Равнодействующая сил презентация

Обозначение:

F ( эф )

Единица измерения:

Н

ньютон

Сила –

Динамометр – прибор для измерения силы

1 – корпус 2 – пружина с крючком 3 – указатель 4 – шкала 5 – груз

Виды динамометров

1

3

4

5

2

Вектор – направленный отрезок прямой

Задача

Построить силу F=1000 Н, действующую на кубик и направленную вертикально вниз

Решение:

1. Сделаем рисунок, на котором изобразим данное тело

2. Выберем точку приложения силы О и направление её действия ОО

3. Выберем удобный масштаб

4. Определим длину отрезка и отложим его от точки О вертикально вниз

5. Построим вектор ОА и обозначим его через F

m

А

О

ОА

а

F

М: 1кл – 200Н

1000 Н : 200 Н = 5 кл

ОА = F

О

А

О

F = F + F + F + F + ...

1

2

3

4

F

F

1

F

3

F

2

F

4

Сложение сил, действующих вдоль одной прямой и направленных в одну и ту же сторону

Сложение сил, действующих вдоль одной прямой и направленных в разные стороны

Равнодействующая сил направлена в ту же сторону, а её модуль равен сумме модулей составляющих сил

Равнодействующая сил направлена в сторону действия большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил

Перетягивание каната

F1

F2

x

x

F

F

F

F

F

F

F = F + F

F = F - F

2

1

1

2

2

1

1

2

Найдём равнодействующую силу по правилу параллелограмма

F

F

А

D

С

В

F

А

D

С

В

F

F

L

180 - L

F

Из АВС по теореме Пифагора:

F = F + F

2

2

2

F = F + F

2

2

Из АВС по теореме косинусов:

F = F + F - 2 F F cos ( 180 - L )

2

2

2

F = F + F - 2 F F cos ( 180 - L )

2

2

F2

F1

F

F

1

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

2

2

2

2

2

2

2

Подъёмная
сила

Сила ветра

трения

силы

упругости

вес

тела

Закон справедлив в инерциальных системах отсчёта ( И. С. О. )

И. С. О. – такая система отсчёта, в которой выполняется закон инерции

Инерция – явление сохранения скорости тела постоянной, если на него не действуют другие тела

Примеры И. С. О.

Геоцентрическая

Гелиоцентрическая

Примеры

Z

y

x

y

x

Z

а

=

F

m

F = ma

m

=

F

а

а

F

Закон справедлив в И. С. О.

Примеры

F – равнодействующая сила, Н
m – масса тела, кг
а – ускорение тела, м/c

2

F – причина
а – следствие

F

а

F = -F

x

F

F

F

F

}

Силы,
приложенные к
взаимо-
действующим
телам, H

1. Силы приложены к разным телам и возникают парами

Закон справедлив в И. С. О.

Примеры

3. Силы не уравновешивают друг друга и имеют одинаковую природу

2. F F

1

1

1

1

2

2

2

2

Точка приложения: геометрический центр тела
Направление: вдоль прямой, соединяющей центры взаимодействующих тел

Закон всемирного тяготения:

Тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними

F

F

2-1

1-2

R

m

m

1

2

-F

2-1

F

1-2

=

Fв.т = G

.

m

1

m

2

.

R

2

G

=

Fв.т.

R

2

m

1

m

2

Fв.т – сила всемирного тяготения, H m , m – массы тел, кг R – расстояние между телами, м G – гравитационная постоянная,

H м

2

КГ

2

1

2

.

.

.

G = ( 6,67259 0,00085 ) 10

+

-11

H м

2

кг

2

Точка приложения: геометрический центр тела
Направление: вертикально вниз, к центру Земли

F

т

F

т

Fт = m g

m=

Fт

g

g=

Fт

m

Fт – сила тяжести, H m – масса тела, кг – – ускорение свободного падения,

H

кг

g

Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела

g

2

2

~

~

g = G

Mз

(Rз + h)

2

, где

h – высота над уровнем моря, м Rз – радиус Земли, м Мз – масса Земли, кг

5. Зависит от географической широты места: на экваторе g 9,78049 м/с на полюсе g 9,83221 м/c

~

~

~

~

2

2

g >g

Rз.< Rз.

Rз.э.

Rз.п.

6. Различно на разных планетах:

п л а н е т ы

274

1,6

9,81

3,7

8,76

3,76

23,5

9,06

9,8

13,47

0,6

Звезда

Спутник

Солнце

Луна

Земля

Меркурий

Венера

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

Ускорение свободного падения g, м/c

2

2

э

п

п.

э

э.

п

Сила упругости

Точка приложения: граница раздела опоры и тела (подвеса и тела)
Направление: перпендикулярно опоре (вдоль подвеса)

Fу

Fу

Закон Гука:

Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна его удлинению и противоположно направлена перемещению частиц тела при деформации

деформации

Fу = -kx

k =

Fу

х

х =

Fу

k

н

м

х = I x - x I

1

2

x

1

Fу

x

2

x

Fу

x

x

2

Сила, с которой опора или подвес действуют на тело (препятствует деформации тел)

х

упругая

неупругая

( пластическая )

Виды деформаций

растяжение

Fу

F

изгиб

сдвиг

кручение

сжатие

F

Fу

Вес тела прямо пропорционален его массе

P = m g

m =

P

g

g =

P

m

Р – вес тела, H
m – масса тела, кг
g – ускорение свободного падения, Н/кг

Точка приложения: граница раздела опоры и тела (подвеса и тела) Направление: вертикально вниз, к центру Земли

Р = 0

Это состояние испытывает любое свободно падающее под действием только силы тяжести ( всемирного тяготения ) тело

Примеры проявления:

1. Испытывает прыгун с момента отрыва от земли и до приземления
2. Пловец, прыгающий с вышки, до соприкосновения с водой
3. Космонавт в космосе

Точка приложения: граница соприкосновения тел
Направление: вдоль границы соприкасающихся тел, против относительной скорости

Fтр = µ N

N =

Fтр

µ =

N

Fтр

Fтр – сила трения, H
N – сила реакции опоры, H
µ – коэффициент трения

Сила трения прямо пропорциональна силе реакции опоры

Ѵ

µ

Ѵ

Fтр.

Сила трения – скольжения это сила, возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого

Сила трения – качения это сила, возникающая при качении одного тела по поверхности другого

L

Fтр.п.

Ѵ=0