į viršų.
10. Nustatykite jėgų modulius, veikiančius m = 2 kg masės svorį, kuris nejudėdamas kabo ant lengvo sriegio, pritvirtinto prie patalpos lubų. Kokie tamprumo jėgos moduliai veikia iš sriegio pusės: a) ant svarelio; b) ant lubų? Koks yra virdulio svoris? Patarimas: norėdami atsakyti į klausimus, naudokite Niutono dėsnius.
11. Raskite m = 5 kg masės krovinio svorį, pakabintą ant sriegio nuo greitojo lifto lubų, jei: a) liftas kyla tolygiai; b) liftas leidžiasi tolygiai; c) liftas, kylantis greičiu v = 2 m/s, pradėjo stabdyti pagreičiu a = 2 m/s 2 ; d) leisdamasis žemyn greičiu v = 2 m/s, liftas pradėjo stabdyti pagreičiu a = 2 m/s 2; e) liftas pradėjo judėti aukštyn pagreičiu a = 2 m/s 2; f) liftas pradėjo judėti žemyn pagreičiu a = 2 m/s 2 .

NIUTONO DĖSNIAI JĖGŲ RŪŠYS. Jėgų rūšys Tamprumo jėga Trinties jėga Gravitacijos jėga Archimedo jėga Sriegio įtempimo jėga Atramos reakcijos jėga Kūno svoris Pasaulio jėga. - pristatymas

Pristatymas tema: » NIUTONO DĖSNIAI JĖGŲ RŪŠYS. Jėgų rūšys Tamprumo jėga Trinties jėga Gravitacijos jėga Archimedo jėga Sriegio įtempimo jėga Atramos reakcijos jėga Kūno svoris Visuotinė jėga. - Nuorašas:

1 NIUTONO DĖSNIAI JĖGŲ RŪŠYS

2 Jėgų rūšys Tamprioji jėga Trinties jėga Gravitacijos jėga Archimedo jėga Sriegio įtempimo jėga Atramos reakcijos jėga Kūno svoris Universali gravitacinė jėga

3 Niutono dėsniai. 1 teisės įstatymas 2 teisės įstatymas 3 įstatymas

4 1 Niutono dėsnis. Yra atskaitos sistemos, vadinamos inercinėmis, kurių atžvilgiu laisvieji kūnai juda tolygiai ir tiesiai. Įstatymai

5 2 Niutono dėsnis. Kūno masės ir jo pagreičio sandauga lygi kūną veikiančių jėgų sumai. Įstatymai

6 3 Niutono dėsnis. Jėgos, kuriomis kūnai veikia vienas kitą, yra lygios moduliuose ir nukreiptos išilgai vienos tiesės priešingomis kryptimis.

7 SSSS III Lplle Aaaa in in in USSS Hummmm MMI III RRRR NNNN OUTU GGYGY TTTTT YYAYAYA GGYGG TTTTT NNNN IIAI YAYAYA. G yra gravitacinė konstanta. m – kūno masė r – atstumas tarp kūnų centrų.

8 SSSS iiiiii llll aaaa prieš prieš prieš prieš ssss EEEE mmmm iiiiii rrrr nnnn oooo diena oooo TT diena, diena oooo TTTT EEEE nnnn iiiiii yayay - - - - PPPP rrrr iiiiii TTTT yayaya zhzhzhzh nnnn iiii EEEE TT TT EEEE llll d d d rrrr diena k k k k D D D D rrrr diena, diena. Nnnn ahhh ppppp rrrrhhhhhhhhhhhhhhhh VPAS LLC UAB, HIEY DDDD TIS NNNN Yuyaya Yuyuu Yuyu Yuyu Yiyi, C, C, C, T, C HODE NNNN TTTT YYYY YYYA TT T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T TH T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T

9 SSSS III Llll Aaaa Nnn Aaaa Tttt Yayayaya Zhzhzh Eye NNNN III YAYAYN NNN III TTTT IIAI T formos pakaba ant korpuso, nukreipta išilgai sriegio

10 N NN Atramos reakcijos jėga – (N) – atramos poveikis kūnui, nukreiptas statmenai atramai. Palaikykite reakcijos jėgą

11 Trinties jėga Trinties jėga Tai judančio arba bandančio judėti kūno paviršiaus veikimas, nukreiptas prieš judėjimą ar galimą judėjimą. Jei kūnas nejuda, tada trinties jėga lygi veikiamai jėgai. Jei kūnas juda arba tik pradeda judėti, tada trinties jėga randama pagal formulę: - trinties koeficientas N - atramos reakcijos jėga Trinties jėga

12 Tamprioji jėga Tamprioji jėga Tamprioji jėga – tai tampriai deformuoto kūno veikimas. Nukreiptas nuo deformacijos.

13 Kūno poveikis atramai arba pakabai SVORIS |P|=|N| |P|=|T|

14 Archimedo jėga Archimedo jėga yra jėga, kuria skystis veikia į jį panardintą kūną. ARCHIMEDO GALIA

15 GRAVITACIJA Jėga Gravitacija yra jėga, kuria žemė veikia kūną, nukreipta į žemės centrą.

Remti reakcijos pajėgų įstatymą

Ryžiai. 7. Įtempimo jėgos

Jei palaikymo reakcija tampa lygi nuliui, sakoma, kad kūnas yra būsenoje nesvarumas. Nesvarumo būsenoje kūnas juda tik veikiamas gravitacijos.

1.2.3. Inercija ir inercija. Inercinės atskaitos sistemos.

Pirmasis Niutono dėsnis

Patirtis rodo, kad bet koks kūnas priešinasi bandymams pakeisti savo būseną, nepaisant to, ar jis juda, ar ilsisi. Ši kūnų savybė vadinama inercija. Inercijos sąvokos nereikėtų painioti su kūnų inercija. Inercija kūnai pasireiškia tuo, kad nesant išorinių poveikių, kūnai būna ramybės būsenoje arba tiesia linija ir tolygiai juda tol, kol koks nors išorinis poveikis šią būseną nepakeičia. Inercija, skirtingai nei inercija, neturi kiekybinės charakteristikos.

Dinamikos problemos sprendžiamos trijų pagrindinių dėsnių, vadinamų Niutono dėsniais, pagalba. Niutono dėsniai įvykdyti inercinės atskaitos sistemos. Inercinės atskaitos sistemos (ISO)- tai atskaitos sistemos, kuriose kūnai, kurių neveikia kiti kūnai, juda be pagreičio, tai yra tiesia linija ir tolygiai, arba yra ramybės būsenoje.

Pirmasis Niutono dėsnis (inercijos dėsnis): yra tokios atskaitos sistemos (vadinamieji inerciniai rėmai), kurioms bet koks materialus taškas, nesant išorinių poveikių, juda tolygiai ir tiesiškai arba yra ramybės būsenoje. Pagal Galilėjaus reliatyvumo principas visi mechaniniai reiškiniai skirtingose ​​inercinėse atskaitos sistemose vyksta vienodai, ir jokiais mechaniniais eksperimentais neįmanoma nustatyti, ar tam tikra atskaitos sistema yra ramybės būsenoje, ar juda tiesia linija ir tolygiai.

1.2.4. Antrasis Niutono dėsnis. Kūno impulsas ir jėgos impulsas.

Impulso tvermės dėsnis. Trečiasis Niutono dėsnis

Antrasis Niutono dėsnis: pagreitis, kurį įgauna materialus taškas veikiant vienai ar kelioms jėgoms, yra tiesiogiai proporcingas veikiančiai jėgai (arba visų jėgų rezultantui), atvirkščiai proporcingas materialaus taško masei ir sutampa su veikimo kryptimi jėga (arba rezultatas):

. (8)

Antrasis Niutono dėsnis turi kitą rašymo formą. Supažindinkime su kūno impulso sąvoka.

kūno impulsas(arba tiesiog impulsas) – mechaninio judėjimo matas, nustatomas pagal kūno masės sandaugą
jo greičiui , t.y.,
. Parašykime antrąjį Niutono dėsnį – pagrindinę transliacinio judėjimo dinamikos lygtį:

Pakeiskime jėgų sumą jos rezultine
o antrojo Niutono dėsnio įrašas yra tokia forma:

, (9)

ir patį antrąjį Niutono dėsnį, dėsnį taip pat galima suformuluoti taip: impulso kitimo greitis lemia kūną veikiančią jėgą.

Paverskime paskutinę formulę:
. Vertė
buvo pavadintas jėgos impulsas. Jėgos impulsas
nulemtas kūno judesio pokyčio
.

Vadinama mechaninė kūnų sistema, kurios neveikia išorinės jėgos uždaryta(arba izoliuotas).

Impulso tvermės dėsnis: uždaros kūnų sistemos impulsas yra pastovi reikšmė.

Trečiasis Niutono dėsnis: kūnų sąveikos atsirandančios jėgos yra vienodo dydžio, priešingos krypties ir taikomos skirtingiems kūnams (8 pav.):

. (10)

Ryžiai. 8. Trečiasis Niutono dėsnis

Iš 3-iojo Niutono dėsnio išplaukia, kad kūnams sąveikaujant jėgos kyla poromis.Į pilną dinamikos dėsnių sistemą, be Niutono dėsnių, būtina įtraukti pajėgų veikimo nepriklausomumo principas: jokios jėgos veikimas nepriklauso nuo kitų jėgų buvimo ar nebuvimo; kelių jėgų bendras veikimas lygus atskirų jėgų savarankiškų veiksmų sumai.

Normalios palaikymo reakcijos jėga

Jėga, veikianti kūną iš atramos (arba pakabos) pusės, vadinama atramos reakcijos jėga. Kai kūnai liečiasi, atramos reakcijos jėga nukreipiama statmenai kontaktiniam paviršiui. Jei kūnas guli ant horizontalaus fiksuoto stalo, atramos reakcijos jėga nukreipta vertikaliai aukštyn ir subalansuoja gravitacijos jėgą:

Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „Normalios paramos reakcijos jėga“ kituose žodynuose:

slydimo trinties jėga- Slydimo trinties jėgų, atsirandančių tarp kūnų, besiliečiančių su jų santykiniu judėjimu, jėga. Jeigu tarp kūnų nėra skysto ar dujinio sluoksnio (tepimo), tai tokia trintis vadinama sausa. Priešingu atveju trintis ... ... Vikipedija

Stiprumas ( fizinis kiekis) - Prašymas „jėga“ nukreipiamas čia; taip pat žr. kitas reikšmes. Jėgos matmuo LMT−2 SI vienetai ... Vikipedija

Stiprumas- Prašymas „jėga“ nukreipiamas čia; taip pat žr. kitas reikšmes. Jėgos matmuo LMT−2 SI vienetai Niutonas ... Vikipedija

Amontono įstatymas- Amontono Kulono dėsnis yra empirinis dėsnis, nustatantis ryšį tarp paviršiaus trinties jėgos, atsirandančios dėl santykinio kūno slydimo, su normalios reakcijos jėga, veikiančia kūną nuo paviršiaus. Trinties jėga, ... ... Vikipedija

Trinties dėsnis- Slydimo trinties jėgos – jėgos, atsirandančios tarp besiliečiančių kūnų jų santykinio judėjimo metu. Jeigu tarp kūnų nėra skysto ar dujinio sluoksnio (tepimo), tai tokia trintis vadinama sausa. Priešingu atveju trintis ... ... Vikipedija

Poilsio trintis- Ramybės trintis, sukibimo trintis - jėga, atsirandanti tarp dviejų besiliečiančių kūnų ir neleidžianti atsirasti santykiniam judėjimui. Šią jėgą reikia įveikti, kad pajudėtų du besiliečiantys kūnai ... ... Vikipedija

Vaikščiojantis žmogus– Čia nukreipiamas prašymas „vaikščioti vertikaliai“. Šiai temai reikia atskiro straipsnio. Žmogaus ėjimas yra natūraliausias žmogaus judėjimas. Automatizuotas motorinis veiksmas, atliktas dėl sudėtingos koordinuotos veiklos ... ... Vikipedija

dvikojis- Ėjimo ciklas: atrama vienai kojai, dvi atramos laikotarpio atramos ant kitos kojos. Žmogaus ėjimas yra natūraliausias žmogaus judėjimas. Automatizuotas motorinis veiksmas, atliekamas dėl sudėtingos koordinuotos skeleto veiklos ... Vikipedija

Amontono-Kulono dėsnis- trinties jėga kūnui slystant paviršiumi nepriklauso nuo kūno sąlyčio su paviršiumi ploto, bet priklauso nuo normalios šio kūno reakcijos jėgos ir nuo būsenos. aplinką. Slydimo trinties jėga atsiranda, kai tam tikra slydimo ... ... Vikipedija

Kulono dėsnis (mechanika)- Amontono Kulono dėsnis, trinties jėga kūnui slystant paviršiumi nepriklauso nuo kūno sąlyčio su paviršiumi ploto, bet priklauso nuo normalios šio kūno reakcijos jėgos ir nuo aplinkos būklė. Slydimo trinties jėga atsiranda, kai ... ... Vikipedija

Būtina žinoti kiekvienos jėgos taikymo tašką ir kryptį. Svarbu mokėti tiksliai nustatyti, kokios jėgos veikia kūną ir kokia kryptimi. Jėga žymima kaip , matuojama niutonais. Norint atskirti jėgas, jos žymimos taip

Žemiau pateikiamos pagrindinės gamtoje veikiančios jėgos. Sprendžiant problemas neįmanoma išrasti neegzistuojančių jėgų!

Gamtoje yra daug jėgų. Čia atsižvelgiama į jėgas, į kurias atsižvelgiama mokykliniame fizikos kurse studijuojant dinamiką. Taip pat minimos ir kitos jėgos, kurios bus aptartos kituose skyriuose.

Gravitacijos jėga

Kiekvienas planetos kūnas yra veikiamas Žemės gravitacijos. Jėga, kuria Žemė traukia kiekvieną kūną, nustatoma pagal formulę

Taikymo taškas yra kūno svorio centre. Gravitacijos jėga visada nukreiptas vertikaliai žemyn.

Trinties jėga

Susipažinkime su trinties jėga. Ši jėga atsiranda, kai kūnai juda ir susiliečia du paviršiai. Jėga atsiranda dėl to, kad paviršiai, žiūrint pro mikroskopą, nėra lygūs, kaip atrodo. Trinties jėga nustatoma pagal formulę:

Dviejų paviršių sąlyčio taške veikia jėga. Nukreiptas judėjimui priešinga kryptimi.

Palaikykite reakcijos jėgą

Įsivaizduokite labai sunkų daiktą, gulintį ant stalo. Stalas lenkia nuo objekto svorio. Tačiau pagal trečiąjį Niutono dėsnį stalas veikia objektą lygiai tokia pat jėga kaip ir ant stalo esantis objektas. Jėga nukreipta priešinga jėgai, kuria objektas spaudžia stalą. Tai yra. Ši jėga vadinama palaikymo reakcija. Jėgos pavadinimas „kalba“ reaguoti palaikymą. Ši jėga atsiranda kiekvieną kartą, kai daromas poveikis atramai. Jo atsiradimo pobūdis molekuliniame lygmenyje. Objektas tarsi deformavo įprastą molekulių padėtį ir ryšius (stalo viduje), jos savo ruožtu linkusios grįžti į pradinę būseną, „priešintis“.

Visiškai bet koks kūnas, net ir labai lengvas (pavyzdžiui, pieštukas, gulintis ant stalo), deformuoja atramą mikro lygiu. Todėl atsiranda palaikymo reakcija.

Nėra specialios formulės, kaip rasti šią jėgą. Jie žymi jį raide, tačiau ši jėga yra tik atskira tamprumo jėgos rūšis, todėl ji taip pat gali būti žymima kaip

Jėga veikiama objekto sąlyčio su atrama taške. Nukreiptas statmenai atramai.

Kadangi kūnas vaizduojamas kaip materialus taškas, jėgą galima pavaizduoti iš centro

Elastinė jėga

Ši jėga atsiranda dėl deformacijos (pradinės medžiagos būsenos pokyčių). Pavyzdžiui, ištempdami spyruoklę, padidiname atstumą tarp spyruoklės medžiagos molekulių. Kai suspaudžiame spyruoklę, ją sumažiname. Kai pasukame arba pasislenkame. Visuose šiuose pavyzdžiuose atsiranda jėga, kuri neleidžia deformuotis – tamprumo jėga.

Huko dėsnis

Tamprumo jėga nukreipta priešinga deformacijai.

Kadangi kūnas vaizduojamas kaip materialus taškas, jėgą galima pavaizduoti iš centro

Sujungus nuosekliai, pavyzdžiui, spyruokles, standumas apskaičiuojamas pagal formulę

Sujungus lygiagrečiai, standumas

Mėginio standumas. Youngo modulis.

Youngo modulis apibūdina medžiagos tamprumo savybes. Tai pastovi reikšmė, kuri priklauso tik nuo medžiagos, jos fizinės būklės. Apibūdina medžiagos gebėjimą atsispirti tempimo ar gniuždymo deformacijai. Youngo modulio reikšmė yra lentelė.

Sužinokite daugiau apie kietųjų medžiagų savybes.

Kūno svoris

Kūno svoris yra jėga, kuria objektas veikia atramą. Jūs sakote, kad tai gravitacija! Sumišimas kyla taip: iš tiesų, dažnai kūno svoris yra lygus gravitacijos jėgai, tačiau šios jėgos yra visiškai skirtingos. Gravitacija yra jėga, atsirandanti sąveikaujant su Žeme. Svoris yra sąveikos su atrama rezultatas. Sunkio jėga veikia objekto svorio centre, o svoris yra jėga, kuri veikia atramą (ne objektą)!

Svorio nustatymo formulės nėra. Ši jėga žymima raide .

Atramos reakcijos jėga arba tamprumo jėga atsiranda reaguojant į objekto smūgį į pakabą ar atramą, todėl kūno svoris skaitiniu požiūriu visada yra toks pat kaip elastingumo jėga, tačiau yra priešingos krypties.

Atramos reakcijos jėga ir svoris yra tos pačios prigimties jėgos, pagal 3-ąjį Niutono dėsnį yra lygios ir nukreiptos priešingai. Svoris yra jėga, kuri veikia atramą, o ne kūną. Kūną veikia gravitacijos jėga.

Kūno svoris gali būti nelygus gravitacijai. Jis gali būti arba daugiau, arba mažiau, arba gali būti toks, kad svoris lygus nuliui. Ši būsena vadinama nesvarumas. Nesvarumas – tai būsena, kai objektas nesąveikauja su atrama, pavyzdžiui, skrydžio būsena: yra gravitacija, bet svoris lygus nuliui!

Galima nustatyti pagreičio kryptį, jei nustatote, kur nukreipta gaunamoji jėga

Atkreipkite dėmesį, kad svoris yra jėga, matuojama niutonais. Kaip teisingai atsakyti į klausimą: „Kiek sveri“? Atsakome 50 kg, įvardindami ne svorį, o savo masę! Šiame pavyzdyje mūsų svoris yra lygus gravitacijai, kuri yra maždaug 500 N!

Perkrova- svorio ir gravitacijos santykis

Archimedo stiprybė

Jėga atsiranda dėl kūno sąveikos su skysčiu (dujomis), kai jis panardinamas į skystį (arba dujas). Ši jėga išstumia kūną iš vandens (dujų). Todėl jis nukreiptas vertikaliai į viršų (stumia). Nustatoma pagal formulę:

Ore mes nepaisome Archimedo jėgos.

Jei Archimedo jėga lygi gravitacijos jėgai, kūnas plūduriuoja. Jei Archimedo jėga didesnė, tai ji pakyla į skysčio paviršių, jei mažesnė – skęsta.

elektros jėgos

Yra elektrinės kilmės jėgos. Atsiranda esant elektros krūviui. Šios jėgos, tokios kaip Kulono jėga, Ampero jėga, Lorenco jėga, išsamiai aptariamos Elektros skyriuje.

Kūną veikiančių jėgų schematinis žymėjimas

Dažnai kūnas modeliuojamas materialaus taško. Todėl diagramose įvairūs taikymo taškai perkeliami į vieną tašką – į centrą, o kūnas schematiškai pavaizduotas kaip apskritimas arba stačiakampis.

Norint teisingai paskirti jėgas, būtina išvardyti visus kūnus, su kuriais tiriamas kūnas sąveikauja. Nustatykite, kas atsitinka dėl sąveikos su kiekvienu: trintis, deformacija, trauka, o gal atstūmimas. Nustatykite jėgos rūšį, teisingai nurodykite kryptį. Dėmesio! Jėgų skaičius sutaps su kūnų, su kuriais vyksta sąveika, skaičiumi.

Svarbiausia prisiminti

1) Jėgos ir jų prigimtis;
2) Jėgų kryptis;
3) Gebėti nustatyti veikiančias jėgas

Atskirkite išorinę (sausą) ir vidinę (klampią) trintį. Išorinė trintis atsiranda tarp besiliečiančių kietų paviršių, vidinė trintis tarp skysčio ar dujų sluoksnių santykinio judėjimo metu. Yra trys išorinės trinties tipai: statinė trintis, slydimo trintis ir riedėjimo trintis.

Riedėjimo trintis nustatoma pagal formulę

Pasipriešinimo jėga atsiranda, kai kūnas juda skystyje ar dujose. Pasipriešinimo jėgos dydis priklauso nuo kūno dydžio ir formos, jo judėjimo greičio ir skysčio ar dujų savybių. Važiuojant mažu greičiu pasipriešinimo jėga yra proporcinga kūno greičiui

Esant dideliam greičiui, jis yra proporcingas greičio kvadratui

Apsvarstykite abipusį objekto ir Žemės trauką. Tarp jų pagal gravitacijos dėsnį atsiranda jėga

Dabar palyginkime gravitacijos dėsnį ir gravitacijos jėgą

Laisvo kritimo pagreičio reikšmė priklauso nuo Žemės masės ir jos spindulio! Taigi, naudojant tos planetos masę ir spindulį, galima apskaičiuoti, kokiu pagreičiu kris objektai Mėnulyje ar bet kurioje kitoje planetoje.

Atstumas nuo Žemės centro iki ašigalių yra mažesnis nei iki pusiaujo. Todėl laisvojo kritimo pagreitis ties pusiauju yra šiek tiek mažesnis nei ties ašigaliais. Kartu reikia pažymėti, kad pagrindinė laisvojo kritimo pagreičio priklausomybės nuo vietovės platumos priežastis yra tai, kad Žemė sukasi aplink savo ašį.

Tolstant nuo Žemės paviršiaus gravitacijos jėga ir laisvojo kritimo pagreitis keičiasi atvirkščiai atstumo iki Žemės centro kvadratui.