Σπίτι » Βιογραφίες » Πού κατευθύνεται η δύναμη αντίδρασης του εδάφους; Κανονική ισχύς αντίδρασης

Πού κατευθύνεται η δύναμη αντίδρασης του εδάφους; Κανονική ισχύς αντίδρασης

Η στατική είναι ένας από τους κλάδους της σύγχρονης φυσικής που μελετά τις συνθήκες για τα σώματα και τα συστήματα να βρίσκονται σε μηχανική ισορροπία. Για την επίλυση προβλημάτων ισορροπίας, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τι είναι η δύναμη αντίδρασης του εδάφους. Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο σε μια λεπτομερή εξέταση αυτού του ζητήματος.

Δεύτερος και τρίτος νόμος του Νεύτωνα

Πριν εξετάσουμε τον ορισμό της δύναμης αντίδρασης του εδάφους, αξίζει να θυμηθούμε τι προκαλεί την κίνηση των σωμάτων.

Η αιτία της μηχανικής ανισορροπίας είναι η δράση εξωτερικών ή εσωτερικών δυνάμεων στα σώματα. Ως αποτέλεσμα αυτής της ενέργειας, το σώμα αποκτά μια ορισμένη επιτάχυνση, η οποία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την ακόλουθη ισότητα:

Αυτή η σημείωση είναι γνωστή ως ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα. Εδώ η δύναμη F είναι το αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα.

Εάν ένα σώμα ενεργεί με μια ορισμένη δύναμη F 1 ¯ σε ένα δεύτερο σώμα, τότε το δεύτερο σώμα δρα στο πρώτο με ακριβώς την ίδια απόλυτη δύναμη F 2 ¯, αλλά κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το F 1 ¯. Δηλαδή, η ισότητα ισχύει:

Αυτή η σημείωση είναι η μαθηματική έκφραση για τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα.

Όταν λύνουν προβλήματα χρησιμοποιώντας αυτόν τον νόμο, οι μαθητές κάνουν συχνά το λάθος να συγκρίνουν αυτές τις δυνάμεις. Για παράδειγμα, ένα άλογο τραβάει ένα κάρο, και το άλογο στο κάρο και το κάρο στο άλογο ασκούν δυνάμεις ίσης έκτασης. Γιατί τότε όλο το σύστημα κινείται; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα μπορεί να δοθεί σωστά αν θυμηθούμε ότι και οι δύο αυτές δυνάμεις εφαρμόζονται σε διαφορετικά σώματα, άρα δεν ισορροπούν μεταξύ τους.

Δύναμη αντίδρασης του εδάφους

Αρχικά, ας δώσουμε έναν φυσικό ορισμό αυτής της δύναμης και στη συνέχεια εξηγούμε με ένα παράδειγμα πώς λειτουργεί. Άρα, κανονική δύναμη είναι η δύναμη που επιδρά σε ένα σώμα από την επιφάνεια. Για παράδειγμα, βάζουμε ένα ποτήρι νερό στο τραπέζι. Για να αποφευχθεί η κίνηση του γυαλιού με την καθοδική επιτάχυνση της βαρύτητας, το τραπέζι ενεργεί πάνω του με μια δύναμη που εξισορροπεί τη δύναμη της βαρύτητας. Αυτή είναι η αντίδραση υποστήριξης. Συνήθως συμβολίζεται με το γράμμα N.

Η δύναμη N είναι ένα μέγεθος επαφής. Αν υπάρχει επαφή μεταξύ των σωμάτων, τότε εμφανίζεται πάντα. Στο παραπάνω παράδειγμα, η τιμή του N είναι ίση σε απόλυτη τιμή με το σωματικό βάρος. Ωστόσο, αυτή η ισότητα είναι μόνο μια ειδική περίπτωση. Η αντίδραση του εδάφους και το σωματικό βάρος είναι εντελώς διαφορετικές δυνάμεις διαφορετικής φύσης. Η μεταξύ τους ισότητα παραβιάζεται κάθε φορά που αλλάζει η γωνία κλίσης του επιπέδου, εμφανίζονται πρόσθετες δυνάμεις που ενεργούν ή όταν το σύστημα κινείται με επιταχυνόμενο ρυθμό.

Η δύναμη Ν ονομάζεται κανονική γιατί κατευθύνεται πάντα κάθετα στο επίπεδο της επιφάνειας.

Αν μιλάμε για τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, τότε στο παραπάνω παράδειγμα με ένα ποτήρι νερό στο τραπέζι, το βάρος του σώματος και η κανονική δύναμη N δεν είναι δράση και αντίδραση, αφού και τα δύο εφαρμόζονται στο ίδιο σώμα (το ποτήρι νερό).

Φυσικός λόγος για την εμφάνιση της δύναμης Ν

Όπως διευκρινίστηκε παραπάνω, η δύναμη αντίδρασης υποστήριξης εμποδίζει τη διείσδυση ορισμένων στερεών σωμάτων σε άλλα. Γιατί εμφανίζεται αυτή η δύναμη; Ο λόγος είναι η παραμόρφωση. Οποιοδήποτε στερεό σώμα υπό την επίδραση φορτίου παραμορφώνεται πρώτα ελαστικά. Η ελαστική δύναμη τείνει να επαναφέρει το προηγούμενο σχήμα του αμαξώματος, επομένως έχει ένα εφέ άνωσης, το οποίο εκδηλώνεται με τη μορφή μιας αντίδρασης στήριξης.

Αν εξετάσουμε το ζήτημα σε ατομικό επίπεδο, τότε η εμφάνιση της τιμής N είναι το αποτέλεσμα της δράσης της αρχής Pauli. Όταν τα άτομα έρχονται ελαφρώς πιο κοντά μεταξύ τους, τα ηλεκτρονιακά τους κελύφη αρχίζουν να επικαλύπτονται, γεγονός που οδηγεί στην εμφάνιση μιας απωστικής δύναμης.

Μπορεί σε πολλούς να φαίνεται παράξενο ότι ένα ποτήρι νερό μπορεί να παραμορφώσει ένα τραπέζι, αλλά είναι αλήθεια. Η παραμόρφωση είναι τόσο μικρή που δεν μπορεί να παρατηρηθεί με γυμνό μάτι.

Πώς να υπολογίσετε τη δύναμη N;

Θα πρέπει να πούμε αμέσως ότι δεν υπάρχει συγκεκριμένος τύπος για τη δύναμη αντίδρασης του εδάφους. Ωστόσο, υπάρχει μια τεχνική, χρησιμοποιώντας την οποία είναι δυνατός ο προσδιορισμός του Ν για απολύτως οποιοδήποτε σύστημα αλληλεπιδρώντων σωμάτων.

Η μέθοδος για τον προσδιορισμό της τιμής του Ν είναι η εξής:

Καταγράψτε πρώτα τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα για ένα δεδομένο σύστημα, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις δυνάμεις που δρουν σε αυτό.
βρείτε την προκύπτουσα προβολή όλων των δυνάμεων στην κατεύθυνση δράσης της αντίδρασης υποστήριξης.
Η επίλυση της προκύπτουσας εξίσωσης του Newton προς τη σημειωμένη κατεύθυνση θα οδηγήσει στην επιθυμητή τιμή του N.

Όταν συντάσσετε μια δυναμική εξίσωση, θα πρέπει να τοποθετείτε προσεκτικά και σωστά τα σημάδια των ενεργών δυνάμεων.

Μπορείτε επίσης να βρείτε την αντίδραση της υποστήριξης εάν χρησιμοποιήσετε όχι την έννοια των δυνάμεων, αλλά την έννοια των στιγμών τους. Η συμμετοχή ροπών δυνάμεων είναι δίκαιη και βολική για συστήματα που έχουν σημεία ή άξονες περιστροφής.

Πρόβλημα με ένα ποτήρι στο τραπέζι

Αυτό το παράδειγμα έχει ήδη δοθεί παραπάνω. Ας υποθέσουμε ότι ένα πλαστικό ποτήρι των 250 ml είναι γεμάτο με νερό. Τοποθετήθηκε στο τραπέζι και πάνω από το ποτήρι ένα βιβλίο βάρους 300 γραμμαρίων. Ποια είναι η δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος του τραπεζιού;

Ας γράψουμε τη δυναμική εξίσωση. Εχουμε:

Εδώ τα P 1 και P 2 είναι το βάρος ενός ποτηριού νερού και ενός βιβλίου, αντίστοιχα. Εφόσον το σύστημα βρίσκεται σε ισορροπία, τότε a=0. Λαμβάνοντας υπόψη ότι το βάρος του σώματος είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας, και επίσης αγνοώντας τη μάζα του πλαστικού κυπέλλου, παίρνουμε:

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

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g/cm 3 και 1 ml είναι ίσο με 1 cm 3, προκύπτει, σύμφωνα με τον τύπο που προκύπτει, ότι η δύναμη N είναι ίση με 5,4 newtons.

Πρόβλημα με μια σανίδα, δύο στηρίγματα και ένα φορτίο

Μια σανίδα, η μάζα της οποίας μπορεί να παραμεληθεί, στηρίζεται σε δύο στερεά στηρίγματα. Το μήκος της σανίδας είναι 2 μέτρα. Ποια θα είναι η δύναμη αντίδρασης κάθε υποστηρίγματος αν τοποθετηθεί στη μέση αυτή η σανίδα φορτίο βάρους 3 kg;

Πριν προχωρήσουμε στην επίλυση του προβλήματος, θα πρέπει να εισαγάγουμε την έννοια της ροπής δύναμης. Στη φυσική, αυτή η τιμή αντιστοιχεί στο γινόμενο της δύναμης και στο μήκος του μοχλού (η απόσταση από το σημείο εφαρμογής της δύναμης στον άξονα περιστροφής). Ένα σύστημα με άξονα περιστροφής θα βρίσκεται σε ισορροπία εάν η συνολική ροπή των δυνάμεων είναι μηδέν.

Επιστρέφοντας στο πρόβλημά μας, ας υπολογίσουμε το σύνολο σε σχέση με ένα από τα στηρίγματα (το σωστό). Ας υποδηλώσουμε το μήκος της σανίδας με το γράμμα L. Τότε η στιγμή βαρύτητας του φορτίου θα είναι ίση με:

Εδώ το L/2 είναι ο μοχλός της βαρύτητας. Το σύμβολο μείον εμφανίστηκε επειδή η στιγμή M 1 περιστρέφεται αριστερόστροφα.

Η ροπή της δύναμης αντίδρασης στήριξης θα είναι ίση με:

Εφόσον το σύστημα βρίσκεται σε ισορροπία, το άθροισμα των ροπών πρέπει να είναι ίσο με μηδέν. Παίρνουμε:

M 1 + M 2 = 0 =>
N*L + (-m*g*L/2) = 0 =>
N = m*g/2 = 3*9,81/2 = 14,7 N

Σημειώστε ότι η δύναμη N δεν εξαρτάται από το μήκος της σανίδας.

Λαμβάνοντας υπόψη τη συμμετρία της θέσης του φορτίου στην σανίδα σε σχέση με τα στηρίγματα, η δύναμη αντίδρασης του αριστερού στηρίγματος θα είναι επίσης ίση με 14,7 N.

Δοκιμές στο διαδίκτυο

Τι πρέπει να ξέρετε για τη δύναμη

Η δύναμη είναι ένα διανυσματικό μέγεθος. Είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε το σημείο εφαρμογής και την κατεύθυνση κάθε δύναμης. Είναι σημαντικό να μπορούμε να προσδιορίζουμε ποιες δυνάμεις δρουν στο σώμα και προς ποια κατεύθυνση. Η δύναμη συμβολίζεται ως , μετρούμενη σε Newton. Προκειμένου να γίνει διάκριση μεταξύ των δυνάμεων, ορίζονται ως εξής

Παρακάτω είναι οι κύριες δυνάμεις που δρουν στη φύση. Είναι αδύνατο να εφεύρεις δυνάμεις που δεν υπάρχουν όταν λύνεις προβλήματα!

Υπάρχουν πολλές δυνάμεις στη φύση. Εδώ εξετάζουμε τις δυνάμεις που λαμβάνονται υπόψη στο μάθημα της σχολικής φυσικής κατά τη μελέτη της δυναμικής. Αναφέρονται και άλλες δυνάμεις, οι οποίες θα συζητηθούν σε άλλες ενότητες.

Βαρύτητα

Κάθε σώμα στον πλανήτη επηρεάζεται από τη βαρύτητα της Γης. Η δύναμη με την οποία η Γη έλκει κάθε σώμα καθορίζεται από τον τύπο

Το σημείο εφαρμογής βρίσκεται στο κέντρο βάρους του σώματος. Βαρύτητα στραμμένο πάντα κάθετα προς τα κάτω.

Δύναμη τριβής

Ας εξοικειωθούμε με τη δύναμη της τριβής. Αυτή η δύναμη εμφανίζεται όταν τα σώματα κινούνται και δύο επιφάνειες έρχονται σε επαφή. Η δύναμη εμφανίζεται επειδή οι επιφάνειες, όταν τις κοιτάμε κάτω από ένα μικροσκόπιο, δεν είναι τόσο λείες όσο φαίνονται. Η δύναμη τριβής καθορίζεται από τον τύπο:

Η δύναμη εφαρμόζεται στο σημείο επαφής δύο επιφανειών. Κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση της κίνησης.

Δύναμη αντίδρασης του εδάφους

Ας φανταστούμε ένα πολύ βαρύ αντικείμενο ξαπλωμένο σε ένα τραπέζι. Το τραπέζι λυγίζει κάτω από το βάρος του αντικειμένου. Αλλά σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, ο πίνακας δρα στο αντικείμενο με την ίδια ακριβώς δύναμη με το αντικείμενο στο τραπέζι. Η δύναμη κατευθύνεται αντίθετα από τη δύναμη με την οποία το αντικείμενο πιέζει το τραπέζι. Πάνω δηλαδή. Αυτή η δύναμη ονομάζεται αντίδραση εδάφους. Το όνομα της δύναμης "μιλάει" η υποστήριξη αντιδρά. Αυτή η δύναμη εμφανίζεται κάθε φορά που υπάρχει πρόσκρουση στο στήριγμα. Η φύση της εμφάνισής του σε μοριακό επίπεδο. Το αντικείμενο φαινόταν να παραμορφώνει τη συνήθη θέση και τις συνδέσεις των μορίων (μέσα στο τραπέζι), αυτά, με τη σειρά τους, προσπαθούν να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση, «αντιστέκονται».

Απολύτως οποιοδήποτε σώμα, ακόμη και ένα πολύ ελαφρύ (για παράδειγμα, ένα μολύβι που βρίσκεται σε ένα τραπέζι), παραμορφώνει το στήριγμα σε μικρο επίπεδο. Επομένως, εμφανίζεται μια αντίδραση εδάφους.

Δεν υπάρχει ειδική φόρμουλα για την εύρεση αυτής της δύναμης. Συμβολίζεται με το γράμμα , αλλά αυτή η δύναμη είναι απλώς ένας ξεχωριστός τύπος δύναμης ελαστικότητας, επομένως μπορεί επίσης να συμβολιστεί ως

Η δύναμη εφαρμόζεται στο σημείο επαφής του αντικειμένου με το στήριγμα. Κατευθύνεται κάθετα στο στήριγμα.

Εφόσον το σώμα αναπαρίσταται ως υλικό σημείο, η δύναμη μπορεί να αναπαρασταθεί από το κέντρο

Ελαστική δύναμη

Αυτή η δύναμη προκύπτει ως αποτέλεσμα παραμόρφωσης (αλλαγή στην αρχική κατάσταση της ουσίας). Για παράδειγμα, όταν τεντώνουμε ένα ελατήριο, αυξάνουμε την απόσταση μεταξύ των μορίων του υλικού του ελατηρίου. Όταν συμπιέζουμε ένα ελατήριο, το μειώνουμε. Όταν στρίβουμε ή μετατοπίζουμε. Σε όλα αυτά τα παραδείγματα, προκύπτει μια δύναμη που εμποδίζει την παραμόρφωση - η ελαστική δύναμη.

Η ελαστική δύναμη κατευθύνεται αντίθετα από την παραμόρφωση.

Κατά τη σύνδεση ελατηρίων σε σειρά, για παράδειγμα, η ακαμψία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο

Όταν συνδέεται παράλληλα, η ακαμψία

Ακαμψία δείγματος. μέτρο του Young.

Το μέτρο του Young χαρακτηρίζει τις ελαστικές ιδιότητες μιας ουσίας. Αυτή είναι μια σταθερή τιμή που εξαρτάται μόνο από το υλικό και τη φυσική του κατάσταση. Χαρακτηρίζει την ικανότητα ενός υλικού να ανθίσταται σε εφελκυσμό ή θλιπτική παραμόρφωση. Η τιμή του συντελεστή του Young είναι πίνακας.

Διαβάστε περισσότερα για τις ιδιότητες των στερεών εδώ.

Το σωματικό βάρος είναι η δύναμη με την οποία ένα αντικείμενο δρα σε ένα στήριγμα. Λέτε, αυτή είναι η δύναμη της βαρύτητας! Η σύγχυση συμβαίνει στα εξής: πράγματι, συχνά το βάρος ενός σώματος είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας, αλλά αυτές οι δυνάμεις είναι τελείως διαφορετικές. Η βαρύτητα είναι μια δύναμη που προκύπτει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με τη Γη. Το βάρος είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το στήριγμα. Η δύναμη της βαρύτητας εφαρμόζεται στο κέντρο βάρους του αντικειμένου, ενώ το βάρος είναι η δύναμη που ασκείται στο στήριγμα (όχι στο αντικείμενο)!

Δεν υπάρχει τύπος για τον προσδιορισμό του βάρους. Αυτή η δύναμη ορίζεται με το γράμμα.

Η δύναμη αντίδρασης στήριξης ή η ελαστική δύναμη προκύπτει ως απόκριση στην πρόσκρουση ενός αντικειμένου στην ανάρτηση ή στη βάση, επομένως το βάρος του σώματος είναι πάντα αριθμητικά το ίδιο με την ελαστική δύναμη, αλλά έχει την αντίθετη κατεύθυνση.

Η δύναμη αντίδρασης στήριξης και το βάρος είναι δυνάμεις της ίδιας φύσης· σύμφωνα με τον 3ο νόμο του Νεύτωνα, είναι ίσες και αντίθετες στην κατεύθυνση. Το βάρος είναι μια δύναμη που δρα στο στήριγμα, όχι στο σώμα. Η δύναμη της βαρύτητας δρα στο σώμα.

Το σωματικό βάρος μπορεί να μην είναι ίσο με τη βαρύτητα. Μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο, ή μπορεί να είναι ότι το βάρος είναι μηδέν. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται έλλειψη βαρύτητας. Η έλλειψη βαρύτητας είναι μια κατάσταση όταν ένα αντικείμενο δεν αλληλεπιδρά με ένα στήριγμα, για παράδειγμα, την κατάσταση πτήσης: υπάρχει βαρύτητα, αλλά το βάρος είναι μηδέν!

Είναι δυνατό να προσδιοριστεί η κατεύθυνση της επιτάχυνσης εάν προσδιορίσετε πού κατευθύνεται η προκύπτουσα δύναμη

Σημειώστε ότι το βάρος είναι δύναμη, μετρούμενη σε Newton. Πώς να απαντήσετε σωστά στην ερώτηση: "Πόσο ζυγίζετε"; Απαντάμε 50 κιλά, χωρίς να κατονομάζουμε το βάρος μας, αλλά τη μάζα μας! Σε αυτό το παράδειγμα, το βάρος μας είναι ίσο με τη βαρύτητα, δηλαδή περίπου 500N!

Παραφορτώνω- αναλογία βάρους προς βαρύτητα

Η δύναμη του Αρχιμήδη

Η δύναμη προκύπτει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ενός σώματος με ένα υγρό (αέριο), όταν βυθίζεται σε ένα υγρό (ή αέριο). Αυτή η δύναμη σπρώχνει το σώμα έξω από το νερό (αέριο). Επομένως, κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω (σπρώχνει). Καθορίζεται από τον τύπο:

Στον αέρα παραμελούμε τη δύναμη του Αρχιμήδη.

Αν η δύναμη του Αρχιμήδη είναι ίση με τη δύναμη της βαρύτητας, το σώμα επιπλέει. Αν η δύναμη του Αρχιμήδη είναι μεγαλύτερη, τότε ανεβαίνει στην επιφάνεια του υγρού, αν είναι μικρότερη, βυθίζεται.

Ηλεκτρικές δυνάμεις

Υπάρχουν δυνάμεις ηλεκτρικής προέλευσης. Εμφανίζεται παρουσία ηλεκτρικού φορτίου. Αυτές οι δυνάμεις, όπως η δύναμη Coulomb, η δύναμη Ampere, η δύναμη Lorentz, συζητούνται λεπτομερώς στην ενότητα Ηλεκτρισμός.

Σχηματικός προσδιορισμός των δυνάμεων που δρουν σε ένα σώμα

Συχνά το σώμα μοντελοποιείται ως υλικό σημείο. Επομένως, στα διαγράμματα, διάφορα σημεία εφαρμογής μεταφέρονται σε ένα σημείο - στο κέντρο και το σώμα απεικονίζεται σχηματικά ως κύκλος ή ορθογώνιο.

Για να προσδιοριστούν σωστά οι δυνάμεις, είναι απαραίτητο να απαριθμηθούν όλα τα σώματα με τα οποία αλληλεπιδρά το υπό μελέτη σώμα. Προσδιορίστε τι συμβαίνει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το καθένα: τριβή, παραμόρφωση, έλξη ή ίσως απώθηση. Προσδιορίστε το είδος της δύναμης και υποδείξτε σωστά την κατεύθυνση. Προσοχή! Το ποσό των δυνάμεων θα συμπίπτει με τον αριθμό των σωμάτων με τα οποία συμβαίνει η αλληλεπίδραση.

Το κύριο πράγμα που πρέπει να θυμάστε

1) Δυνάμεις και η φύση τους.
2) Κατεύθυνση δυνάμεων.
3) Να είναι σε θέση να αναγνωρίσει τις δυνάμεις που δρουν

Δυνάμεις τριβής*

Υπάρχουν εξωτερική (ξηρή) και εσωτερική (ιξώδης) τριβή. Η εξωτερική τριβή εμφανίζεται μεταξύ των στερεών επιφανειών που έρχονται σε επαφή, η εσωτερική τριβή εμφανίζεται μεταξύ των στρωμάτων υγρού ή αερίου κατά τη σχετική κίνησή τους. Υπάρχουν τρεις τύποι εξωτερικής τριβής: στατική τριβή, τριβή ολίσθησης και τριβή κύλισης.

Η τριβή κύλισης καθορίζεται από τον τύπο

Η δύναμη αντίστασης εμφανίζεται όταν ένα σώμα κινείται σε υγρό ή αέριο. Το μέγεθος της δύναμης αντίστασης εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του σώματος, την ταχύτητα της κίνησής του και τις ιδιότητες του υγρού ή του αερίου. Σε χαμηλές ταχύτητες κίνησης, η δύναμη έλξης είναι ανάλογη με την ταχύτητα του σώματος

Στις υψηλές ταχύτητες είναι ανάλογο του τετραγώνου της ταχύτητας

Η σχέση μεταξύ της βαρύτητας, του νόμου της βαρύτητας και της επιτάχυνσης της βαρύτητας*

Ας εξετάσουμε την αμοιβαία έλξη ενός αντικειμένου και της Γης. Ανάμεσά τους, σύμφωνα με το νόμο της βαρύτητας, προκύπτει μια δύναμη

Τώρα ας συγκρίνουμε τον νόμο της βαρύτητας και τη δύναμη της βαρύτητας

Το μέγεθος της επιτάχυνσης λόγω της βαρύτητας εξαρτάται από τη μάζα της Γης και την ακτίνα της! Έτσι, είναι δυνατό να υπολογιστεί με ποια επιτάχυνση θα πέσουν τα αντικείμενα στη Σελήνη ή σε οποιονδήποτε άλλο πλανήτη, χρησιμοποιώντας τη μάζα και την ακτίνα αυτού του πλανήτη.

Η απόσταση από το κέντρο της Γης στους πόλους είναι μικρότερη από τον ισημερινό. Επομένως, η επιτάχυνση της βαρύτητας στον ισημερινό είναι ελαφρώς μικρότερη από ό,τι στους πόλους. Ταυτόχρονα, πρέπει να σημειωθεί ότι ο κύριος λόγος για την εξάρτηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής είναι το γεγονός της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της.

Καθώς απομακρυνόμαστε από την επιφάνεια της Γης, η δύναμη της βαρύτητας και η επιτάχυνση της βαρύτητας αλλάζουν σε αντίστροφη αναλογία με το τετράγωνο της απόστασης από το κέντρο της Γης.

Δύναμη αντίδρασης του εδάφους. Βάρος

Ας τοποθετήσουμε την πέτρα στο οριζόντιο καπάκι ενός τραπεζιού που στέκεται στη Γη (Εικ. 104). Δεδομένου ότι η επιτάχυνση της πέτρας σε σχέση με τη Γη είναι ίση με μια σφαίρα, τότε σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, το άθροισμα των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτήν είναι μηδέν. Κατά συνέπεια, η επίδραση της βαρύτητας m · g στην πέτρα πρέπει να αντισταθμίζεται από κάποιες άλλες δυνάμεις. Είναι σαφές ότι υπό την επίδραση της πέτρας η επιφάνεια του τραπεζιού παραμορφώνεται. Επομένως, μια ελαστική δύναμη ενεργεί στην πέτρα από την πλευρά του τραπεζιού. Αν υποθέσουμε ότι η πέτρα αλληλεπιδρά μόνο με τη Γη και την επιφάνεια του τραπεζιού, τότε η ελαστική δύναμη θα πρέπει να εξισορροπήσει τη δύναμη της βαρύτητας: έλεγχος F = -m · g. Αυτή η ελαστική δύναμη ονομάζεται δύναμη αντίδρασης του εδάφουςκαι συμβολίζονται με το λατινικό γράμμα N. Δεδομένου ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα κάτω, η δύναμη N κατευθύνεται κάθετα προς τα πάνω - κάθετα στην επιφάνεια της επιφάνειας του τραπεζιού.

Εφόσον η επιφάνεια του τραπεζιού δρα πάνω στην πέτρα, τότε, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, η πέτρα δρα και στην επιφάνεια του τραπεζιού με μια δύναμη P = -N (Εικ. 105). Αυτή η δύναμη ονομάζεται βάρος.

Το βάρος ενός σώματος είναι η δύναμη με την οποία αυτό το σώμα δρα σε ανάρτηση ή στήριγμα ενώ είναι ακίνητο σε σχέση με την ανάρτηση ή το στήριγμα.

Είναι σαφές ότι στην εξεταζόμενη περίπτωση, το βάρος της πέτρας είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας: P = m · g. Αυτό θα ισχύει για κάθε σώμα που στηρίζεται σε ανάρτηση (στήριγμα) σε σχέση με τη Γη (Εικ. 106). Προφανώς, σε αυτή την περίπτωση, το σημείο στερέωσης της ανάρτησης (ή το στήριγμα) είναι ακίνητο σε σχέση με τη Γη.

Για ένα σώμα που στηρίζεται σε ανάρτηση (στήριγμα) που είναι ακίνητο σε σχέση με τη Γη, το βάρος του σώματος είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας.

Το βάρος του σώματος θα είναι επίσης ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας που ασκεί το σώμα εάν το σώμα και η ανάρτηση (στήριγμα) κινούνται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή σε σχέση με τη Γη.

Εάν το σώμα και η ανάρτηση (στήριγμα) κινηθούν σε σχέση με τη Γη με επιτάχυνση έτσι ώστε το σώμα να παραμείνει ακίνητο σε σχέση με την ανάρτηση (στήριγμα), τότε το βάρος του σώματος δεν θα είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας.

Ας δούμε ένα παράδειγμα. Αφήστε ένα σώμα μάζας m να βρίσκεται στο δάπεδο του ανελκυστήρα, του οποίου η επιτάχυνση a κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω (Εικ. 107). Θα υποθέσουμε ότι στο σώμα δρουν μόνο η δύναμη της βαρύτητας m g και η δύναμη αντίδρασης του δαπέδου N. (Το βάρος του σώματος δεν δρα στο σώμα, αλλά στο στήριγμα - το δάπεδο του ανελκυστήρα.) Σε ένα πλαίσιο αναφοράς ακίνητο σε σχέση με τη Γη, το σώμα στο δάπεδο του ανελκυστήρα κινείται με ανελκυστήρα με επιτάχυνση α. Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, το γινόμενο της μάζας του σώματος και της επιτάχυνσης είναι ίσο με το άθροισμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα. Επομένως: m · a = N – m · g.

Επομένως, N = m · a + m · g = m · (g + a). Αυτό σημαίνει ότι εάν ο ανελκυστήρας έχει επιτάχυνση που κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω, τότε το μέτρο της δύναμης αντίδρασης του δαπέδου N θα είναι μεγαλύτερο από το μέτρο βαρύτητας. Στην πραγματικότητα, η δύναμη αντίδρασης του δαπέδου πρέπει όχι μόνο να αντισταθμίζει την επίδραση της βαρύτητας, αλλά και να δίνει στο σώμα επιτάχυνση προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα Χ.

Η δύναμη N είναι η δύναμη με την οποία το δάπεδο του ανελκυστήρα δρα στο σώμα. Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, ένα σώμα δρα στο δάπεδο με δύναμη P, το μέτρο της οποίας είναι ίσο με το μέτρο N, αλλά η δύναμη P κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτή η δύναμη είναι το βάρος του σώματος στον κινούμενο ανελκυστήρα. Ο συντελεστής αυτής της δύναμης είναι P = N = m (g + a). Ετσι, σε έναν ανελκυστήρα που κινείται με επιτάχυνση κατευθυνόμενη προς τα πάνω σε σχέση με τη Γη, το μέτρο βάρους σώματος είναι μεγαλύτερο από το μέτρο βαρύτητας.

Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παραφορτώνω.

Για παράδειγμα, έστω η επιτάχυνση a του ανελκυστήρα κατευθυνόμενη κατακόρυφα προς τα πάνω και η τιμή της ίση με g, δηλ. a = g. Στην περίπτωση αυτή, ο συντελεστής βάρους του σώματος - η δύναμη που ασκείται στο δάπεδο του ανελκυστήρα - θα είναι ίσος με P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. Δηλαδή, το βάρος του σώματος θα είναι διπλάσιο από αυτό σε έναν ανελκυστήρα, ο οποίος βρίσκεται σε ηρεμία σε σχέση με τη Γη ή κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή.

Για ένα σώμα σε ανάρτηση (ή στήριγμα) που κινείται με επιτάχυνση σε σχέση με τη Γη στραμμένη κάθετα προς τα πάνω, το βάρος του σώματος είναι μεγαλύτερο από τη δύναμη της βαρύτητας.

Ο λόγος του βάρους ενός σώματος σε έναν ανελκυστήρα που κινείται με επιτάχυνση σε σχέση με τη Γη προς το βάρος του ίδιου σώματος σε έναν ανελκυστήρα σε ηρεμία ή που κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή ονομάζεται συντελεστής φορτίουή πιο συνοπτικά, παραφορτώνω.

Συντελεστής υπερφόρτωσης (υπερφόρτωση) - ο λόγος του σωματικού βάρους κατά την υπερφόρτωση προς τη δύναμη της βαρύτητας που ασκεί το σώμα.

Στην περίπτωση που εξετάστηκε παραπάνω, η υπερφόρτωση είναι ίση με 2. Είναι σαφές ότι εάν η επιτάχυνση του ανελκυστήρα κατευθυνόταν προς τα πάνω και η τιμή του ήταν ίση με a = 2g, τότε ο συντελεστής υπερφόρτωσης θα ήταν ίσος με 3.

Τώρα φανταστείτε ότι ένα σώμα μάζας m βρίσκεται στο δάπεδο ενός ανελκυστήρα, η επιτάχυνση του οποίου μια σχέση με τη Γη κατευθύνεται κάθετα προς τα κάτω (απέναντι από τον άξονα Χ). Εάν ο συντελεστής επιτάχυνσης του ανελκυστήρα a είναι μικρότερος από το μέτρο επιτάχυνσης της βαρύτητας, τότε η δύναμη αντίδρασης του δαπέδου του ανελκυστήρα θα εξακολουθεί να κατευθύνεται προς τα πάνω, στη θετική κατεύθυνση του άξονα Χ και το μέτρο της θα είναι ίσο με N = m (g - a) . Κατά συνέπεια, το μέτρο βάρους του σώματος θα είναι ίσο με P = N = m (g - a), δηλαδή θα είναι μικρότερο από το μέτρο βαρύτητας. Έτσι, το σώμα θα πιέσει στο δάπεδο του ανελκυστήρα με μια δύναμη της οποίας το μέτρο είναι μικρότερο από το μέτρο βαρύτητας.

Αυτό το συναίσθημα είναι οικείο σε όποιον έχει οδηγήσει ένα ασανσέρ υψηλής ταχύτητας ή αιωρείται σε μια μεγάλη κούνια. Καθώς κατεβαίνετε από την κορυφή, νιώθετε την πίεσή σας στο στήριγμα να μειώνεται. Εάν η επιτάχυνση της στήριξης είναι θετική (το ασανσέρ και η κούνια αρχίζουν να ανεβαίνουν), πιέζεστε πιο δυνατά στο στήριγμα.

Εάν η επιτάχυνση του ανελκυστήρα σε σχέση με τη Γη κατευθύνεται προς τα κάτω και είναι ίση σε μέγεθος με την επιτάχυνση της βαρύτητας (ο ανελκυστήρας πέφτει ελεύθερα), τότε η δύναμη αντίδρασης του δαπέδου θα γίνει ίση με μηδέν: N = m (g - a) = m (g - g) = 0. B Σε αυτήν την περίπτωση, το δάπεδο του ανελκυστήρα θα σταματήσει να ασκεί πίεση στο σώμα που βρίσκεται πάνω του. Κατά συνέπεια, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, το σώμα δεν ασκεί πίεση στο πάτωμα του ανελκυστήρα, κάνοντας ελεύθερη πτώση μαζί με το ασανσέρ. Το σωματικό βάρος θα γίνει μηδέν. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται κατάσταση έλλειψης βαρύτητας.

Η κατάσταση στην οποία το βάρος του σώματος είναι μηδέν ονομάζεται έλλειψη βαρύτητας.

Τέλος, εάν η επιτάχυνση του ανελκυστήρα προς τη Γη γίνει μεγαλύτερη από την επιτάχυνση της βαρύτητας, το σώμα θα πιεστεί στην οροφή του ανελκυστήρα. Σε αυτή την περίπτωση, το σωματικό βάρος θα αλλάξει κατεύθυνση. Η κατάσταση της έλλειψης βαρύτητας θα εξαφανιστεί. Αυτό μπορεί εύκολα να επαληθευτεί εάν τραβήξετε απότομα προς τα κάτω το βάζο με το αντικείμενο μέσα, καλύπτοντας το πάνω μέρος του βάζου με την παλάμη σας, όπως φαίνεται στην Εικ. 108.

Αποτελέσματα

Το βάρος ενός σώματος είναι η δύναμη με την οποία αυτό το σώμα ενεργεί σε ένα δίσκο ή στήριγμα ενώ είναι ακίνητο σε σχέση με την ανάρτηση ή το στήριγμα.

Το βάρος ενός σώματος σε έναν ανελκυστήρα που κινείται με επιτάχυνση κατευθυνόμενη προς τα πάνω σε σχέση με τη Γη έχει μέτρο μεγαλύτερο από το μέτρο βαρύτητας. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παραφορτώνω.

Συντελεστής υπερφόρτωσης (υπερφόρτωση) - ο λόγος του σωματικού βάρους κατά την υπερφόρτωση προς τη δύναμη της βαρύτητας που ασκεί αυτό το σώμα.

Εάν το σωματικό βάρος είναι μηδέν, τότε αυτή η κατάσταση ονομάζεται έλλειψη βαρύτητας.

Ερωτήσεις

Ποια δύναμη ονομάζεται δύναμη αντίδρασης του εδάφους; Τι ονομάζεται σωματικό βάρος;
Σε τι εφαρμόζεται το βάρος του σώματος;
Δώστε παραδείγματα όταν το σωματικό βάρος: α) είναι ίσο με τη βαρύτητα. β) ίσο με μηδέν. γ) περισσότερη βαρύτητα. δ) μικρότερη βαρύτητα.
Τι ονομάζεται υπερφόρτωση;
Ποια κατάσταση ονομάζεται έλλειψη βαρύτητας;

Γυμνάσια

Ο μαθητής της έβδομης τάξης Σεργκέι στέκεται στη ζυγαριά του μπάνιου στο δωμάτιό του. Η βελόνα του οργάνου είναι τοποθετημένη απέναντι από το σημάδι των 50 kg. Προσδιορίστε το μέτρο βάρους του Σεργκέι. Απαντήστε στις άλλες τρεις ερωτήσεις σχετικά με αυτή τη δύναμη.
Βρείτε την υπερφόρτωση που βιώνει ένας αστροναύτης που βρίσκεται σε πύραυλο που ανεβαίνει κατακόρυφα με επιτάχυνση a = 3g.
Τι δύναμη ασκεί ένας αστροναύτης με μάζα m = 100 kg στον πύραυλο που υποδεικνύεται στην Άσκηση 2; Πώς ονομάζεται αυτή η δύναμη;
Βρείτε το βάρος ενός αστροναύτη με μάζα m = 100 kg σε πύραυλο που: α) στέκεται ακίνητος στον εκτοξευτήρα. β) ανεβαίνει με επιτάχυνση a = 4g, κατευθυνόμενη κατακόρυφα προς τα πάνω.
Προσδιορίστε το μέγεθος των δυνάμεων που ασκούνται σε βάρος μάζας m = 2 kg, το οποίο κρέμεται ακίνητο σε ένα ελαφρύ νήμα στερεωμένο στην οροφή του δωματίου. Ποια είναι τα συντελεστές της ελαστικής δύναμης που ασκεί στο πλάι του νήματος: α) στο βάρος; β) στο ταβάνι; Ποιο είναι το βάρος του βάρους; Οδηγίες: Χρησιμοποιήστε τους νόμους του Νεύτωνα για να απαντήσετε στις ερωτήσεις.
Βρείτε το βάρος ενός φορτίου μάζας m = 5 kg αναρτημένο σε ένα νήμα από την οροφή ενός ανελκυστήρα υψηλής ταχύτητας εάν: α) ο ανελκυστήρας ανεβαίνει ομοιόμορφα. β) ο ανελκυστήρας κατεβαίνει ομοιόμορφα. γ) ο ανελκυστήρας ανεβαίνοντας προς τα πάνω με ταχύτητα v = 2 m/s άρχισε να φρενάρει με επιτάχυνση a = 2 m/s 2 . δ) το ασανσέρ που κατέβαινε με ταχύτητα v = 2 m/s άρχισε να φρενάρει με επιτάχυνση a = 2 m/s 2 ; ε) ο ανελκυστήρας άρχισε να κινείται προς τα πάνω με επιτάχυνση a = 2 m/s 2 ; ε) ο ανελκυστήρας άρχισε να κατεβαίνει με επιτάχυνση a = 2 m/s 2.

ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ ΤΥΠΟΙ ΔΥΝΑΜΕΩΝ. Τύποι δυνάμεων Ελαστική δύναμη Δύναμη τριβής Δύναμη βαρύτητας Δύναμη Αρχιμήδης Δύναμη εφελκυσμού νήματος Δύναμη αντίδρασης στήριξης Βάρος σώματος Καθολική δύναμη. - παρουσίαση

Παρουσίαση με θέμα: «ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ ΤΥΠΟΙ ΔΥΝΑΜΕΩΝ. Τύποι δυνάμεων Ελαστική δύναμη Δύναμη τριβής Δύναμη βαρύτητας Δύναμη Αρχιμήδης Δύναμη τάσης νήματος Δύναμη αντίδρασης υποστήριξης Βάρος σώματος Καθολική δύναμη. - Αντίγραφο:

1 ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ ΤΥΠΟΙ ΔΥΝΑΜΕΩΝ

2 Τύποι δυνάμεων Ελαστική δύναμη Δύναμη τριβής Δύναμη βαρύτητας Δύναμη Αρχιμήδης Δύναμη τάσης νήματος Δύναμη αντίδρασης υποστήριξης Βάρος σώματος Δύναμη παγκόσμιας βαρύτητας

3 Νόμοι του Νεύτωνα. 1 ΔίκαιοΝόμος2 ΔίκαιοΝόμος3 Νόμος

4 1 Νόμος του Νεύτωνα. Υπάρχουν συστήματα αναφοράς που ονομάζονται αδρανειακά, σε σχέση με τα οποία τα ελεύθερα σώματα κινούνται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα. Του νόμου

5 2 Νόμος του Νεύτωνα. Το γινόμενο της μάζας ενός σώματος και της επιτάχυνσής του είναι ίσο με το άθροισμα των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα. Του νόμου

6 3 Νόμος του Νεύτωνα. Οι δυνάμεις με τις οποίες δρουν τα σώματα μεταξύ τους είναι ίσες σε μέγεθος και κατευθύνονται σε μία ευθεία γραμμή σε αντίθετες κατευθύνσεις.

7 SSSS IIII LLLL AAAAA V στο SSSS Oil MMMM III Rrrr NNNN LLC GGG LLC TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTHENNNNNNNNNE IIII YAYAYAYA. G – σταθερά βαρύτητας. m – μάζα σώματος r – απόσταση μεταξύ των κέντρων των σωμάτων.

8 SSSS iiiiii lllll aaaa in v in ssss eee mmmm iii rrrr nnnn ooooo yyyy ooooo t t t t yayyy yyyy oooo tttt eeee nnnn iii yaya – – – – ppp rrrr eeyaee tt eee lllll d d d d rrrrr uuu yyyy k k k k d d d d rrrrr uuuu εεεε ουουου. NNNNN aaaa pppp rrrrr aaaa vvvv lllll eee nnnn aaaa p p p p ooooo p p p p prrrr yay mmmm oooo εεεε. SSSS OOOOEEED DDDD III NNNNNNEY Yuyuyuye EDUSHSHSHSHHEYE YIYY TCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTSYYYYY TO T T T TOEEELLLL.

9 ССССaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααα

10 N NN Δύναμη αντίδρασης εδάφους – (N) – η δράση του στηρίγματος στο σώμα, κατευθυνόμενη κάθετα στο στήριγμα. Δύναμη αντίδρασης του εδάφους

11 Δύναμη τριβής Δύναμη τριβής Είναι η δράση μιας επιφάνειας σε ένα σώμα που κινείται ή προσπαθεί να κινήσει, που στρέφεται ενάντια στην κίνηση ή την πιθανή κίνηση. Εάν το σώμα δεν κινείται, τότε η δύναμη τριβής είναι ίση με την ασκούμενη δύναμη. Εάν το σώμα κινείται ή μόλις αρχίζει να κινείται, τότε η δύναμη τριβής βρίσκεται σύμφωνα με τον τύπο: - συντελεστής τριβής N - δύναμη αντίδρασης υποστήριξης Δύναμη τριβής

12 Ελαστική δύναμη Ελαστική δύναμη Ελαστική δύναμη είναι η δράση ενός ελαστικά παραμορφωμένου σώματος. Απευθύνεται κατά της παραμόρφωσης.

13 Δράση σώματος σε στήριγμα ή ανάρτηση ΒΑΡΟΣ |P|=|N| |P|=|T|

14 Δύναμη του Αρχιμήδη Η δύναμη του Αρχιμήδη είναι η δύναμη με την οποία ένα υγρό δρα σε ένα σώμα που είναι βυθισμένο σε αυτό. Η ΔΥΝΑΜΗ ΤΟΥ ΑΡΧΙΜΗΔΗ

15 ΒΑΡΥΤΗΤΑ Δύναμη Βαρύτητα είναι η δύναμη με την οποία η γη δρα σε ένα σώμα, που κατευθύνεται προς το κέντρο της γης.

Υποστήριξη νόμου δύναμης αντίδρασης

Ρύζι. 7. Εφελκυστικές δυνάμεις

Εάν η αντίδραση γείωσης γίνει μηδέν, το σώμα λέγεται ότι βρίσκεται σε κατάσταση έλλειψη βαρύτητας. Σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας, το σώμα κινείται μόνο υπό την επίδραση της βαρύτητας.

1.2.3. Αδράνεια και αδράνεια. Αδρανειακά συστήματα αναφοράς.

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα

Η εμπειρία δείχνει ότι κάθε σώμα αντιστέκεται στις προσπάθειες αλλαγής της κατάστασής του, ανεξάρτητα από το αν κινείται ή βρίσκεται σε ηρεμία. Αυτή η ιδιότητα των σωμάτων ονομάζεται αδράνεια. Η έννοια της αδράνειας δεν πρέπει να συγχέεται με την αδράνεια των σωμάτων. ΑδράνειαΤα σώματα εκδηλώνονται στο γεγονός ότι ελλείψει εξωτερικών επιρροών, τα σώματα βρίσκονται σε κατάσταση ηρεμίας ή ευθύγραμμης και ομοιόμορφης κίνησης έως ότου κάποια εξωτερική επίδραση αλλάξει αυτή την κατάσταση. Η αδράνεια, σε αντίθεση με την αδράνεια, δεν έχει ποσοτικό χαρακτηριστικό.

Τα προβλήματα δυναμικής επιλύονται χρησιμοποιώντας τρεις βασικούς νόμους, που ονομάζονται νόμοι του Νεύτωνα. Οι νόμοι του Νεύτωνα ικανοποιούνται σε αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Αδρανειακά συστήματα αναφοράς (ISO)- πρόκειται για συστήματα αναφοράς στα οποία σώματα, που δεν επηρεάζονται από άλλα σώματα, κινούνται χωρίς επιτάχυνση, δηλαδή ευθύγραμμα και ομοιόμορφα, ή βρίσκονται σε ηρεμία.

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα (νόμος αδράνειας):Υπάρχουν τέτοια συστήματα αναφοράς (τα λεγόμενα αδρανειακά συστήματα), για τα οποία οποιοδήποτε υλικό σημείο, ελλείψει εξωτερικών επιρροών, κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα ή βρίσκεται σε ηρεμία. Σύμφωνα με Η αρχή της σχετικότητας του ΓαλιλαίουΌλα τα μηχανικά φαινόμενα σε διαφορετικά αδρανειακά συστήματα αναφοράς εξελίσσονται με τον ίδιο τρόπο και κανένα μηχανικό πείραμα δεν μπορεί να καθορίσει εάν ένα δεδομένο σύστημα αναφοράς βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται ευθύγραμμα και ομοιόμορφα.

1.2.4. Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα. Σωματική ώθηση και ώθηση δύναμης.

Νόμος διατήρησης της ορμής. Τρίτος νόμος του Νεύτωνα

Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα:η επιτάχυνση που αποκτάται από ένα υλικό σημείο υπό τη δράση μιας ή περισσότερων δυνάμεων είναι ευθέως ανάλογη της ενεργού δύναμης (ή της προκύπτουσας όλων των δυνάμεων), αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του υλικού σημείου και η κατεύθυνση συμπίπτει με την κατεύθυνση της ενεργού δύναμης (ή αποτέλεσμα):

. (8)

Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα έχει μια άλλη μορφή σημειογραφίας. Ας εισαγάγουμε την έννοια της ορμής του σώματος.

Σωματική παρόρμηση(ή απλά, ώθηση) - ένα μέτρο της μηχανικής κίνησης που καθορίζεται από το γινόμενο της μάζας του σώματος
στην ταχύτητά του , δηλ.
. Ας γράψουμε τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα - τη βασική εξίσωση για τη δυναμική της μεταφορικής κίνησης:

Ας αντικαταστήσουμε το άθροισμα των δυνάμεων με το αποτέλεσμα του
και η καταχώρηση για τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα έχει την ακόλουθη μορφή:

, (9)

και ο ίδιος ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα μπορεί επίσης να διατυπωθεί ως εξής: ο ρυθμός μεταβολής της ορμής καθορίζει τη δύναμη που ασκείται στο σώμα.

Ας μετατρέψουμε τον τελευταίο τύπο:
. Μέγεθος
πήρε το όνομα παρόρμηση δύναμης.Δύναμη ώθησης
καθορίζεται από την αλλαγή της ορμής του σώματος
.

Ένα μηχανικό σύστημα σωμάτων που δεν επενεργείται από εξωτερικές δυνάμεις ονομάζεται κλειστό(ή απομονωμένο).

Νόμος διατήρησης της ορμής: η ορμή ενός κλειστού συστήματος σωμάτων είναι σταθερή ποσότητα.

Τρίτος νόμος του Νεύτωνα:οι δυνάμεις που προκύπτουν κατά την αλληλεπίδραση των σωμάτων είναι ίσες σε μέγεθος, αντίθετες στην κατεύθυνση και εφαρμόζονται σε διαφορετικά σώματα (Εικ. 8):

. (10)

Ρύζι. 8. Τρίτος νόμος του Νεύτωνα

Από τον 3ο νόμο του Νεύτωνα προκύπτει ότι Όταν τα σώματα αλληλεπιδρούν, οι δυνάμεις προκύπτουν ανά ζεύγη.Εκτός από τους νόμους του Νεύτωνα, το πλήρες σύστημα νόμων της δυναμικής πρέπει να περιλαμβάνει αρχή της ανεξάρτητης δράσης των δυνάμεων:η δράση οποιασδήποτε δύναμης δεν εξαρτάται από την παρουσία ή την απουσία άλλων δυνάμεων. η συνδυασμένη δράση πολλών δυνάμεων είναι ίση με το άθροισμα των ανεξάρτητων ενεργειών των επιμέρους δυνάμεων.

Κανονική δύναμη αντίδρασης εδάφους

Η δύναμη που ασκείται στο σώμα από το στήριγμα (ή την ανάρτηση) ονομάζεται δύναμη αντίδρασης στήριξης. Όταν τα σώματα έρχονται σε επαφή, η δύναμη αντίδρασης στήριξης κατευθύνεται κάθετα στην επιφάνεια επαφής. Εάν το σώμα βρίσκεται σε οριζόντιο σταθερό τραπέζι, η δύναμη αντίδρασης στήριξης κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω και εξισορροπεί τη δύναμη της βαρύτητας:

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

Δείτε τι είναι η "Κανονική δύναμη αντίδρασης εδάφους" σε άλλα λεξικά:

Δύναμη τριβής ολίσθησης- Η δύναμη της τριβής ολίσθησης είναι η δύναμη που προκύπτει μεταξύ των σωμάτων που έρχονται σε επαφή κατά τη σχετική κίνησή τους. Εάν δεν υπάρχει υγρό ή αέριο στρώμα (λιπαντικό) μεταξύ των σωμάτων, τότε μια τέτοια τριβή ονομάζεται ξηρή. Διαφορετικά, τριβή... ... Wikipedia

Δύναμη (φυσική ποσότητα)- Το αίτημα για "δύναμη" ανακατευθύνεται εδώ. δείτε επίσης άλλες έννοιες. Διάσταση δύναμης LMT−2 μονάδες SI ... Wikipedia

Δύναμη- Το αίτημα για "δύναμη" ανακατευθύνεται εδώ. δείτε επίσης άλλες έννοιες. Διάσταση δύναμης LMT−2 Μονάδες SI newton ... Wikipedia

Νόμος του Άμοντον- Ο νόμος του Amonton Coulomb είναι ένας εμπειρικός νόμος που δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ της επιφανειακής δύναμης τριβής που εμφανίζεται κατά τη σχετική ολίσθηση ενός σώματος με την κανονική δύναμη αντίδρασης που δρα στο σώμα από την επιφάνεια. Δύναμη τριβής, ... ... Wikipedia

Νόμος της Τριβής- Οι δυνάμεις τριβής ολίσθησης είναι δυνάμεις που προκύπτουν μεταξύ των σωμάτων που έρχονται σε επαφή κατά τη σχετική κίνησή τους. Εάν δεν υπάρχει υγρό ή αέριο στρώμα (λιπαντικό) μεταξύ των σωμάτων, τότε μια τέτοια τριβή ονομάζεται ξηρή. Διαφορετικά, τριβή... ... Wikipedia

Στατική τριβή- Στατική τριβή, τριβή πρόσφυσης είναι η δύναμη που προκύπτει μεταξύ δύο σωμάτων που έρχονται σε επαφή και εμποδίζει την εμφάνιση σχετικής κίνησης. Αυτή η δύναμη πρέπει να ξεπεραστεί για να τεθούν σε κίνηση δύο σώματα που έρχονται σε επαφή... ... Wikipedia

άνθρωπος που περπατά- Το αίτημα "Όρθιο περπάτημα" ανακατευθύνεται εδώ. Απαιτείται ξεχωριστό άρθρο για αυτό το θέμα. Το ανθρώπινο περπάτημα είναι η πιο φυσική ανθρώπινη κίνηση. Μια αυτοματοποιημένη κίνηση κινητήρα που πραγματοποιείται ως αποτέλεσμα σύνθετης συντονισμένης δραστηριότητας... ... Wikipedia

Όρθιο περπάτημα- Κύκλος βάδισης: στήριξη στο ένα πόδι, διπλή περίοδος στήριξης, στήριξη στο άλλο πόδι. Το ανθρώπινο περπάτημα είναι η πιο φυσική ανθρώπινη κίνηση. Μια αυτοματοποιημένη κινητική πράξη που προκύπτει ως αποτέλεσμα σύνθετης συντονισμένης δραστηριότητας του σκελετικού ... Wikipedia

Νόμος Amonton-Coulomb- η δύναμη τριβής όταν ένα σώμα ολισθαίνει σε μια επιφάνεια δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής του σώματος με την επιφάνεια, αλλά εξαρτάται από τη δύναμη της κανονικής αντίδρασης αυτού του σώματος και από την κατάσταση του περιβάλλοντος. Η δύναμη τριβής ολίσθησης εμφανίζεται όταν μια δεδομένη ολίσθηση... ... Wikipedia

Νόμος του Κουλόμπ (μηχανική)- Ο νόμος του Amonton Coulomb, η δύναμη της τριβής όταν ένα σώμα ολισθαίνει σε μια επιφάνεια δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής του σώματος με την επιφάνεια, αλλά εξαρτάται από τη δύναμη της κανονικής αντίδρασης αυτού του σώματος και από την κατάσταση το περιβάλλον. Η δύναμη τριβής ολίσθησης εμφανίζεται όταν... ... Wikipedia

Δύναμη αντίδρασης υποστηρίζειαναφέρεται σε ελαστικές δυνάμεις, και κατευθύνεται πάντα κάθετα στην επιφάνεια. Αντιστέκεται σε κάθε δύναμη που προκαλεί το σώμα να κινείται κάθετα στο στήριγμα. Για να το υπολογίσετε, πρέπει να προσδιορίσετε και να μάθετε την αριθμητική τιμή όλων των δυνάμεων που δρουν στο σώμα που στέκεται στο στήριγμα.

Θα χρειαστείτε

- ζυγαριά?
- ταχύμετρο ή ραντάρ.
- γωνιόμετρο.

Οδηγίες

Προσδιορίστε το σωματικό βάρος χρησιμοποιώντας ζυγαριά ή οποιαδήποτε άλλη μέθοδο. Εάν το σώμα βρίσκεται σε οριζόντια επιφάνεια (και δεν έχει σημασία αν κινείται ή σε ηρεμία), τότε η δύναμη αντίδρασης στήριξης είναι ίση με τη δύναμη της βαρύτητας που ασκεί το σώμα. Για να το υπολογίσετε, πολλαπλασιάστε τη μάζα του σώματος με την επιτάχυνση της βαρύτητας, η οποία ισούται με 9,81 m/s² N=m g.
Όταν ένα σώμα κινείται κατά μήκος ενός κεκλιμένου επιπέδου που κατευθύνεται υπό γωνία προς την οριζόντια, η δύναμη αντίδρασης του εδάφους βρίσκεται υπό γωνία ως προς τη δύναμη της βαρύτητας. Ταυτόχρονα, αντισταθμίζει μόνο εκείνη τη συνιστώσα της βαρύτητας που δρα κάθετα στο κεκλιμένο επίπεδο. Για να υπολογίσετε τη δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος, χρησιμοποιήστε ένα μοιρογνωμόνιο για να μετρήσετε τη γωνία στην οποία βρίσκεται το επίπεδο προς την οριζόντια. Υπολογίζω δύναμηυποστηρικτικές αντιδράσεις, πολλαπλασιάζοντας τη μάζα του σώματος με την επιτάχυνση της βαρύτητας και το συνημίτονο της γωνίας στην οποία βρίσκεται το επίπεδο προς τον ορίζοντα N=m g Cos(α).
Εάν ένα σώμα κινείται κατά μήκος μιας επιφάνειας που είναι μέρος ενός κύκλου με ακτίνα R, για παράδειγμα, μια γέφυρα, ένας λόφος, τότε η δύναμη αντίδρασης υποστήριξης λαμβάνει υπόψη τη δύναμη που ενεργεί προς την κατεύθυνση από το κέντρο του κύκλου, με επιτάχυνση ίση με την κεντρομόλο, που ενεργεί στο σώμα. Για να υπολογίσετε τη δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος στο πάνω σημείο, αφαιρέστε τον λόγο του τετραγώνου της ταχύτητας προς την ακτίνα καμπυλότητας της τροχιάς από την επιτάχυνση της βαρύτητας.
Πολλαπλασιάστε τον αριθμό που προκύπτει με τη μάζα του κινούμενου σώματος N=m (g-v²/R). Η ταχύτητα θα πρέπει να μετράται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο και η ακτίνα σε μέτρα. Σε μια ορισμένη ταχύτητα, η τιμή της επιτάχυνσης που κατευθύνεται από το κέντρο του κύκλου μπορεί να ισούται ή και να υπερβαίνει την επιτάχυνση της βαρύτητας, οπότε η πρόσφυση του αμαξώματος στην επιφάνεια θα εξαφανιστεί, επομένως, για παράδειγμα, οι αυτοκινητιστές πρέπει να ελέγχουν την ταχύτητα σε τέτοια τμήματα του δρόμου.
Εάν η καμπυλότητα είναι στραμμένη προς τα κάτω και η τροχιά του σώματος είναι κοίλη, τότε υπολογίστε τη δύναμη αντίδρασης στήριξης προσθέτοντας στην επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης τον λόγο του τετραγώνου της ταχύτητας και της ακτίνας καμπυλότητας της τροχιάς και πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα με το μάζα σώματος N=m (g+v²/R).
Εάν η δύναμη τριβής και ο συντελεστής τριβής είναι γνωστοί, υπολογίστε τη δύναμη αντίδρασης στήριξης διαιρώντας τη δύναμη τριβής με αυτόν τον συντελεστή N=Ftr/μ.

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

Δείτε τι είναι η "Κανονική δύναμη αντίδρασης εδάφους" σε άλλα λεξικά:

Η δύναμη τριβής ολίσθησης είναι η δύναμη που προκύπτει μεταξύ των σωμάτων που έρχονται σε επαφή κατά τη σχετική κίνησή τους. Εάν δεν υπάρχει υγρό ή αέριο στρώμα (λιπαντικό) μεταξύ των σωμάτων, τότε μια τέτοια τριβή ονομάζεται ξηρή. Διαφορετικά, τριβή... ... Wikipedia

Το ερώτημα "δύναμη" ανακατευθύνεται εδώ. δείτε επίσης άλλες έννοιες. Διάσταση δύναμης LMT−2 μονάδες SI ... Wikipedia

Το ερώτημα "δύναμη" ανακατευθύνεται εδώ. δείτε επίσης άλλες έννοιες. Διάσταση δύναμης LMT−2 Μονάδες SI newton ... Wikipedia

Ο νόμος του Amonton Coulomb είναι ένας εμπειρικός νόμος που δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ της επιφανειακής δύναμης τριβής που συμβαίνει κατά τη σχετική ολίσθηση ενός σώματος με την κανονική δύναμη αντίδρασης που δρα στο σώμα από την επιφάνεια. Δύναμη τριβής, ... ... Wikipedia

Οι δυνάμεις τριβής ολίσθησης είναι δυνάμεις που προκύπτουν μεταξύ των σωμάτων που έρχονται σε επαφή κατά τη σχετική κίνησή τους. Εάν δεν υπάρχει υγρό ή αέριο στρώμα (λιπαντικό) μεταξύ των σωμάτων, τότε μια τέτοια τριβή ονομάζεται ξηρή. Διαφορετικά, τριβή... ... Wikipedia

Στατική τριβή, τριβή πρόσφυσης είναι η δύναμη που προκύπτει μεταξύ δύο σωμάτων που έρχονται σε επαφή και εμποδίζει την εμφάνιση σχετικής κίνησης. Αυτή η δύναμη πρέπει να ξεπεραστεί για να τεθούν σε κίνηση δύο σώματα που έρχονται σε επαφή... ... Wikipedia

Το αίτημα "Όρθιο περπάτημα" ανακατευθύνεται εδώ. Απαιτείται ξεχωριστό άρθρο για αυτό το θέμα. Το ανθρώπινο περπάτημα είναι η πιο φυσική ανθρώπινη κίνηση. Μια αυτοματοποιημένη κίνηση κινητήρα που πραγματοποιείται ως αποτέλεσμα σύνθετης συντονισμένης δραστηριότητας... ... Wikipedia

Κύκλος βάδισης: στήριξη στο ένα πόδι, περίοδος διπλής στήριξης, στήριξη στο άλλο πόδι... Το ανθρώπινο περπάτημα είναι η πιο φυσική ανθρώπινη κίνηση. Μια αυτοματοποιημένη κινητική πράξη που προκύπτει ως αποτέλεσμα σύνθετης συντονισμένης δραστηριότητας του σκελετικού ... Wikipedia

Η δύναμη τριβής όταν ένα σώμα ολισθαίνει σε μια επιφάνεια δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής του σώματος με την επιφάνεια, αλλά εξαρτάται από τη δύναμη της κανονικής αντίδρασης αυτού του σώματος και από την κατάσταση του περιβάλλοντος. Η δύναμη τριβής ολίσθησης εμφανίζεται όταν μια δεδομένη ολίσθηση... ... Wikipedia

Ο νόμος του Amonton Coulomb Η δύναμη της τριβής όταν ένα σώμα ολισθαίνει σε μια επιφάνεια δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής του σώματος με την επιφάνεια, αλλά εξαρτάται από τη δύναμη της κανονικής αντίδρασης αυτού του σώματος και από την κατάσταση του περιβάλλοντος . Η δύναμη τριβής ολίσθησης εμφανίζεται όταν... ... Wikipedia

Κανονική ισχύς αντίδρασης- η δύναμη που ασκείται στο σώμα από την πλευρά του στηρίγματος (ή της ανάρτησης). Όταν τα σώματα έρχονται σε επαφή, το διάνυσμα της δύναμης αντίδρασης κατευθύνεται κάθετα στην επιφάνεια επαφής. Για τον υπολογισμό χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τύπος:

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

Οπου $|\vec N|$ - μέτρο του διανύσματος κανονικής δύναμης αντίδρασης, $Μ$ - μάζα σώματος, $σολ$ - επιτάχυνση της βαρύτητας, $\θήτα$ - τη γωνία μεταξύ του επιπέδου στήριξης και του οριζόντιου επιπέδου.

Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, το μέτρο της κανονικής δύναμης αντίδρασης $|\vec N|$ ίσο με το συντελεστή σωματικού βάρους $|\vec P|$ , αλλά τα διανύσματά τους είναι συγγραμμικά και αντίθετα κατευθυνόμενα:

$\vec N= -\vec P.$

Από τον νόμο Amonton-Coulomb προκύπτει ότι για το μέτρο του κανονικού διανύσματος δύναμης αντίδρασης ισχύει η ακόλουθη σχέση:

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

Οπου $\vec F$ - δύναμη τριβής ολίσθησης και $κ$ - συντελεστής τριβής.

Δεδομένου ότι η στατική δύναμη τριβής υπολογίζεται από τον τύπο

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

τότε μπορούμε να βρούμε πειραματικά μια τέτοια τιμή γωνίας $\θήτα$ , στην οποία η στατική δύναμη τριβής θα είναι ίση με τη δύναμη τριβής ολίσθησης:

$mg \sin \θήτα = k mg \cos \θήτα.$

Από εδώ εκφράζουμε τον συντελεστή τριβής:

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

Γράψτε μια κριτική για το άρθρο "Η δύναμη της κανονικής αντίδρασης"

Ένα απόσπασμα που χαρακτηρίζει τη δύναμη μιας κανονικής αντίδρασης

Όλοι οι ιστορικοί συμφωνούν ότι οι εξωτερικές δραστηριότητες των κρατών και των λαών, στις συγκρούσεις μεταξύ τους, εκφράζονται με πολέμους. ότι άμεσα, ως αποτέλεσμα μικρότερων ή μεγαλύτερων στρατιωτικών επιτυχιών, αυξάνεται ή μειώνεται η πολιτική δύναμη των κρατών και των λαών.
Ανεξάρτητα από το πόσο περίεργες είναι οι ιστορικές περιγραφές του πώς κάποιος βασιλιάς ή αυτοκράτορας, έχοντας μαλώσει με άλλον αυτοκράτορα ή βασιλιά, συγκέντρωσε στρατό, πολέμησε με τον εχθρικό στρατό, κέρδισε μια νίκη, σκότωσε τρεις, πέντε, δέκα χιλιάδες ανθρώπους και, ως αποτέλεσμα , κατέκτησε το κράτος και έναν ολόκληρο λαό πολλών εκατομμυρίων? όσο ακατανόητο κι αν είναι γιατί η ήττα ενός στρατού, το ένα εκατοστό όλων των δυνάμεων του λαού, ανάγκασε τον λαό να υποταχθεί, όλα τα γεγονότα της ιστορίας (από όσο το γνωρίζουμε) επιβεβαιώνουν τη δικαιοσύνη του γεγονότος ότι Οι μεγαλύτερες ή μικρότερες επιτυχίες του στρατού ενός λαού εναντίον του στρατού ενός άλλου λαού είναι οι λόγοι ή, σύμφωνα τουλάχιστον με σημαντικά σημάδια αύξησης ή μείωσης της δύναμης των εθνών. Ο στρατός ήταν νικητής, και τα δικαιώματα των νικητών αυξήθηκαν αμέσως εις βάρος των νικημένων. Ο στρατός υπέστη ήττα, και αμέσως, ανάλογα με τον βαθμό της ήττας, ο λαός στερείται των δικαιωμάτων του και όταν ο στρατός του ηττηθεί ολοκληρωτικά, υποτάσσεται πλήρως.
Αυτό συμβαίνει (σύμφωνα με την ιστορία) από τα αρχαία χρόνια μέχρι τις μέρες μας. Όλοι οι πόλεμοι του Ναπολέοντα χρησιμεύουν ως επιβεβαίωση αυτού του κανόνα. Σύμφωνα με τον βαθμό ήττας των αυστριακών στρατευμάτων, η Αυστρία στερείται των δικαιωμάτων της και τα δικαιώματα και η δύναμη της Γαλλίας αυξάνονται. Η γαλλική νίκη στην Ιένα και στο Auerstätt καταστρέφει την ανεξάρτητη ύπαρξη της Πρωσίας.

Τύπος