Определение равнодействующей нескольких сил

Практическая работа № 10

Раздел 1 Механика

Тема 1.2 Динамика

Название практической работы: Определение равнодействующей нескольких сил

Учебная цель:  прикладное значение теоремы косинусов. Графическое и аналитическое решение задач

Учебные задачи: Определение равнодействующей нескольких сил, приложенных к материальной точке под углом

Правила безопасности: правила проведения в кабинете во время выполнения практического занятия

Норма времени: 2 часа

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь: пользоваться транспортиром, таблицой Брадиса, масштабом, извлекать корень

знать: теорему косинусов, что такое равнодействующая двух сил, теорему Пифагора

Обеспеченность занятия мультимедийный проектор, карточки, таблица Брадиса

- методические указания по выполнению практического занятия

- рабочая тетрадь, тетрадь для практических работ, транспортир, карандаши простой, красный, линейка, ластик

Порядок проведения занятия:

Для выполнения практической работы учебная группа распределяется по индивидуальным вариантам
Теоретическое обоснование  при определении равнодействующей нескольких сил, приложенных к материальной точке под углом  необходимо произвести геометрическое построение для нахождения искомой равнодействующей силы. Это сумма двух заданных сил. Переносим силы, совмещая начало силы 2 с концом силы 1. Проще всего это построение выполнить в виде параллелограмма. Часто его так и называют: "параллелограмм сил". Диагональ параллелограмма является равнодействующей

Определим R из треугольника АОВ, по теореме косинусов имеем:

угол  острый угол, а угол при вершине А равен

75 + 45 = 120

Угол  равен углу при вершине «С» - ,

но сумма углов четырёхугольника равна 360, следовательно

2 = 360 - 240 = 120, откуда  = 60, таким образом

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

Содержание и Последовательность выполнения практической работы:

Задачи практической работы:

определить равнодействующую двух сил приложенных к материальной точке под углом α. Задачу решить графически и аналитически.

Пример выполнения и оформления

Дано:

F₁ = 5 н

F₂ = 7 н

α = 135°

___________________

R -

1. Графический метод решения

2. Выбрать масштаб, например М:1н = 0,1см или 1 см

3. Строим угол ОАВ = 135 с помощью транспортира со сторонами F₁ = 5см и F₂ = 7см (в масштабе), рис.1

4. Достраиваем этот угол до параллелограмма ОАNВ. Проводим диагональ ОN. Это и есть равнодействующая двух сил R, рис.2

5. Линейкой измеряем равнодействующую ОN= R, переводим в ньютоны, согласно масштаба, рис.3

Рис.1

рис.2

Рис.3

R

2. Аналитический расчёт

1. Применяя теорему косинусов, рассчитываем равнодействующую R, подставив числовые значения

R= + Cos 135

2. Косинус угла α= 135 соответствует углу α=(180-135=45). По таблице Брадиса узнаём его числовое значение 0,707107

3. Делаем вывод – сравнивая графический результат равнодействующей R и

Список литературы: 

1. В. Ф. Дмитриева Физика для профессий и специальностей

технического профиля М.: ИД Академия – 2015

1. В. Ф. Дмитриева Сборник задач. Физика для профессий и

специальностей технического профиля М.: ИД -2016