Как найти модуль силы физика 7 класс

В статье разберемся, что такое модуль. Модуль силы, скорости, импульса, что это всё? Давайте разбираться!

модуль

Абсолютная величина, известная так же, как модуль, это всегда некое неотрицательное число, чье определение всегда зависит от типа числа. Символически модуль обозначается как: | x |.

Сила и модуль силы

В процессе изучения физики приходится сталкиваться с различными явлениями, рассчитывать скорость, силу и многие другие параметры. Не менее важно понять какими методами, и в каких единицах делаются расчеты по характеристикам этих явлений. Одна из физических величин это сила. Сила представляет собой величину, которая способна показать меру воздействия на тело посредством другого тела или со стороны полей. Взаимодействие образуется за счет тех полей, которые создаются самими телами в случае контакта. Всего различают четыре вида взаимодействия: слабое, сильное, гравитационное, электромагнитное. Сила обозначается буквой F от латинского слова fortis, что в переводе означает сильный.

Что такое модуль силы?

модуль силы

Сила является векторной величиной, это значит, что она обладает, так как направлением, так и модулем. Не так часто встречается случай, когда на тело воздействует одна единственная величина, чаще всего их несколько. В таком случае речь о равнодействующей силы, которая формируется за счет суммирования всех сил, влияющие на тело одновременно. Стоит отметить, что параметр равнодействующая сила является искусственным и создан только для удобства проведения расчетов.

Но что же это модуль силы? Модуль является абсолютной величиной. Это такая величина, которая отражается числом с плюсом во всех случаях. Другими словами характеристики какого-то процесса или явления выражены конкретными числами. Каждая сила характеризуется направлением и величиной, эта величина и есть модуль, вот что это модуль силы.

Модуль равнодействующих двух сил определяется по формулам:

  • F=F1 + F2 (в случае сил с одинаковым направлением)
  • F=F1 — F2 (силы с разным направлением)

Для модуля равнодействующих нескольких сил все намного сложнее. Для начала надо вводить систему координат, записать и высчитать проекции сил, потом использовать теорему Пифагоры.

Исаак Ньютон внес серьезный вклад в работу над различными видами сил. В связи с этим в качестве единицы измерения силы применяется Н (Ньютон).

Что это модуль скорости?

модуль скорости

Каждое тело в процессе перемещения развивает энную скорость, которая характеризуется двумя параметрами: направление и модуль. Что же это модуль скорости? Это число, обозначающее, насколько быстро перемещается тело. Сама скорость является вектором. У нее есть все свойства вектора перемещения, так как выражается посредством него и обладает всеми свойствами данного вектора.

Для определения модуля скорости необходимо учитывать закон движения со всеми своими правилами. Вычисление модуля скорости может осуществляться посредством графика движения. Если недостаточно понятно, что это модуль скорости тела можно использовать одно из понятий: скалярная величина и алгебраическая скорость. Скорость как вектор это величина с направлением и численным значением, при этих условиях модуль скорости тела это не что иное, как длина этого вектора.

Чаще всего речь о прямолинейном движении в рамках координат (x;t). В таком случае для определения данного параметра подойдет формула:

v = S/t = (x — x0)/t.

Это значит, что необходимо нужно отнять начальную координату от конечной координаты. Полученный результат нужно разделить на то время, за которое имело место изменение координаты.

Пример определения модуля скорости одного тела относительно другого на основе задачи: два тела перемещаются со скоростью 8 и 6 м/с. Направление их движения перпендикулярное друг другу. Поэтапное решение осуществляется таким образом:

  1. Вычисляется скорость v21 на базе закона сложения скоростей v2 = v21 + v1, а значит v21 = v2 – v1.
  2. Определяется модуль скорости тела согласно теореме Пифагора.

Модуль импульса и модуль оси

модуль оси

Импульс представляет собой векторную величину, чье направление идентично направлению вектора скорости. Он может поменяться только в том случае, если произойдет изменение скорости под воздействием какой-то силы. Но что это модуль импульса и как он рассчитывается? Модуль импульса определяется согласно произведению массы тела на скорость. Его можно легко вычислить, если есть данные по скорости и по массе.

Что это модуль оси? Разъяснение данного понятия, может быть сделана на основе определения понятия ось. Ось представляет собой прямую с заданным направлением. В каком-то роде можно сказать, что это нечто иное, как вектор с величиной модуля, которая тянется к бесконечности. Это и есть модуль оси. Для обозначения оси можно использовать любую букву: t, Z, Y, X и т.д. На ней определяется точка О, известная как начало отсчета. Все расстояния до других точек определяются относительно нее. Для того чтобы сделать проекцию точки на ось, нужно провести перпендикулярную прямую через эту точку на саму ось. В таком случае проекция этой точки, сама точка.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:


Содержание

  1. Формула равнодействующей всех сил
  2. Второй закон Ньютона и формула модуля равнодействующей
  3. Примеры задач с решением
  4. О причинах изменений
  5. Сложение сил
  6. Задачи
  7. Что мы узнали?

На тело могут оказывать действие не одна, а некоторая совокупность сил. Суммарное действие этих сил характеризуют, используя понятие равнодействующей силы.

Формула равнодействующей всех сил

Пусть на тело воздействуют в один и тот же момент времени N сил. Ускорение тела при этом равно сумме векторов ускорений, которые возникли бы при наличии каждой силы отдельно. Сила является векторной величиной. Следовательно, силы, действующие на тело, нужно складывать в соответствии с правилом сложения векторов. Равнодействующей силой ($overline$) называют векторную сумму всех сил, которые оказывают действие на тело в рассматриваемый момент времени:

Формула (1) — это формула равнодействующей всех сил, приложенных к телу. Равнодействующая сила является искусственной величиной, которую вводят для удобства проведения вычислений. Равнодействующая сила направлена также как вектор ускорения тела.

Складывают векторы, используя правило треугольника (рис.1)

правило параллелограмма (рис.2).

или многоугольника (рис.3):

Второй закон Ньютона и формула модуля равнодействующей

Основной закон динамики поступательного движения в механике можно считать формулой для нахождения модуля равнодействующей силы, приложенной к телу и вызывающей ускорение этого тела:

$overline=0$, если силы, приложенные к телу, взаимно компенсируют друг друга. Тогда в инерциальной системе отсчета тело скорость движения тела.

При изображении сил, действующих на тело, на рисунке, в случае равноускоренного движения, равнодействующую силу, изображают длиннее, чем сумму сил, которые противоположно ей направлены. Если тело перемещается с постоянной скоростью или покоится, длины векторов сил (равнодействующей и сумме остальных сил), одинаковы и направлены они в противоположные стороны.

Когда находят равнодействующую сил, на рисунке изображают все учитываемые в задаче силы. Суммируют эти силы в соответствии с правилами сложения векторов.

Примеры задач с решением

Задание. К материальной точке приложены силы, направленные под углом $alpha =60<>^circ $ друг к другу (рис.4). Чему равен модуль равнодействующей этих сил, если $F_1=40 $Н; $F_2=20 $Н?

Решение. Силы на рис. 1 сложим, используя правило параллелограмма. Длину равнодействующей силы $overline$ найдем, применяя теорему косинусов:

Вычислим модуль равнодействующей силы:

[F=sqrt<<40>^2+<20>^2+2cdot 40cdot 20<cos (60<>^circ ) >>approx 52,92 left(Н
ight).]

Ответ. $F=52,92$ Н

Задание. Как изменяется модуль равнодействующей силы со временем, если материальная точка массы $m$ перемещается в соответствии с законом: $s=A<cos (omega t)(м) >$, где $s$ — путь пройденный точкой; $A=const;; omega =const?$ Чему равна максимальная величина этой силы?

Решение. По второму закону Ньютона равнодействующая сил, действующих на материальную точку равна:

Следовательно, модуль силы можно найти как:

Ускорение точки будем искать, используя связь между ним и перемещением точки:

Первая производная от $s$ по времени равна:

Подставим полученный в (2.5) результат, в формулу модуля для равнодействующей силы (2.2) запишем как:

Так как косинус может быть меньше или равен единицы, то максимальное значение модуля силы, действующей на точку, составит:

О причинах изменений

Классическая механика разделена на два раздела – кинематику, при помощи уравнений описывающую траекторию движения тел, и динамику, которая разбирается с причинами изменения положения объектов или самих объектов.

Причиной изменений выступает некоторая сила, которая есть мера действия на тело других тел или силовых полей (например, электромагнитное поле или гравитация). К примеру, сила упругости вызывает деформацию тела, сила тяжести – падение тел на Землю.

Сила – это векторная величина, то есть, ее действие – направленное. Модуль силы в общем случае пропорционален некоему коэффициенту (для деформации пружины – это ее жесткость), а также параметрам действия (масса, заряд).

Сложение сил

В случае, когда на тело действует n сил, говорят о равнодействующей силе, а формула второго закона Ньютона принимает вид:

$mvec a = sumlimits_^n vec F_i$.

Рис. 1. Равнодействующая сил.

Поскольку F – векторная величина, сумма сил называется геометрической (или векторной). Такое сложение выполняется по правилу треугольника или параллелограмма, либо по компонентам. Поясним каждый метод на примере. Для этого запишем формулу равнодействующей силы в общем виде:

$F = sumlimits_^n vec F_i$

А силу $F_i$ представим в виде:

Тогда суммой двух сил будет новый вектор $F_ = (F_ + F_, F_ + F_, F_ + F_)$.

Рис. 2. Покомпонентное сложение векторов.

Абсолютное значение равнодействующей можно рассчитать так:

Теперь дадим строгое определение: равнодействующая сила есть векторная сумма всех сил, оказывающих влияние на тело.

Разберем правила треугольника и параллелограмма. Графически это выглядит так:

Рис. 3. Правило треугольника и параллелограмма.

Внешне они кажутся различными, но когда доходит до вычислений, сводятся к нахождению третьей стороны треугольника (или, что тоже самое, диагонали параллелограмма) по теореме косинусов.

Если сил больше двух, иногда удобней пользоваться правилом многоугольника. По своей сути – это всё тот же треугольник, только повторенный на одном рисунке некоторое количество раз. В случае, если по итогу контур получился замкнутым, общее действие сил равно нулю и тело покоится.

Задачи

  • На ящик, размещенный в центре декартовой прямоугольной системы координат, действуют две силы: $F_1 = (5, 0)$ и $F_2 = (3, 3)$. Рассчитать равнодействующую двумя методами: по правилу треугольника и при помощи покомпонентного сложения векторов.

Решение

Равнодействующей силой будет векторная сумма $F_1$ и $F_2$.

$vec F = vec F_1 + vec F_2 = (5+3, 0+3) = (8, 3)$
Абсолютное значение равнодействующей силы:

Теперь получим тоже значение при помощи правила треугольника. Для этого сначала найдем абсолютные значения $F_1$ и $F_2$, а также угол между ними.

Угол между ними – 45˚, так как первая сила параллельна оси Оx, а вторая делит первую координатную плоскость пополам, то есть является биссектрисой прямоугольного угла.

Теперь, разместив вектора по правилу треугольника, рассчитаем по теореме косинусов равнодействующую:

  • На машину действуют три силы: $F_1 = (-5, 0)$, $F_2 = (-2, 0)$, $F_1 = (7,0)$. Какова их равнодействующая?

Решение

Достаточно сложить иксовые компоненты векторов:

Что мы узнали?

В ходе урока было введено понятие равнодействующей сил и рассмотрены различные методы ее расчета, а также введена запись второго закона Ньютона для общего случая, когда количество сил неограниченно.

Силу, заменяющую собой действие на тело нескольких сил, называют равнодействующей ; равнодействующая сила равна векторной сумме сил, приложенных к данному телу:

F → = F → 1 + F → 2 + . + F → N ,

где F → 1 , F → 2 , . F → N — силы, приложенные к данному телу.

Равнодействующую двух сил удобно находить графически по правилу параллелограмма (рис. 2.14, а ) или треугольника (рис. 2.14, б ).

Для сложения нескольких сил (вычисления равнодействующей) используют следующий алгоритм :

1) вводят систему координат и записывают проекции всех сил на координатные оси:

F 1 x , F 2 x , . F Nx ,

F 1 y , F 2 y , . F Ny ;

2) вычисляют проекции равнодействующей как алгебраическую сумму проекций сил:

F x = F 1 x + F 2 x + . + F Nx ,

F y = F 1 y + F 2 y + . + F Ny ;

3) модуль равнодействующей вычисляют по формуле

F = F x 2 + F y 2 .

Рассмотрим частные случаи равнодействующей.

Силу взаимодействия тела с горизонтальной опорой , по которой может происходить движение тела, рассчитывают как равнодействующую силы трения и силы реакции опоры (рис. 2.15):

F → вз = F → тр + N → ,

ее модуль вычисляется по формуле

F вз = F тр 2 + N 2 ,

где F → тр — сила трения скольжения или покоя; N → — сила реакции опоры.

Частные случаи равнодействующей:

Силу взаимодействия тела с комбинированной опорой (например, креслом автомобиля, самолета и т.п.) рассчитывают как равнодействующую сил давления на вертикальную и горизонтальную части опоры (рис. 2.16):

F → вз = F → гор + F → верт ,

где F → гор — сила давления, действующая на тело со стороны горизонтальной части опоры (численно равная весу тела); F → верт — сила давления, действующая на тело со стороны вертикальной части опоры (численно равная силе инерции).

Частные случаи равнодействующей:

Равнодействующая силы тяжести и силы Архимеда называется подъемной силой (рис. 2.17):

F → под = F → А + m g → ,

ее модуль вычисляется по формуле

F под = F А − m g ,

где F → А — сила Архимеда (выталкивающая сила); m g → — сила тяжести.

Частные случаи равнодействующей:

Если под влиянием нескольких сил тело равномерно движется по окружности, то равнодействующая всех приложенных к телу сил является центростремительной силой (рис. 2.18):

F → ц .с = F → 1 + F → 2 + . + F → N .

где F → 1 , F → 2 , . F → N — силы, приложенные к телу.

Модуль центростремительной силы, направленной по радиусу к центру окружности, может быть вычислен по одной из формул:

F ц .с = m v 2 R , F ц .с = m ω 2 R , F ц .с = m v ω ,

где m — масса тела; v — модуль линейной скорости тела; ω — величина угловой скорости; R — радиус окружности.

Пример 21. По дну водоема, наклоненному под углом 60° к горизонту, начинает скользить тело массой 10 кг, полностью находящееся в воде. Найти модуль равнодействующей всех сил, приложенных к телу, если между телом и дном водоема воды нет, а коэффициент трения составляет 0,15.

Решение. Так как между телом и дном водяная прослойка отсутствует, то сила Архимеда на тело не действует.

Искомой величиной является модуль векторной суммы всех сил, приложенных к телу:

F → = F → тр + m g → + N → ,

где N → — сила нормальной реакции опоры; m g → — сила тяжести; F → тр — сила трения. Указанные силы и система координат изображены на рисунке.

Вычисление модуля результирующей силы F проведем в соответствии с алгоритмом.

1. Определим проекции сил, приложенных к телу, на координатные оси:

проекция силы трения

F тр x = − F тр = − μ N ;

проекция силы тяжести

( m g ) x = m g sin 60 ° = 0,5 3 m g ;

проекция силы реакции опоры

проекция силы трения

проекция силы тяжести

( m g ) y = − m g cos 60 ° = − 0,5 m g ;

проекция силы реакции опоры

где m — масса тела; g — модуль ускорения свободного падения; µ — коэффициент трения.

2. Вычислим проекции равнодействующей на координатные оси, суммируя соответствующие проекции указанных сил:

F x = F тр x + ( m g ) x = − μ N + 0,5 3 m g ;

F y = ( m g ) y + N y = − 0,5 m g + N .

Движение по оси Oy отсутствует, т.е. F y = 0, или, в явном виде:

Отсюда следует, что

что позволяет получить формулу для расчета силы трения:

F тр = μ N = 0,5 μ m g .

3. Искомое значение равнодействующей:

F = F x 2 + F y 2 = | F x | = − 0,5 μ m g + 0,5 3 m g = 0,5 m g ( 3 − μ ) .

F = 0,5 ⋅ 10 ⋅ 10 ( 3 − 0,15 ) = 79 Н.

Пример 22. Тело массой 2,5 кг движется горизонтально под действием силы, равной 45 Н и направленной под углом 30° к горизонту. Определить величину силы взаимодействия тела с поверхностью, если коэффициент трения скольжения равен 0,5.

Решение. Силу взаимодействия тела и опоры найдем как равнодействующую силы трения F → тр и силы нормальной реакции опоры N → :

F → вз = F → тр + N → ,

модуль которой определяется формулой

F вз = F тр 2 + N 2 .

Силы, приложенные к телу, показаны на рисунке.

Модуль силы нормальной реакции опоры определяется формулой

N = m g − F sin 30 ° ,

а модуль силы трения скольжения —

где m — масса тела; g — модуль ускорения свободного падения; µ — коэффициент трения; F — модуль силы, вызывающей движение тела.

С учетом выражений для N и F тр формула для расчета искомой силы принимает вид:

F вз = ( μ N ) 2 + N 2 = N μ 2 + 1 = ( m g − F sin 30 ° ) μ 2 + 1 .

F вз = ( 2,5 ⋅ 10 − 45 ⋅ 0,5 ) ( 0,5 ) 2 + 1 ≈ 2,8 Н.

Пример 23. Во сколько раз изменится подъемная сила, если с аэростата сбросить балласт, равный половине его массы? Плотность воздуха считать равной 1,3 кг/м 3 , массу аэростата с балластом — 50 кг. Объем аэростата составляет 50 м 3 .

Решение. Подъемная сила, действующая на аэростат, является равнодействующей силы Архимеда F → А и силы тяжести m g → :

F → под = F → А + m g → ,

модуль которой определяется формулой

где F A = ρ возд gV — модуль силы Архимеда; ρ возд — плотность воздуха; g — модуль ускорения свободного падения; V — объем аэростата; m — масса аэростата (с балластом или без него).

Модуль подъемной силы может быть рассчитан по формулам:

  • для аэростата с балластом

F под 1 = ρ возд g V − m 1 g ,

  • для аэростата без балласта

F под 2 = ρ возд g V − m 2 g ,

где m 1 — масса аэростата с балластом; m 2 — масса аэростата без балласта.

Искомое отношение модулей подъемных сил составляет

F под 2 F под 1 = ρ возд V − m 2 ρ возд V − m 1 = 1,3 ⋅ 50 − 25 1,3 ⋅ 50 − 50 ≈ 2,7 .

Пример 24. Модуль равнодействующей всех сил, действующих на тело, равен 2,5 Н. Определить в градусах угол между векторами скорости и ускорения, если известно, что модуль скорости остается постоянным.

Решение. Скорость тела не изменяется по величине. Следовательно, тело обладает только нормальной составляющей ускорения a → n ≠ 0 . Такой случай реализуется при равномерном движении тела по окружности.

Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, является центростремительной силой и показана на рисунке.

Векторы силы, скорости и ускорения имеют следующие направления:

  • центростремительная сила F → ц .с направлена к центру окружности;
  • вектор нормального ускорения a → n направлен так же, как и сила;
  • вектор скорости v → направлен по касательной к траектории движения тела.

Следовательно, искомый угол между векторами скорости и ускорения равен 90°.

Сила.
Единицы силы

«Знание
– сила»

Фрэнсис
Бэкон

Человек
часто упоминает слово «сила» в быту. В рамках данной темы речь будет
идти о силе, как о физическом понятии. Давайте вспомним тему про взаимодействие
тел. Прыгая из лодки, человек действуете на неё, но и лодка действует на человека.
Мяч, ударяясь о стенку, действует на неё, и, в тоже время, стенка оказывает
ответное воздействие на мяч. На подобных примерах можно убедится, что действие
не может быть односторонним
, то есть, все тела действуют друг на друга
взаимодействуют. Только взаимодействие тел может изменить их
скорость
– это был главный вывод из темы о взаимодействии тел. При изучении
темы, посвященной массе тела, было показано, что чем больше масса тела, тем
меньше меняется его скорость в результате взаимодействия.
Например, чтобы
сдвинуть с места тележку, необходимо затратить меньшее усилие, чем для того,
чтобы сдвинуть с места автомобиль. Приведем другой пример: можно привести в
движение шарик на пружине.

Чем
сильнее на него воздействовать, тем больше сожмется пружина.
После
того, как рука перестанет действовать на шарик, пружина распрямится, и уже она
будет являться телом, действующим на шарик.

Также,
можно ударить теннисный мяч ракеткой, тем самым изменив направление его
скорости. И чем сильнее ударить по мячу, тем большую скорость он приобретёт. Итак,
что же такое сила?
Силой в физике называется количественная мера
взаимодействия тел.
Поскольку, это количественная мера, у неё есть
числовое значение, то есть, сила является физической величиной.
Можно
заметить, что существенное значение имеет то, как направлена сила. Поэтому,
сила – это векторная величина.
Действительно, если толкнуть тележку вправо,
то она и поедет вправо. А если толкнуть влево, то она и поедет влево. То есть, изменение
скорости зависит не только от значения силы, но и от её направления.
Сила
обозначается латинской буквой F, и над
этой буквой ставится стрелочка, показывающая, что это векторная величина.

Вектор
силы: .

Если
же букву F написана
без стрелочки над ней, то речь идет о модуле силы, то есть только о её числовом
значении.

Модуль
силы:
F.

В
системе СИ сила измеряется в ньютонах [Н], в честь знаменитого физика Исаака
Ньютона.

[F]
= [Н]

Именно
Ньютон тщательнейшим образом изучал взаимодействие тел и внес огромный вклад в
развитие физики в целом. Поскольку сила является причиной изменения скорости
тела, за единицу силы принята такая сила, которая за 1 с изменяет скорость
тела массой 1 кг на 1 м/с.
Таким образом, 1 Н равен

1 Н = 1 кг×м/с2

Необходимо
отметить, что сила характеризуется еще и точкой приложения. Приведем
простой пример: если приложить горизонтально направленную силу к сидению стула,
то стул просто сдвинется с места. А вот если приложить ту же силу к спинке
стула, то он опрокинется. Другой пример: если ударить ногой по центру мяча, то
он просто покатится в направлении удара, а вот если ударить ниже центра, то мяч
полетит по воздуху.

На
рисунках или чертежах силу, как и скорость, обозначают отрезком со
стрелочкой.
Началом отрезка всегда является точка приложения, а длина
отрезка условно обозначает модуль силы
(пропорционально другим силам на
рисунке).

Сила
может изменить не только скорость всего тела, но и отдельных его частей.

Например, если мы сожмем пальцами маленький шарик, то при этом, не все частички
шарика одинаково изменят скорость. Это приведет к изменению формы тела.

Такое
изменение формы называют деформацией. Деформация может быть
различной: это может быть растяжение или, наоборот, сжатие.
А может быть
изгиб или кручение.

Рассмотрим
признаки действия какой-либо силы на тело. В первую очередь, это, конечно, изменение
значения скорости
: например, водитель автомобиля решил притормозить, чем
вызвал изменение значения скорости. Также, признаком действия силы является изменение
направления движения
: в качестве примера можно привести отскок мяча от
дерева. Два других признака относятся к деформации – это изменение размера
или формы тела
.

Упражнения.

Упражнение
1.

На рисунке представлены два автомобиля: красный и зеленый. Красный автомобиль
разгоняется, а зеленый – тормозит. Направления скоростей автомобилей обозначены
на рисунке. Определите направление силы, действующей на каждый из автомобилей.

Скорости
обоих автомобилей направлены в одну и ту же сторону. Только вот красный
автомобиль разгоняется, значит, и сила, действующая на него, направлена в
сторону направления движения (то есть, она помогает движению и ускоряет
автомобиль). А зеленый автомобиль тормозит, значит, сила, направлена против
движения (то есть, она мешает движению и замедляет автомобиль). Из этого
примера вы должны извлечь то, что сила направлена не в сторону скорости, а в
сторону изменения скорости.

Упражнение
2.

На рисунке показаны две силы, равные по модулю, а также линейка. Сколько вариантов
движения линейки мы можем получить, используя различные точки приложения?

Самый
простой вариант – это тянуть линейку в одну сторону: вправо, влево, вверх или
вниз. В этом случае, конечно, линейка будет двигаться прямолинейно. Можно
приложить силы и так, что линейка останется неподвижной (ведь силы будут равны
по значению, но противоположны по направлению). И, наконец, самое интересное:
можно заставить линейку вращаться. Если приложить одну силу к левому концу
линейки, а другую – к правому концу линейки, направив её в противоположную
сторону, чем первую, то линейка начнет вращаться. На самом деле, конечно,
вариантов движения можно создать бесконечное число, поскольку можно найти
бесконечное число точек приложения сил на линейке
. Но
в этом упражнении были рассмотрены основные варианты.

Основные
выводы:


Сила – это физическая величина, которая является количественной
характеристикой взаимодействия тел или, говоря проще, сила – это мера
взаимодействия тел.


Сила является векторной величиной и в системе СИ измеряется в ньютонах.

[F] = [Н]


Под действием силы, тело может либо изменить скорость, либо деформироваться.


Результат действия силы на тело зависит от её модуля, направления и точки
приложения.

Нахождение скорости тела при равномерном
движении:

_________________________

Нахождение плотности вещества:

_________________________

Нахождение модуля силы упругости при
растяжении или сжатии (закон Гука), справедлив только для упругой деформации:

_________________________

Сила тяжести:

________________________

Вес тела:

(если тело и опора неподвижны или движутся
прямолинейно и равномерно; сила тяжести приложена к телу, а вес к опоре или
подвесу).

__________________________

Равнодействующая двух сил (модуль):

Если силы направлены по одной прямой в одну и
ту же сторону.

Если силы направлены по одной прямой в
противоположные стороны.

__________________________

Давление:

__________________________

Давление жидкости на дно и стенки сосуда:

Давление внутри жидкости на одной и той же
глубине одинаково по всем направлениям.

___________________________

Гидравлический пресс:

___________________________

Действие жидкости и газа на погруженное в
них тело (выталкивающая сила):

__________________________

Архимедова сила:

__________________________

Механическая работа:

Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна
пройденному пути.

Если направление силы, действующей на тело,
перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа
равна нулю:

_________________________

Мощность:

Мощность равна отношению работы ко времени, за
которое она была совершена.

_________________________

Правило равновесия рычага:

Рычаг находится в равновесии тогда, когда
силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

__________________________

Момент силы:

Произведение модуля силы, вращающей тело, на
ее плечо называется моментом силы.

____________________________

Равенство работ при использовании простых
механизмов («Золотое правило» механики):

Действуя на длинное плечо рычага, мы
выигрываем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в пути.

_____________________________

КПД:

____________________________

Потенциальная и кинетическая энергия:

потенциальная энергия – энергия, которая
определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того
же тела (энергия взаимодействия)

кинетическая энергия – энергия, которой
обладает тело вследствие своего движения (энергия движения)

Как найти модуль силы

Сила является векторной величиной. Если вектор силы произвольно располагается в системе координат, его можно разделить на две или три составляющие. Зная их, найти модуль силы можно, руководствуясь теоремой Пифагора.

Как найти модуль силы

Инструкция

Вычислять модуль силы рационально не всегда. Если динамометр имеет конструкцию, допускающую расположение по диагонали, измерьте эту величину непосредственно.

Если же динамометр допускает присоединение к объекту лишь под прямыми углами или же он оборудован двумя датчиками, измеряющими все составляющие силы по координатам одновременно, запишите показания прибора по всем координатам. Если прибор устроен таким образом, что измеряет силу по разным координатам в разных единицах (такие измерители встречаются нечасто), переведите результаты всех измерений в одни и те же единицы. Некоторые многокоординатные динамометры индицируют не силы, а напряжения на выходах датчиков. Тогда нужно умножить их на калибровочные коэффициенты, указанные в таблице или предварительно определенные для каждого из датчиков экспериментально.

Обнаружив, что из двух или трех составляющих силы ненулевую величину имеет только одна, никаких вычислений не осуществляйте. Просто возьмите из результата соответствующего измерения модуль.

В случае же, если ненулевую величину имеют сразу две или три составляющие силы, возведите каждую из них в квадрат. Обратите внимание на тот факт, что после осуществления этой операции получатся положительные результаты, даже если исходные данные были отрицательными.

Результаты возведения составляющих силы в квадрат сложите между собой, а затем из полученной суммы извлеките квадратный корень. Это и будет модуль силы. Он будет выражен в тех же единицах, что и исходные данные, например, в ньютонах (Н) или килограммах силы (кгс).

Полученный модуль силы можно использовать в качестве исходного параметра при вычислении других связанных с ним физических величин. Например, чтобы вычислить давление, разделите его на площадь, к которой приложена сила. Если же разделить модуль силы на массу тела, получится ускорение.

Источники:

  • модуль средней силы

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Не пропустите также:

  • Как найти папку с играми на андроид
  • Video tdr failure что это за ошибка как исправить windows 10 x64
  • Как правильно составить текст в пункт
  • Как составить отказное письмо на продукцию не подлежащую сертификации
  • Как найти упругое удлинение

  • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии