Gdje je usmjerena sila reakcije tla? Normalna snaga reakcije

Statika je jedna od grana moderne fizike koja proučava uslove da tela i sistemi budu u mehaničkoj ravnoteži. Za rješavanje problema ravnoteže važno je znati koja je sila reakcije tla. Ovaj članak posvećen je detaljnom razmatranju ovog pitanja.

Drugi i treći Newtonov zakon

Prije razmatranja definicije sile reakcije tla, vrijedi se sjetiti što uzrokuje kretanje tijela.

Uzrok mehaničke neravnoteže je djelovanje vanjskih ili unutrašnjih sila na tijela. Kao rezultat ove akcije, tijelo dobiva određeno ubrzanje koje se izračunava pomoću sljedeće jednakosti:

Ova notacija je poznata kao Newtonov drugi zakon. Ovdje je sila F rezultanta svih sila koje djeluju na tijelo.

Ako jedno tijelo djeluje određenom silom F 1 ¯ na drugo tijelo, onda drugo tijelo djeluje na prvo s potpuno istom apsolutnom silom F 2 ¯, ali je usmjereno u suprotnom smjeru od F 1 ¯. To jest, jednakost je tačna:

Ova notacija je matematički izraz za treći Newtonov zakon.

Prilikom rješavanja problema korištenjem ovog zakona, školarci često griješe upoređujući ove sile. Na primjer, konj vuče kola, a konj na zaprežnim kolima i kola na konja djeluju sile jednake veličine. Zašto se onda ceo sistem kreće? Odgovor na ovo pitanje može se dati tačan ako se sjetimo da se obje ove sile primjenjuju na različita tijela, pa se međusobno ne balansiraju.

Reakciona sila tla

Prvo, dajmo fizičku definiciju ove sile, a zatim objasnimo na primjeru kako ona funkcionira. Dakle, normalna sila je sila koja djeluje na tijelo s površine. Na primjer, stavimo čašu vode na sto. Kako bi spriječio da se staklo pomjera uz ubrzanje gravitacije naniže, stol djeluje na njega silom koja uravnotežuje silu gravitacije. Ovo je reakcija podrške. Obično se označava slovom N.

Sila N je kontaktna veličina. Ako postoji kontakt između tijela, onda se uvijek pojavljuje. U gornjem primjeru, vrijednost N je po apsolutnoj vrijednosti jednaka tjelesnoj težini. Međutim, ova jednakost je samo poseban slučaj. Reakcija tla i tjelesna težina su potpuno različite sile različite prirode. Jednakost između njih se narušava kad god se ugao nagiba ravnine promijeni, pojave dodatne djelujuće sile ili kada se sistem ubrzano kreće.

Sila N naziva se normalnom jer je uvijek usmjerena okomito na ravan površine.

Ako govorimo o trećem Newtonovom zakonu, onda u gornjem primjeru sa čašom vode na stolu, težina tijela i normalna sila N nisu akcija i reakcija, jer se obje primjenjuju na isto tijelo ( čašu vode).

Fizički razlog za pojavu sile N

Kao što je gore pojašnjeno, sila reakcije oslonca sprječava prodor nekih čvrstih tijela u druga. Zašto se ova sila pojavljuje? Razlog je deformacija. Svako čvrsto tijelo pod utjecajem opterećenja prvo se elastično deformira. Sila elastičnosti teži da vrati prethodni oblik tijela, pa djeluje uzgonski, koji se manifestira u obliku reakcije potpore.

Ako razmatramo pitanje na atomskom nivou, onda je pojava vrijednosti N rezultat djelovanja Paulijevog principa. Kada se atomi malo približe, njihove elektronske ljuske počinju da se preklapaju, što dovodi do pojave odbojne sile.

Mnogima može izgledati čudno da čaša vode može deformisati sto, ali je istina. Deformacija je toliko mala da se ne može uočiti golim okom.

Kako izračunati silu N?

Odmah treba reći da ne postoji posebna formula za silu reakcije tla. Ipak, postoji tehnika pomoću koje je moguće odrediti N za apsolutno bilo koji sistem tijela u interakciji.

Metoda za određivanje vrijednosti N je sljedeća:

• prvo zapišite drugi Newtonov zakon za dati sistem, uzimajući u obzir sve sile koje djeluju u njemu;
• naći rezultirajuću projekciju svih sila na smjer djelovanja reakcije oslonca;
• rješavanje rezultirajuće Newtonove jednadžbe u označenom smjeru će dovesti do željene vrijednosti N.

Prilikom sastavljanja dinamičke jednadžbe treba pažljivo i pravilno postaviti predznake sila koje djeluju.

Reakciju podrške možete pronaći i ako koristite ne koncept sila, već koncept njihovih trenutaka. Uključivanje momenata sila je pravedno i pogodno za sisteme koji imaju tačke ili ose rotacije.

Problem sa čašom na stolu

Ovaj primjer je već dat gore. Pretpostavimo da je plastična čaša od 250 ml napunjena vodom. Stavljena je na sto, a na staklo je stavljena knjiga teška 300 grama. Kolika je sila reakcije nosača stola?

Zapišimo dinamičku jednačinu. Imamo:

Ovdje su P 1 i P 2 težina čaše vode i knjige, respektivno. Pošto je sistem u ravnoteži, tada je a=0. Uzimajući u obzir da je težina tijela jednaka sili gravitacije, a zanemarimo i masu plastične čaše, dobijamo:

m 1 *g + m 2 *g - N = 0 =>

N = (m 1 + m 2)*g

S obzirom da je gustina vode 1 g/cm 3, a 1 ml jednak 1 cm 3, dobijamo, prema izvedenoj formuli, da je sila N jednaka 5,4 njutna.

Problem sa daskom, dva nosača i teretom

Daska, čija se masa može zanemariti, leži na dva čvrsta oslonca. Dužina ploče je 2 metra. Kolika će biti sila reakcije svakog oslonca ako se na ovu dasku u sredini stavi teret težine 3 kg?

Pre nego što pređemo na rešavanje problema, trebalo bi da uvedemo pojam momenta sile. U fizici, ova vrijednost odgovara proizvodu sile i dužine poluge (udaljenost od točke primjene sile do osi rotacije). Sistem sa osom rotacije će biti u ravnoteži ako je ukupan moment sila jednak nuli.

Da se vratimo na naš problem, izračunajmo ukupan iznos u odnosu na jedan od oslonaca (desni). Označimo dužinu daske slovom L. Tada će moment gravitacije tereta biti jednak:

Ovdje je L/2 poluga gravitacije. Znak minus se pojavio jer se moment M 1 rotira u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Moment sile reakcije oslonca bit će jednak:

Pošto je sistem u ravnoteži, zbir momenata mora biti jednak nuli. Dobijamo:

M 1 + M 2 = 0 =>

N*L + (-m*g*L/2) = 0 =>

N = m*g/2 = 3*9,81/2 = 14,7 N

Imajte na umu da sila N ne zavisi od dužine ploče.

Uzimajući u obzir simetriju položaja opterećenja na dasci u odnosu na nosače, sila reakcije lijevog nosača također će biti jednaka 14,7 N.

Testiranje online

Šta treba da znate o snazi

Sila je vektorska veličina. Potrebno je znati tačku primjene i smjer svake sile. Važno je znati koje sile djeluju na tijelo iu kom smjeru. Sila se označava kao , mjerena u Njutnima. Kako bi se razlikovale sile, one su označene na sljedeći način

Ispod su glavne sile koje djeluju u prirodi. Nemoguće je izmisliti sile koje ne postoje prilikom rješavanja problema!

U prirodi postoje mnoge sile. Ovdje razmatramo sile koje se razmatraju u školskom predmetu fizike kada se proučava dinamika. Pominju se i druge sile, o čemu će biti reči u drugim poglavljima.

Gravitacija

Na svako telo na planeti utiče Zemljina gravitacija. Formulom je određena sila kojom Zemlja privlači svako tijelo

Tačka primjene je u centru gravitacije tijela. Gravitacija uvijek usmjerena okomito prema dolje.

Sila trenja

Hajde da se upoznamo sa silom trenja. Ova sila nastaje kada se tijela kreću i dvije površine dođu u kontakt. Sila nastaje zato što površine, kada se posmatraju pod mikroskopom, nisu tako glatke kako izgledaju. Sila trenja određena je formulom:

Sila se primjenjuje na mjestu dodira dvije površine. Usmjereno u smjeru suprotnom od kretanja.

Reakciona sila tla

Zamislimo veoma težak predmet koji leži na stolu. Stol se savija pod težinom predmeta. Ali prema trećem Newtonovom zakonu, sto djeluje na predmet s potpuno istom silom kao i predmet na stolu. Sila je usmjerena suprotno sili kojom predmet pritiska sto. Odnosno gore. Ova sila se naziva reakcija tla. Ime sile "govori" podrška reaguje. Ova sila se javlja kad god postoji udar na oslonac. Priroda njegove pojave na molekularnom nivou. Činilo se da objekt deformiše uobičajeni položaj i veze molekula (unutar stola), a oni zauzvrat nastoje da se vrate u prvobitno stanje, „odupiru se“.

Apsolutno svako tijelo, čak i vrlo lagano (na primjer, olovka koja leži na stolu), deformira oslonac na mikro nivou. Stoga dolazi do reakcije tla.

Ne postoji posebna formula za pronalaženje ove sile. Označava se slovom , ali ova sila je jednostavno posebna vrsta sile elastičnosti, pa se može označiti i kao

Sila se primjenjuje na mjestu kontakta predmeta sa osloncem. Usmjeren okomito na oslonac.

Pošto je telo predstavljeno kao materijalna tačka, sila se može predstaviti iz centra

Elastična sila

Ova sila nastaje kao rezultat deformacije (promjene u početnom stanju tvari). Na primjer, kada rastegnemo oprugu, povećavamo udaljenost između molekula materijala opruge. Kada pritisnemo oprugu, smanjujemo je. Kada se uvijamo ili pomeramo. U svim ovim primjerima javlja se sila koja sprječava deformaciju - sila elastičnosti.

Sila elastičnosti je usmjerena suprotno od deformacije.

Prilikom serijskog povezivanja opruga, na primjer, krutost se izračunava pomoću formule

Kada je spojen paralelno, krutost

Krutost uzorka. Youngov modul.

Youngov modul karakterizira elastična svojstva tvari. Ovo je konstantna vrijednost koja ovisi samo o materijalu i njegovom fizičkom stanju. Karakterizira sposobnost materijala da se odupre vlačnoj ili tlačnoj deformaciji. Vrijednost Youngovog modula je tabelarno.

Više o svojstvima čvrstih materija pročitajte ovdje.

Težina tijela je sila kojom predmet djeluje na oslonac. Kažete, ovo je sila gravitacije! Zabuna se javlja u sljedećem: zaista, često je težina tijela jednaka sili gravitacije, ali su te sile potpuno različite. Gravitacija je sila koja nastaje kao rezultat interakcije sa Zemljom. Težina je rezultat interakcije s potporom. Sila gravitacije se primjenjuje na težište predmeta, dok je težina sila koja se primjenjuje na oslonac (ne na predmet)!

Ne postoji formula za određivanje težine. Ova sila je označena slovom.

Reakciona sila oslonca ili sila elastičnosti nastaje kao odgovor na udar nekog predmeta o ovjes ili oslonac, stoga je težina tijela uvijek brojčano ista kao i sila elastičnosti, ali ima suprotan smjer.

Reakciona sila i težina oslonca su sile iste prirode; prema Newtonovom 3. zakonu, jednake su i suprotne po smjeru. Težina je sila koja djeluje na oslonac, a ne na tijelo. Na tijelo djeluje sila gravitacije.

Tjelesna težina možda nije jednaka gravitaciji. Može biti više ili manje, ili može biti da je težina nula. Ovo stanje se zove bestežinsko stanje. Betežinsko stanje je stanje kada predmet ne stupa u interakciju s potporom, na primjer, stanje leta: postoji gravitacija, ali težina je nula!

Moguće je odrediti smjer ubrzanja ako odredite gdje je usmjerena rezultujuća sila

Imajte na umu da je težina sila, mjerena u Njutnima. Kako tačno odgovoriti na pitanje: "Koliko si težak"? Odgovaramo na 50 kg, ne imenujući našu težinu, već našu masu! U ovom primjeru, naša težina je jednaka gravitaciji, odnosno otprilike 500N!

Preopterećenje- odnos težine i gravitacije

Arhimedova sila

Sila nastaje kao rezultat interakcije tijela s tekućinom (gasom), kada je uronjeno u tekućinu (ili plin). Ova sila gura tijelo iz vode (gasa). Stoga je usmjerena vertikalno prema gore (gura). Određeno formulom:

U vazduhu zanemarujemo Arhimedovu moć.

Ako je Arhimedova sila jednaka sili gravitacije, tijelo lebdi. Ako je Arhimedova sila veća, onda se izdiže na površinu tečnosti, ako je manja, tone.

Električne sile

Postoje sile električnog porijekla. Javlja se u prisustvu električnog naboja. Ove sile, kao što su Kulonova sila, Amperova sila, Lorentzova sila, detaljno su obrađene u odeljku o elektricitetu.

Šematski prikaz sila koje djeluju na tijelo

Često se tijelo modelira kao materijalna tačka. Stoga se u dijagramima različite točke primjene prenose u jednu tačku - u centar, a tijelo je shematski prikazano kao krug ili pravokutnik.

Da bi se pravilno odredile sile, potrebno je navesti sva tijela s kojima ispitano tijelo stupa u interakciju. Odredite šta se dešava kao rezultat interakcije sa svakim od njih: trenje, deformacija, privlačenje ili možda odbijanje. Odredite vrstu sile i ispravno naznačite smjer. Pažnja! Količina sila će se poklopiti s brojem tijela s kojima dolazi do interakcije.

Glavna stvar koju treba zapamtiti

1) Sile i njihova priroda;
2) Pravac snaga;
3) Biti u stanju da identifikuje sile koje deluju

Sile trenja*

Postoji vanjsko (suvo) i unutrašnje (viskozno) trenje. Spoljno trenje nastaje između dodirujućih čvrstih površina, unutrašnje trenje nastaje između slojeva tečnosti ili gasa tokom njihovog relativnog kretanja. Postoje tri vrste vanjskog trenja: statičko trenje, trenje klizanja i trenje kotrljanja.

Trenje kotrljanja određuje se formulom

Sila otpora nastaje kada se tijelo kreće u tekućini ili plinu. Veličina sile otpora ovisi o veličini i obliku tijela, brzini njegovog kretanja i svojstvima tekućine ili plina. Pri malim brzinama kretanja, sila otpora je proporcionalna brzini tijela

Pri velikim brzinama proporcionalan je kvadratu brzine

Odnos između gravitacije, zakona gravitacije i ubrzanja gravitacije*

Razmotrimo međusobnu privlačnost objekta i Zemlje. Između njih, prema zakonu gravitacije, nastaje sila

Sada uporedimo zakon gravitacije i silu gravitacije

Veličina ubrzanja zbog gravitacije zavisi od mase Zemlje i njenog poluprečnika! Tako je moguće izračunati s kojim će ubrzanjem padati objekti na Mjesecu ili na bilo kojoj drugoj planeti, koristeći masu i polumjer te planete.

Udaljenost od središta Zemlje do polova je manja nego do ekvatora. Stoga je ubrzanje gravitacije na ekvatoru nešto manje nego na polovima. Istovremeno, treba napomenuti da je glavni razlog ovisnosti ubrzanja gravitacije o geografskoj širini područja činjenica rotacije Zemlje oko svoje ose.

Kako se udaljavamo od Zemljine površine, sila gravitacije i ubrzanje gravitacije mijenjaju se obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti do centra Zemlje.

Reakciona sila tla. Težina

Stavimo kamen na horizontalni poklopac stola koji stoji na Zemlji (Sl. 104). Budući da je ubrzanje kamena u odnosu na Zemlju jednako metku, onda je prema drugom Newtonovom zakonu zbir sila koje djeluju na njega jednak nuli. Shodno tome, dejstvo gravitacije m · g na kamen mora biti kompenzovano nekim drugim silama. Jasno je da je pod uticajem kamena ploča stola deformisana. Stoga na kamen sa strane stola djeluje elastična sila. Ako pretpostavimo da je kamen u interakciji samo sa Zemljom i pločom stola, tada bi sila elastičnosti trebala uravnotežiti silu gravitacije: F kontrola = -m · g. Ova elastična sila se zove sila reakcije tla a označavaju se latiničnim slovom N. Pošto je ubrzanje teže usmjereno vertikalno naniže, sila N je usmjerena okomito prema gore - okomito na površinu ploče stola.

Budući da ploča stola djeluje na kamen, onda, prema trećem Newtonovom zakonu, kamen djeluje i na ploču stola sa silom P = -N (Sl. 105). Ova sila se zove težina.

Težina tijela je sila kojom ovo tijelo djeluje na ovjes ili oslonac dok miruje u odnosu na ovjes ili oslonac.

Jasno je da je u razmatranom slučaju težina kamena jednaka sili gravitacije: P = m · g. Ovo će važiti za svako telo koje počiva na suspenziji (osloncu) u odnosu na Zemlju (Sl. 106). Očigledno je da je u ovom slučaju tačka (ili oslonac) pričvršćenja ovjesa nepomična u odnosu na Zemlju.

Za tijelo koje počiva na ovjesu (osloncu) koji je nepomičan u odnosu na Zemlju, težina tijela jednaka je sili gravitacije.

Težina tijela će također biti jednaka sili gravitacije koja djeluje na tijelo ako se tijelo i ovjes (nosač) kreću jednoliko pravolinijski u odnosu na Zemlju.

Ako se tijelo i ovjes (oslonac) kreću u odnosu na Zemlju s ubrzanjem tako da tijelo ostane nepomično u odnosu na ovjes (oslonac), tada težina tijela neće biti jednaka sili gravitacije.

Pogledajmo primjer. Neka tijelo mase m leži na podu lifta, čije je ubrzanje a usmjereno okomito prema gore (slika 107). Pretpostavit ćemo da na tijelo djeluju samo sila gravitacije m g i sila reakcije poda N. (Težina tijela ne djeluje na tijelo, već na oslonac – pod lifta.) U referentnom okviru stacionarno relativno prema Zemlji, tijelo na podu lifta kreće se liftom sa ubrzanjem a. Prema drugom Newtonovom zakonu, proizvod tjelesne mase i ubrzanja jednak je zbiru svih sila koje djeluju na tijelo. Dakle: m · a = N – m · g.

Dakle, N = m · a + m · g = m · (g + a). To znači da ako lift ima ubrzanje usmjereno okomito prema gore, tada će modul sile reakcije poda N biti veći od modula gravitacije. Zapravo, sila reakcije poda ne samo da mora kompenzirati učinak gravitacije, već i dati tijelu ubrzanje u pozitivnom smjeru X ose.

Sila N je sila kojom pod lifta djeluje na tijelo. Prema trećem Newtonovom zakonu, tijelo djeluje na pod sa silom P, čiji je modul jednak modulu N, ali je sila P usmjerena u suprotnom smjeru. Ova sila je težina tijela u pokretnom liftu. Modul ove sile je P = N = m (g + a). dakle, u liftu koji se kreće ubrzanjem usmjerenim prema gore u odnosu na Zemlju, modul tjelesne težine je veći od modula gravitacije.

Ovaj fenomen se zove preopterećenja.

Na primjer, neka je ubrzanje a lifta usmjereno okomito prema gore i njegova vrijednost je jednaka g, tj. a = g. U ovom slučaju, modul težine tijela - sila koja djeluje na pod lifta - bit će jednak P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. Odnosno, težina tijela će biti dvostruko veća nego u liftu, koji miruje u odnosu na Zemlju ili se kreće ravnomjerno pravolinijski.

Za tijelo na ovjesu (ili osloncu) koje se kreće ubrzanjem u odnosu na Zemlju usmjereno okomito prema gore, težina tijela je veća od sile gravitacije.

Omjer težine tijela u liftu koje se kreće ubrzano u odnosu na Zemlju i težine istog tijela u liftu u mirovanju ili se ravnomjerno kreće pravolinijski naziva se faktor opterećenja ili, ukratko, preopterećenja.

Koeficijent preopterećenja (preopterećenja) - odnos tjelesne težine tokom preopterećenja i sile gravitacije koja djeluje na tijelo.

U gore razmatranom slučaju, preopterećenje je jednako 2. Jasno je da ako je ubrzanje lifta usmjereno prema gore i njegova vrijednost je jednaka a = 2g, tada bi faktor preopterećenja bio jednak 3.

Sada zamislite da tijelo mase m leži na podu lifta, čije je ubrzanje u odnosu na Zemlju usmjereno vertikalno naniže (suprotno od X ose). Ako je modul ubrzanja lifta a manji od modula gravitacionog ubrzanja, tada će sila reakcije dna lifta i dalje biti usmjerena prema gore, u pozitivnom smjeru osi X, a njen modul će biti jednak N = m (g - a) . Prema tome, modul težine tijela bit će jednak P = N = m (g - a), odnosno bit će manji od modula gravitacije. Tako će tijelo pritisnuti pod lifta silom čiji je modul manji od modula gravitacije.

Ovaj osjećaj je poznat svima koji su se vozili brzim liftom ili se ljuljali na velikoj ljuljački. Kako se spuštate s vrha, osjećate da vam se pritisak na oslonac smanjuje. Ako je ubrzanje oslonca pozitivno (dizalo i ljuljačka počinju da se dižu), jače ste pritisnuti na oslonac.

Ako je ubrzanje lifta u odnosu na Zemlju usmjereno naniže i jednako je po veličini ubrzanju gravitacije (lift slobodno pada), tada će sila reakcije poda postati jednaka nuli: N = m (g - a) = m (g - g) = 0. B U ovom slučaju, pod lifta će prestati da vrši pritisak na tijelo koje leži na njemu. Prema tome, prema trećem Newtonovom zakonu, tijelo neće vršiti pritisak na pod lifta, čineći slobodan pad zajedno sa liftom. Tjelesna težina će postati nula. Ovo stanje se zove stanje bestežinskog stanja.

Stanje u kojem je težina tijela nula naziva se bestežinsko stanje.

Konačno, ako ubrzanje lifta prema Zemlji postane veće od ubrzanja gravitacije, tijelo će biti pritisnuto o strop lifta. U tom slučaju tjelesna težina će promijeniti svoj smjer. Stanje bestežinskog stanja će nestati. To se može lako provjeriti ako oštro povučete teglu sa predmetom u njoj, prekrivši vrh tegle dlanom, kao što je prikazano na sl. 108.

Rezultati

Težina tijela je sila kojom ovo tijelo djeluje na nosač ili nosač dok miruje u odnosu na ovjes ili oslonac.

Težina tijela u liftu koje se kreće ubrzanjem usmjerenim prema gore u odnosu na Zemlju ima modul veći od modula gravitacije. Ovaj fenomen se zove preopterećenja.

Koeficijent preopterećenja (preopterećenja) - odnos tjelesne težine tokom preopterećenja i sile gravitacije koja djeluje na ovo tijelo.

Ako je tjelesna težina nula, onda se ovo stanje naziva bestežinsko stanje.

Pitanja

1. Koja se sila naziva sila reakcije tla? Kako se zove tjelesna težina?
2. Na šta se primjenjuje težina tijela?
3. Navedite primjere kada je tjelesna težina: a) jednaka gravitaciji; b) jednako nuli; c) veća gravitacija; d) manja gravitacija.
4. Šta se zove preopterećenje?
5. Koje stanje se zove bestežinsko stanje?

Vježbe

6. Učenik sedmog razreda Sergej stoji na kupaonskoj vagi u svojoj sobi. Igla instrumenta je postavljena nasuprot oznake od 50 kg. Odredite modul Sergejeve težine. Odgovorite na ostala tri pitanja o ovoj moći.
7. Pronađite preopterećenje koje je doživio astronaut koji se nalazi u raketi koja se vertikalno diže s ubrzanjem a = 3g.
8. Kojom silom djeluje astronaut mase m = 100 kg na raketu prikazanu u vježbi 2? Kako se zove ova sila?
9. Nađite težinu astronauta mase m = 100 kg u raketi koja: a) stoji nepomično na lanseru; b) raste uz ubrzanje a = 4g, usmjereno okomito prema gore.
10. Odrediti veličinu sila koje djeluju na uteg mase m = 2 kg, koji nepomično visi na laganoj niti pričvršćenoj za strop prostorije. Koliki su moduli elastične sile koja djeluje na stranu niti: a) na težinu; b) na plafonu? Kolika je težina težine? Upute: Koristite Newtonove zakone da odgovorite na pitanja.
11. Odredite težinu tereta mase m = 5 kg okačenog na niti sa plafona brzog lifta ako: a) dizalo se ravnomjerno diže; b) lift se ravnomjerno spušta; c) lift koji se diže naviše brzinom v = 2 m/s počeo je kočiti ubrzanjem a = 2 m/s 2 ; d) lift koji se spuštao brzinom v = 2 m/s počeo je kočiti ubrzanjem a = 2 m/s 2 ; e) lift je počeo da se kreće naviše sa ubrzanjem a = 2 m/s 2 ; e) lift je počeo da se kreće dole ubrzanjem a = 2 m/s 2.

NJUTNOV ZAKON VRSTE SILA. Vrste sila Sila elastičnosti Sila trenja Sila gravitacije Arhimedova sila Sila zatezanja niti Sila reakcije oslonca Tjelesna težina Univerzalna sila. - prezentacija

Prezentacija na temu: "NEWTONOVI ZAKONI VRSTE SILA. Vrste sila Sila elastičnosti Sila trenja Sila gravitacije Arhimedova sila Sila zatezanja niti Sila reakcije oslonca Tjelesna težina Univerzalna sila.” - Transkript:

1 NJUTNOV ZAKON VRSTE SILA

2 Vrste sila Sila elastičnosti Sila trenja Sila gravitacije Arhimedova sila Sila zatezanja niti Reakciona sila potpore Tjelesna težina Sila univerzalne gravitacije

3 Newtonovi zakoni. 1 ZakonZakon2 ZakonZakon3 Zakon

4 1 Newtonov zakon. Postoje referentni sistemi koji se nazivaju inercijski, u odnosu na koje se slobodna tijela kreću jednoliko i pravolinijski. Zakoni

5 2 Newtonov zakon. Umnožak mase tijela i njegovog ubrzanja jednak je zbiru sila koje djeluju na tijelo. Zakoni

6 3 Newtonov zakon. Sile kojima tijela djeluju jedno na drugo jednake su po veličini i usmjerene u jednoj pravoj liniji u suprotnim smjerovima.

7 SSSS IIII LLLL AAAAA V u SSSS Oil MMMM IIII Rrrr NNNN LLC GGG LLC TTTT YAYAYA YAYAYA TTTT EDUE NNNNNNEII YAYAIAYA. G – gravitaciona konstanta. m – masa tijela r – udaljenost između centara tijela.

8 SSSS iiiiii llllll aaaa u v u ssss eee mmmm iii rrrr nnnn ooooo yyyy ooooo t t t yayyy yyyy oooo tttt eeee nnnn iii yapp eeeeeeeeeeeeeeeee – nnnn eeee eee t t t eee lllll d d d d rrrrr uuu yyyy k k k k d d d d rrrrr uuuu yyyy uuuu. NNNNN aaaa pppp rrrrr aaaa vvvv lllll eee nnnn aaaa p p p p ooooo p p p p prrr yay mmmm oooo yyyy. SSSS OOOOEEED DDDD III NNNNNNEY Yuyuyuye EDUSHSHSHSHEYE YIYY TCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTSYYYY TO T T T TOEEELLL.

9 SSSSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

10 N NN Sila reakcije tla – (N) – djelovanje oslonca na tijelo, usmjereno okomito na oslonac. Reakciona sila tla

11 Sila trenja Sila trenja Ovo je djelovanje površine na tijelo koje se kreće ili pokušava pomaknuti, usmjereno protiv kretanja ili mogućeg kretanja. Ako se tijelo ne kreće, tada je sila trenja jednaka primijenjenoj sili. Ako se tijelo kreće ili se tek počinje kretati, tada se sila trenja nalazi prema formuli: - koeficijent trenja N - sila reakcije oslonca Sila trenja

12 Sila elastičnosti Sila elastičnosti Sila elastičnosti je djelovanje elastično deformiranog tijela. Usmjereno protiv deformacija.

13 Djelovanje tijela na oslonac ili ovjes TEŽINA |P|=|N| |P|=|T|

14 Arhimedova sila Arhimedova sila je sila kojom tečnost deluje na telo uronjeno u nju. MOĆ ARHIMEDA

15 GRAVITACIJA Sila Gravitacija je sila kojom Zemlja djeluje na tijelo, usmjereno prema centru zemlje.

Podržite zakon o reakcionim snagama

Rice. 7. Zatezne sile

Ako reakcija tla postane nula, kaže se da je tijelo u nekom stanju bestežinsko stanje. U bestežinskom stanju, tijelo se kreće samo pod utjecajem gravitacije.

1.2.3. Inercija i inercija. Inercijski referentni sistemi.

Prvi Newtonov zakon

Iskustvo pokazuje da se svako tijelo opire pokušajima da promijeni svoje stanje, bez obzira da li se kreće ili miruje. Ovo svojstvo tijela naziva se inercija. Koncept inercije ne treba mešati sa inercijom tela. Inercija tijela se manifestuje u tome što se tijela u odsustvu vanjskih utjecaja nalaze u stanju mirovanja ili pravolinijskog i ravnomjernog kretanja sve dok neki vanjski utjecaj ne promijeni ovo stanje. Inercija, za razliku od inercije, nema kvantitativnu karakteristiku.

Dinamički problemi se rješavaju korištenjem tri osnovna zakona, nazvana Newtonovi zakoni. Njutnovi zakoni su zadovoljeni u inercijski referentni sistemi. Inercijski referentni sistemi (ISO)- to su referentni sistemi u kojima se tijela, na koja druga tijela ne djeluju, kreću bez ubrzanja, odnosno pravolinijsko i ravnomjerno, ili miruju.

Njutnov prvi zakon (zakon inercije): Postoje takvi referentni sistemi (tzv. inercijalni sistemi), za koje se bilo koja materijalna tačka, u odsustvu spoljašnjih uticaja, kreće jednoliko i pravolinijski ili miruje. Prema Galilejev princip relativnosti sve mehaničke pojave u različitim inercijskim referentnim sistemima odvijaju se na isti način i nikakvi mehanički eksperimenti ne mogu utvrditi da li dati referentni sistem miruje ili se kreće pravolinijsko i jednoliko.

1.2.4. Njutnov drugi zakon. Tjelesni impuls i impuls sile.

Zakon održanja impulsa. Njutnov treći zakon

Njutnov drugi zakon: ubrzanje koje materijalna tačka postiže pod dejstvom jedne ili više sila direktno je proporcionalna sili koja deluje (ili rezultanti svih sila), obrnuto proporcionalna masi materijalne tačke i smer se poklapa sa smerom delujuće sile (ili rezultat):

. (8)

Drugi Newtonov zakon ima drugi oblik zapisa. Hajde da uvedemo koncept impulsa tela.

Tjelesni impuls(ili jednostavno, impuls) - mjera mehaničkog kretanja određena proizvodom tjelesne mase
njegovom brzinom , tj.
. Zapišimo drugi Newtonov zakon – osnovnu jednačinu za dinamiku translacijskog kretanja:

Zamijenimo zbir sila njegovom rezultantom
a unos za drugi Newtonov zakon ima sljedeći oblik:

, (9)

a sam Newtonov drugi zakon se također može formulirati na sljedeći način: brzina promjene količine kretanja određuje silu koja djeluje na tijelo.

Transformirajmo posljednju formulu:
. Magnituda
dobio ime impuls sile. Impulsna sila
određena promjenom impulsa tijela
.

Mehanički sistem tijela na koji ne djeluju vanjske sile naziva se zatvoreno(ili izolovano).

Zakon održanja impulsa: impuls zatvorenog sistema tijela je konstantna veličina.

Njutnov treći zakon: sile koje nastaju pri interakciji tela jednake su po veličini, suprotnog smera i primenjene na različita tela (slika 8):

. (10)

Rice. 8. Njutnov treći zakon

Iz Njutnovog 3. zakona to sledi Kada su tijela u interakciji, sile nastaju u parovima. Pored Newtonovih zakona, kompletan sistem zakona dinamike mora uključivati princip nezavisnog delovanja sila: djelovanje bilo koje sile ne zavisi od prisustva ili odsustva drugih sila; zajedničko djelovanje više sila jednako je zbiru nezavisnih djelovanja pojedinačnih sila.

Normalna sila reakcije tla

Sila koja djeluje na tijelo iz oslonca (ili ovjesa) naziva se sila reakcije oslonca. Kada tijela dođu u kontakt, sila reakcije oslonca je usmjerena okomito na dodirnu površinu. Ako tijelo leži na horizontalnom stacionarnom stolu, sila reakcije oslonca usmjerena je okomito prema gore i uravnotežuje silu gravitacije:

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta je "normalna sila reakcije tla" u drugim rječnicima:

Sila trenja klizanja- Sila trenja klizanja je sila koja nastaje između dodirujućih tijela tokom njihovog relativnog kretanja. Ako između tijela nema tečnog ili plinovitog sloja (maziva), tada se takvo trenje naziva suhim. Inače, trenje... ... Wikipedia

Snaga (fizička količina)- Zahtjev za "snagom" se preusmjerava ovdje; vidi i druga značenja. Dimenzija sile LMT−2 SI jedinice ... Wikipedia

Force- Zahtjev za "snagom" se preusmjerava ovdje; vidi i druga značenja. Dimenzija sile LMT−2 SI jedinice njutn ... Wikipedia

Amontonov zakon- Amonton Coulombov zakon je empirijski zakon koji uspostavlja vezu između sile površinskog trenja koja se javlja prilikom relativnog klizanja tijela sa normalnom silom reakcije koja djeluje na tijelo sa površine. Sila trenja, ... ... Wikipedia

Zakon trenja- Sile trenja klizanja su sile koje nastaju između dodirujućih tijela tokom njihovog relativnog kretanja. Ako između tijela nema tečnog ili plinovitog sloja (maziva), tada se takvo trenje naziva suhim. Inače, trenje... ... Wikipedia

Statičko trenje- Statičko trenje, adheziono trenje je sila koja nastaje između dva dodirujuća tijela i sprječava nastanak relativnog kretanja. Ova sila mora biti savladana da bi se dva dodirujuća tijela pokrenula jedno drugo... ... Wikipedia

hodajući čovjek- Zahtjev “Uspravno hodanje” je preusmjeren ovdje. Potreban je poseban članak na ovu temu. Ljudsko hodanje je najprirodnija ljudska kretnja. Automatizirani motorički čin koji se izvodi kao rezultat složene koordinirane aktivnosti... ... Wikipedia

Uspravno hodanje- Ciklus hodanja: oslonac na jednoj nozi, period dvostruke podrške, oslonac na drugoj nozi. Ljudsko hodanje je najprirodnija ljudska kretnja. Automatizirani motorički čin koji nastaje kao rezultat složene koordinirane aktivnosti skeleta ... Wikipedia

Amonton-Coulomb zakon- sila trenja prilikom klizanja tijela po površini ne ovisi o površini dodira tijela s površinom, već ovisi o sili normalne reakcije ovog tijela i o stanju okoline. Sila trenja klizanja nastaje kada dato klizanje... ... Wikipedia

Coulombov zakon (mehanika)- Amonton Coulombov zakon, sila trenja kada tijelo klizi po površini ne ovisi o površini dodira tijela sa površinom, već ovisi o sili normalne reakcije ovog tijela i o stanju okoliš. Sila trenja klizanja nastaje kada... ... Wikipedia

Reakciona sila podržava odnosi se na elastične sile i uvijek je usmjeren okomito na površinu. Odupire se svakoj sili koja uzrokuje da se tijelo kreće okomito na oslonac. Da biste ga izračunali, morate identificirati i saznati brojčanu vrijednost svih sila koje djeluju na tijelo koje stoji na osloncu.

Trebaće ti

• - vage;
• - brzinomjer ili radar;
• - goniometar.

Instrukcije

• Odredite tjelesnu težinu pomoću vage ili bilo koje druge metode. Ako se tijelo nalazi na horizontalnoj površini (i nije bitno da li se kreće ili miruje), tada je sila reakcije oslonca jednaka sili gravitacije koja djeluje na tijelo. Da biste to izračunali, pomnožite tjelesnu masu sa ubrzanjem gravitacije, koje je jednako 9,81 m/s² N=m g.
• Kada se tijelo kreće duž nagnute ravni usmjerene pod uglom u odnosu na horizontalu, sila reakcije tla je pod kutom prema sili gravitacije. Istovremeno, kompenzuje samo onu komponentu gravitacije koja djeluje okomito na nagnutu ravan. Da biste izračunali silu reakcije oslonca, pomoću kutomjera izmjerite ugao pod kojim se ravnina nalazi u odnosu na horizontalu. Izračunati sila potporne reakcije, množenjem tjelesne mase sa ubrzanjem gravitacije i kosinusom ugla pod kojim se ravnina nalazi prema horizontu N=m g Cos(α).
• Ako se tijelo kreće duž površine koja je dio kruga polumjera R, na primjer, most, brežuljak, tada sila reakcije oslonca uzima u obzir silu koja djeluje u smjeru od središta kruga, s ubrzanje jednako centripetalnom, koje djeluje na tijelo. Da biste izračunali silu reakcije oslonca u gornjoj tački, oduzmite omjer kvadrata brzine i polumjera zakrivljenosti putanje od ubrzanja gravitacije.
• Rezultirajući broj pomnožite masom tijela koje se kreće N=m (g-v²/R). Brzinu treba mjeriti u metrima u sekundi, a radijus u metrima. Pri određenoj brzini, vrijednost ubrzanja usmjerenog iz središta kruga može biti jednaka ili čak premašiti ubrzanje gravitacije, pri čemu će prianjanje tijela na površinu nestati, stoga, na primjer, vozači moraju jasno kontrolisati brzinu na takvim dionicama puta.
• Ako je zakrivljenost usmjerena prema dolje, a putanja tijela konkavna, onda izračunajte reakcijsku silu oslonca tako što ćete ubrzanju slobodnog pada dodati omjer kvadrata brzine i polumjera zakrivljenosti putanje i pomnožiti rezultirajući rezultat sa masa tijela N=m (g+v²/R).
• Ako su sila trenja i koeficijent trenja poznati, izračunajte reakcijsku silu oslonca tako što ćete silu trenja podijeliti s ovim koeficijentom N=Ftr/μ.

Sila koja djeluje na tijelo iz oslonca (ili ovjesa) naziva se sila reakcije oslonca. Kada tijela dođu u kontakt, sila reakcije oslonca je usmjerena okomito na dodirnu površinu. Ako tijelo leži na horizontalnom stacionarnom stolu, sila reakcije oslonca usmjerena je okomito prema gore i uravnotežuje silu gravitacije:

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta je "normalna sila reakcije tla" u drugim rječnicima:

Sila trenja klizanja je sila koja nastaje između dodirujućih tijela tokom njihovog relativnog kretanja. Ako između tijela nema tečnog ili plinovitog sloja (maziva), tada se takvo trenje naziva suhim. Inače, trenje... ... Wikipedia

Upit "snaga" preusmjerava ovdje; vidi i druga značenja. Dimenzija sile LMT−2 SI jedinice ... Wikipedia

Upit "snaga" preusmjerava ovdje; vidi i druga značenja. Dimenzija sile LMT−2 SI jedinice njutn ... Wikipedia

Amonton Coulombov zakon je empirijski zakon koji uspostavlja vezu između sile površinskog trenja koja se javlja prilikom relativnog klizanja tijela sa normalnom silom reakcije koja djeluje na tijelo sa površine. Sila trenja, ... ... Wikipedia

Sile trenja klizanja su sile koje nastaju između dodirujućih tijela tokom njihovog relativnog kretanja. Ako između tijela nema tečnog ili plinovitog sloja (maziva), tada se takvo trenje naziva suhim. Inače, trenje... ... Wikipedia

Statičko trenje, adhezijsko trenje je sila koja nastaje između dva dodirujuća tijela i sprječava nastanak relativnog kretanja. Ova sila mora biti savladana da bi se dva dodirujuća tijela pokrenula jedno drugo... ... Wikipedia

Zahtjev “Uspravno hodanje” se preusmjerava ovdje. Potreban je poseban članak na ovu temu. Ljudsko hodanje je najprirodnija ljudska kretnja. Automatizirani motorički čin koji se izvodi kao rezultat složene koordinirane aktivnosti... ... Wikipedia

Ciklus hodanja: oslonac na jednoj nozi, period dvostruke podrške, oslonac na drugoj nozi... Ljudsko hodanje je najprirodnija ljudska kretnja. Automatizirani motorički čin koji nastaje kao rezultat složene koordinirane aktivnosti skeleta ... Wikipedia

Sila trenja prilikom klizanja tijela po površini ne ovisi o površini dodira tijela s površinom, već ovisi o jačini normalne reakcije ovog tijela i o stanju okoline. Sila trenja klizanja nastaje kada dato klizanje... ... Wikipedia

Amonton Coulombov zakon Sila trenja kada tijelo klizi po površini ne ovisi o površini dodira tijela s površinom, već ovisi o sili normalne reakcije ovog tijela i o stanju okoline. . Sila trenja klizanja nastaje kada... ... Wikipedia

Normalna snaga reakcije- sila koja djeluje na tijelo sa strane oslonca (ili ovjesa). Kada tijela dođu u kontakt, vektor sile reakcije je usmjeren okomito na dodirnu površinu. Za izračun se koristi sljedeća formula:

$|\backslash vec\; N|=\; mg\; \backslash cos\; \backslash theta,$

Gdje $|\backslash vec\; N|$- modul vektora sile normalne reakcije, $m$- tjelesna masa, $g$- ubrzanje gravitacije, $\backslash theta$- ugao između potporne ravni i horizontalne ravni.

Prema trećem Newtonovom zakonu, modul normalne sile reakcije $|\backslash vec\; N|$ jednak modulu tjelesne težine $|\backslash vec\; P|$, ali su njihovi vektori kolinearni i suprotno usmjereni:

$\backslash vec\; N=\; -\backslash vec\; P.$

Iz Amonton-Coulombovog zakona slijedi da je za modul vektora normalne reakcione sile tačna sljedeća relacija:

$|\backslash vec\; N|=\; \backslash frac(|\backslash vec\; F|)(k),$

Gdje $\backslash vec\; F$- sila trenja klizanja, i $k$- koeficijent trenja.

Pošto se statička sila trenja izračunava po formuli

$|\backslash vec\; f|=\; mg\; \backslash sin\; \backslash theta,$

tada možemo eksperimentalno pronaći takvu vrijednost ugla $\backslash theta$, pri čemu će statička sila trenja biti jednaka sili trenja klizanja:

$mg\; \backslash sin\; \backslash theta\; =\; k\; mg\; \backslash cos\; \backslash theta.$

Odavde izražavamo koeficijent trenja:

$k\; =\; \backslash mathrm(tg)\backslash \; \backslash theta.$

Napišite recenziju članka "Moć normalne reakcije"

Izvod koji karakteriše jačinu normalne reakcije

Svi istoričari se slažu da su vanjske aktivnosti država i naroda, u njihovim međusobnim sukobima, izražene ratovima; da se direktno, kao rezultat većih ili manjih vojnih uspjeha, povećava ili smanjuje politička moć država i naroda.
Koliko god čudni bili istorijski opisi kako je neki kralj ili car, posvađajući se sa drugim carem ili kraljem, okupio vojsku, borio se sa neprijateljskom vojskom, izvojevao pobedu, ubio tri, pet, deset hiljada ljudi i kao rezultat toga , osvojio državu i čitav višemilionski narod; ma koliko bilo neshvatljivo zašto je poraz jedne vojske, stotog dela svih snaga naroda, naterao narod na pokornost, sve činjenice istorije (koliko je poznajemo) potvrđuju pravednost činjenice da veći ili manji uspjesi vojske jednog naroda protiv vojske drugog naroda su razlozi ili, prema barem značajnim znacima porasta ili smanjenja snage nacija. Vojska je pobijedila, a prava pobjedničkog naroda su se odmah povećala na štetu pobijeđenih. Vojska je pretrpela poraz, i odmah, po stepenu poraza, narodu su oduzeta prava, a kada je njegova vojska potpuno poražena, potpuno je potčinjen.
Tako je bilo (prema istoriji) od davnina do danas. Svi Napoleonovi ratovi služe kao potvrda ovog pravila. Prema stepenu poraza austrijskih trupa, Austrija je lišena svojih prava, a prava i snaga Francuske se povećavaju. Francuska pobjeda kod Jene i Auerstätta uništava neovisno postojanje Pruske.