СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ
Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно
Скидки до 50 % на комплекты
только до
Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой
Организационный момент
Проверка знаний
Объяснение материала
Закрепление изученного
Итоги урока
Сила – это векторная величина, являющаяся мерой действия на данное тело других тел или полей, в результате которого происходит изменение состояния данного тела. Под изменением состояния в данном случае понимают изменение или деформацию.
Понятие силы относится к двум телам. Всегда можно указать тело, на которое действует сила, и тело, со стороны которого она действует.
Сила характеризуется:
Модуль и направление силы не зависят от выбора.
Единица измерения силы в системе Си – 1 Ньютон .
Сила, равная геометрической сумме всех приложенных к телу (точке) сил, называется равнодействующей или результирующей силой.
Как ведет себя данное тело? Либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно, т.к из 1 закона Ньютона следует, что существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано,
Рисунок 1
т. е. |F1 | = |F2|
Сила, которая производит на тело такое же действие, как и несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил.
Для нахождения равнодействующей, следует изобразить на чертеже все силы, которые необходимо учитывать в задаче, действующие на тело. Нахождение равнодействующей нескольких сил - это геометрическое сложение действующих сил; выполняется по правилу треугольника или параллелограмма.
На рисунке 1 R=0, т.к.
Чтобы сложить два вектора, к концу первого вектора прикладывают начало второго и соединяют начало первого с концом второго. Данный вектор и есть результирующая всех сил, приложенных к телу, т.е. R = F 1 – F 2 = 0
Как можно, опираясь на определение равнодействующей силы, сформулировать I закон Ньютона? Уже известная формулировка I закона Ньютона:
“Если на данное тело не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы (уравновешены), то это тело либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно”.
“Если равнодействующая сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения”.
Как поступить при нахождении равнодействующей, если силы, приложенные к телу, направлены в одну сторону по одной прямой?
Задача №1 (решение задачи №108 Григория Остера из задачника “Физика”).
Дед, взявшись за репку, развивает силу тяги до 600 Н, бабка – до 100 Н, внучка – до 50 Н, Жучка – до 30 Н, кошка – до 10 Н и мышка – до 2 Н. Чему равна равнодействующая всех этих сил, направленных по одной прямой в одну и ту же сторону? Справилась бы с репкой эта компания без мышки, если силы, удерживающие репку в земле, равны 791 Н?
Ответ. Модуль равнодействующей силы, равный сумме модулей сил, с которыми дед тянет за репку, бабка за дедку, внучка за бабку, Жучка за внучку, кошка за Жучку, а мышка за кошку, будет равен 792 Н. Вклад мускульной силы мышки в этот могучий порыв равен 2 Н. Без Мышкиных ньютонов дело не пойдет.
Задача №2.
А если действующие на тело силы направлены под прямым углом друг к другу?
Задача №3.
Попытаемся выяснить, прав ли в басне И.А. Крылов.
Если считать, что сила тяги трех животных, описанных в басне, одинакова и сравнима (или более) с весом воза, а также превышает силу трения покоя, то, используя рисунок 2 (1) к задаче 3, получаем после построения равнодействующей, что И.А. Крылов, безусловно, прав.
Если же использовать данные, приведенные ниже, подготовленные обучающимися заранее, то получаем немного другой результат (см. рисунок 2 (1) к задаче 3).
Если же использовать данные, приведенные ниже, подготовленные обучающимися заранее, то получаем немного другой результат (см. рисунок 2 (1) к задаче 3).
Наименование | Размеры, см | Масса, кг | Скорость, м/с |
Рак (речной) |
20 |
0,2 - 0,5 | 0,3 - 0,5 |
Щука | 60 -70 | 3,5 – 5,5 | 8,3 |
Лебедь | 180 | 7 – 10 (13) | 13,9 – 22,2 |
Мощность, развиваемая телами при равномерном прямолинейном движении, которое возможно при равенстве силы тяги и силы сопротивления, может быть рассчитана по следующей формуле:
При небольших скоростях движения сила сопротивления растет линейно со скоростью:
Сила сопротивления направлена противоположно скорости.
Коэффициент k зависит от формы, размеров, состояния поверхности движущегося тела и свойств среды.
При нахождении (построении) равнодействующей
приходим к выводу, что при произведенных допущениях воз будет смещаться в сторону движения Лебедя.
Задача №4.
Сила F = 1 к Н приложена в точке В кронштейна и направлена вертикально вниз (рисунок 7 а). Необходимо найти составляющие данной силы по направлениям стержней кронштейна. Все необходимые данные отображены на рисунке.
Решение
Рисунок 7. Нахождение составляющих силы F по направлениям стержней кронштейна
Дано:
F = 1 к Н = 1000 Н
β=30
Пускай стержни прикручены к стене в точках А и С. На рисунке 7 б изображено разложение силы F → на составляющие вдоль направлений А В и В С. Отсюда понятно, что
F 1 → = F t g β ≈ 577 Н;
F 2 → = F/cos β ≈ 1155 Н.
Ответ: F 1 → = 557 Н; F 2 → = 1155 Н.
© 2024, Моисеенко Александр Алексеевич 51