แรงปฏิกิริยาภาคพื้นดินมุ่งไปที่ใด? ความแรงของปฏิกิริยาปกติ

สถิตยศาสตร์เป็นหนึ่งในสาขาหนึ่งของฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ศึกษาเงื่อนไขต่างๆ ของร่างกายและระบบให้อยู่ในสมดุลทางกล ในการแก้ปัญหาความสมดุล สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าแรงปฏิกิริยาภาคพื้นดินคืออะไร บทความนี้มีไว้เพื่อการพิจารณาโดยละเอียดของปัญหานี้

กฎข้อที่สองและสามของนิวตัน

ก่อนที่จะพิจารณาคำจำกัดความของแรงปฏิกิริยาภาคพื้นดิน ควรจำไว้ว่าอะไรทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของร่างกาย

สาเหตุของความไม่สมดุลทางกลคือการกระทำของแรงภายนอกหรือภายในต่อร่างกาย จากการกระทำนี้ร่างกายจะได้รับความเร่งซึ่งคำนวณโดยใช้ความเท่าเทียมกันดังต่อไปนี้:

สัญกรณ์นี้เรียกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน โดยที่แรง F คือผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกาย

ถ้าวัตถุหนึ่งกระทำด้วยแรงบางอย่าง F 1 µ บนวัตถุที่สอง ดังนั้นวัตถุที่สองกระทำกับวัตถุชิ้นแรกด้วยแรงสัมบูรณ์ F 2 yl ที่เหมือนกันทุกประการ แต่จะหันไปในทิศทางตรงกันข้ามกับ F 1 Â นั่นคือความเท่าเทียมกันเป็นจริง:

สัญกรณ์นี้เป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับกฎข้อที่สามของนิวตัน

เมื่อแก้ไขปัญหาโดยใช้กฎหมายนี้ เด็กนักเรียนมักจะทำผิดพลาดในการเปรียบเทียบกองกำลังเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ม้ากำลังดึงเกวียน และม้าบนเกวียนและเกวียนบนม้าก็ออกแรงที่มีขนาดเท่ากัน เหตุใดทั้งระบบจึงเคลื่อนไหว? สามารถให้คำตอบสำหรับคำถามนี้ได้อย่างถูกต้องหากเราจำได้ว่าแรงทั้งสองนี้ใช้กับวัตถุที่แตกต่างกัน ดังนั้นแรงทั้งสองจึงไม่สมดุลกัน

แรงปฏิกิริยาพื้น

อันดับแรก ให้นิยามทางกายภาพของแรงนี้ก่อน แล้วจึงอธิบายพร้อมตัวอย่างว่ามันทำงานอย่างไร ดังนั้น แรงตั้งฉากคือแรงที่กระทำต่อวัตถุจากพื้นผิว เช่น เราวางแก้วน้ำไว้บนโต๊ะ เพื่อป้องกันไม่ให้กระจกเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของแรงโน้มถ่วงลง โต๊ะจะกระทำกับกระจกด้วยแรงที่ทำให้แรงโน้มถ่วงสมดุล นี่คือปฏิกิริยาสนับสนุน โดยปกติจะแสดงด้วยตัวอักษร N

Force N คือปริมาณสัมผัส หากมีการสัมผัสกันระหว่างร่างกายก็จะปรากฏขึ้นเสมอ ในตัวอย่างข้างต้น ค่าของ N เท่ากับค่าสัมบูรณ์ของน้ำหนักตัว อย่างไรก็ตามความเท่าเทียมกันนี้เป็นเพียงกรณีพิเศษเท่านั้น ปฏิกิริยาพื้นดินและน้ำหนักตัวเป็นแรงที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงที่มีลักษณะต่างกัน ความเท่าเทียมกันระหว่างสิ่งเหล่านี้จะถูกละเมิดเมื่อใดก็ตามที่มุมเอียงของเครื่องบินเปลี่ยนแปลง แรงกระทำเพิ่มเติมปรากฏขึ้น หรือเมื่อระบบเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร่ง

แรง N เรียกว่าแรงปกติเพราะมันตั้งฉากกับระนาบของพื้นผิวเสมอ

ถ้าเราพูดถึงกฎข้อที่สามของนิวตัน ในตัวอย่างข้างต้นที่มีแก้วน้ำอยู่บนโต๊ะ น้ำหนักของร่างกายและแรงตั้งฉาก N ไม่ใช่การกระทำและปฏิกิริยา เนื่องจากทั้งสองสิ่งถูกนำไปใช้กับวัตถุเดียวกัน ( แก้วน้ำ).

เหตุผลทางกายภาพสำหรับการปรากฏตัวของแรง N

ตามที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น แรงปฏิกิริยารองรับจะป้องกันการทะลุของวัตถุแข็งบางส่วนเข้าไปในวัตถุอื่น เหตุใดพลังนี้จึงปรากฏ? เหตุผลคือการเสียรูป วัตถุแข็งใด ๆ ภายใต้อิทธิพลของภาระจะต้องเปลี่ยนรูปอย่างยืดหยุ่นก่อน แรงยืดหยุ่นมีแนวโน้มที่จะคืนรูปร่างของร่างกายก่อนหน้านี้ ดังนั้นจึงมีผลกระทบจากการลอยตัว ซึ่งแสดงออกมาในรูปแบบของปฏิกิริยาสนับสนุน

หากเราพิจารณาปัญหาในระดับอะตอม การปรากฏตัวของค่า N จะเป็นผลมาจากการกระทำของหลักการของเพาลี เมื่ออะตอมเข้ามาใกล้กันเล็กน้อย เปลือกอิเล็กตรอนของพวกมันจะเริ่มทับซ้อนกัน ซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของแรงผลักกัน

อาจดูแปลกสำหรับหลายๆ คน ที่แก้วน้ำสามารถทำให้โต๊ะเสียโฉมได้ แต่มันเป็นเรื่องจริง การเสียรูปมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

จะคำนวณแรง N ได้อย่างไร?

ควรบอกทันทีว่าไม่มีสูตรเฉพาะสำหรับแรงปฏิกิริยาของพื้นดิน อย่างไรก็ตาม มีเทคนิคที่ใช้ซึ่งเป็นไปได้ที่จะระบุ N สำหรับระบบที่มีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุใดๆ อย่างแน่นอน

วิธีการหาค่าของ N มีดังนี้

• ขั้นแรกให้เขียนกฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับระบบที่กำหนดโดยคำนึงถึงแรงทั้งหมดที่กระทำในระบบนั้น
• ค้นหาการฉายภาพผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดต่อทิศทางการกระทำของปฏิกิริยาสนับสนุน
• การแก้สมการนิวตันที่ได้ในทิศทางที่ทำเครื่องหมายไว้จะนำไปสู่ค่าที่ต้องการของ N

เมื่อวาดสมการไดนามิกคุณควรวางสัญญาณของแรงกระทำอย่างระมัดระวังและถูกต้อง

คุณยังสามารถค้นหาปฏิกิริยาของแนวรับได้ หากคุณไม่ได้ใช้แนวคิดเรื่องกำลัง แต่ใช้แนวคิดเกี่ยวกับช่วงเวลาเหล่านั้น ช่วงเวลาแห่งแรงที่เกี่ยวข้องนั้นยุติธรรมและสะดวกสำหรับระบบที่มีจุดหรือแกนหมุน

ปัญหากับกระจกบนโต๊ะ

ตัวอย่างนี้ได้รับมาแล้วข้างต้น สมมติว่าแก้วพลาสติกขนาด 250 มล. เต็มไปด้วยน้ำ วางอยู่บนโต๊ะและวางหนังสือน้ำหนัก 300 กรัมไว้บนกระจก แรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับโต๊ะคืออะไร?

มาเขียนสมการไดนามิกกัน เรามี:

โดยที่ P 1 และ P 2 คือน้ำหนักของแก้วน้ำและหนังสือ 1 เล่ม ตามลำดับ เนื่องจากระบบอยู่ในสภาวะสมดุล ดังนั้น a=0 เมื่อพิจารณาว่าน้ำหนักของร่างกายเท่ากับแรงโน้มถ่วงและยังละเลยมวลของถ้วยพลาสติกด้วยเราได้รับ:

ม. 1 *g + ม. 2 *g - N = 0 =>

N = (ม.1 + ม.2)*ก

เมื่อพิจารณาว่าความหนาแน่นของน้ำคือ 1 กรัม/ซม. 3 และ 1 มิลลิลิตร เท่ากับ 1 ซม. 3 เราจึงได้แรง N เท่ากับ 5.4 นิวตันตามสูตรที่ได้รับ

ปัญหากับบอร์ด สองตัวรองรับและโหลดหนึ่งอัน

กระดานซึ่งมีมวลมากจนสามารถละเลยได้นั้นวางอยู่บนฐานรองรับที่มั่นคงสองอัน ความยาวของกระดานคือ 2 เมตร แรงปฏิกิริยาของการรองรับแต่ละอันจะเป็นอย่างไร หากวางน้ำหนัก 3 กก. บนกระดานนี้ตรงกลาง

ก่อนจะแก้ไขปัญหา เราควรแนะนำแนวคิดเรื่องโมเมนต์แห่งพลังก่อน ในวิชาฟิสิกส์ ค่านี้สอดคล้องกับผลคูณของแรงและความยาวของคันโยก (ระยะห่างจากจุดที่ออกแรงถึงแกนหมุน) ระบบที่มีแกนหมุนจะอยู่ในสมดุลถ้าโมเมนต์รวมของแรงเป็นศูนย์

กลับมาที่ปัญหาของเรา มาคำนวณผลรวมสัมพันธ์กับแนวรับอันใดอันหนึ่ง (อันที่ถูกต้อง) ให้เราแสดงความยาวของกระดานด้วยตัวอักษร L จากนั้นโมเมนต์แรงโน้มถ่วงของภาระจะเท่ากับ:

โดยที่ L/2 คือคันโยกของแรงโน้มถ่วง เครื่องหมายลบปรากฏขึ้นเนื่องจากช่วงเวลาที่ M 1 หมุนทวนเข็มนาฬิกา

โมเมนต์ของแรงปฏิกิริยารองรับจะเท่ากับ:

เนื่องจากระบบอยู่ในสมดุล ผลรวมของโมเมนต์จึงต้องเท่ากับศูนย์ เราได้รับ:

ม 1 + ม 2 = 0 =>

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

N = ม.*ก./2 = 3*9.81/2 = 14.7 นิวตัน

โปรดทราบว่าแรง N ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความยาวของกระดาน

เมื่อคำนึงถึงความสมมาตรของตำแหน่งของโหลดบนกระดานที่สัมพันธ์กับส่วนรองรับ แรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับด้านซ้ายจะเท่ากับ 14.7 นิวตันด้วย

การทดสอบออนไลน์

สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับความแข็งแกร่ง

แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ จำเป็นต้องทราบจุดใช้งานและทิศทางของแรงแต่ละชนิด สิ่งสำคัญคือต้องสามารถระบุได้ว่าแรงใดที่กระทำต่อร่างกายและไปในทิศทางใด แรงเขียนแทนด้วย หน่วยวัดเป็นนิวตัน เพื่อแยกแยะกองกำลังต่างๆ จึงมีการกำหนดไว้ดังนี้

ด้านล่างนี้คือกองกำลังหลักที่ปฏิบัติการในธรรมชาติ เป็นไปไม่ได้ที่จะคิดค้นกองกำลังที่ไม่มีอยู่จริงเมื่อแก้ไขปัญหา!

มีพลังมากมายในธรรมชาติ ที่นี่เราจะพิจารณากองกำลังที่พิจารณาในหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนเมื่อศึกษาพลวัต นอกจากนี้ยังมีการกล่าวถึงกองกำลังอื่น ๆ ซึ่งจะกล่าวถึงในหัวข้ออื่น ๆ

แรงโน้มถ่วง

ร่างกายทุกคนบนโลกได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของโลก แรงที่โลกดึงดูดแต่ละวัตถุนั้นถูกกำหนดโดยสูตร

จุดใช้งานอยู่ที่จุดศูนย์ถ่วงของร่างกาย แรงโน้มถ่วง มุ่งลงสู่แนวตั้งเสมอ.

แรงเสียดทาน

มาทำความรู้จักกับแรงเสียดทานกันดีกว่า แรงนี้เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่และพื้นผิวทั้งสองสัมผัสกัน แรงเกิดขึ้นเนื่องจากพื้นผิวเมื่อมองด้วยกล้องจุลทรรศน์จะไม่เรียบเท่าที่ปรากฏ แรงเสียดทานถูกกำหนดโดยสูตร:

แรงกระทำที่จุดสัมผัสของพื้นผิวทั้งสอง มุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนไหว

แรงปฏิกิริยาพื้น

ลองนึกภาพวัตถุที่หนักมากวางอยู่บนโต๊ะ โต๊ะโค้งงอตามน้ำหนักของวัตถุ แต่ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน ตารางจะกระทำต่อวัตถุด้วยแรงเดียวกันกับวัตถุบนโต๊ะทุกประการ แรงนั้นพุ่งตรงข้ามกับแรงที่วัตถุกดบนโต๊ะ นั่นก็คือ ขึ้น แรงนี้เรียกว่าปฏิกิริยาพื้น ชื่อกองกำลัง "พูด" การสนับสนุนตอบสนอง. แรงนี้จะเกิดขึ้นทุกครั้งที่มีผลกระทบต่อแนวรับ ธรรมชาติของการเกิดขึ้นในระดับโมเลกุล ดูเหมือนว่าวัตถุจะเปลี่ยนตำแหน่งปกติและการเชื่อมต่อของโมเลกุล (ภายในโต๊ะ) ในทางกลับกัน พวกมันก็พยายามที่จะกลับสู่สถานะดั้งเดิมโดย "ต่อต้าน"

ร่างกายใดๆ ก็ตาม แม้แต่ของที่เบามาก (เช่น ดินสอที่วางอยู่บนโต๊ะ) จะทำให้ส่วนรองรับผิดรูปในระดับไมโคร ดังนั้นจึงเกิดปฏิกิริยากราวด์ขึ้น

ไม่มีสูตรพิเศษในการค้นหาแรงนี้ มันเขียนแทนด้วยตัวอักษร แต่แรงนี้เป็นเพียงแรงยืดหยุ่นประเภทหนึ่งที่แยกจากกัน ดังนั้นจึงยังสามารถแสดงเป็น

แรงถูกใช้ที่จุดที่วัตถุสัมผัสกันโดยใช้ส่วนรองรับ ตั้งฉากกับส่วนรองรับ

เนื่องจากร่างกายเป็นจุดวัตถุ จึงสามารถแสดงแรงจากศูนย์กลางได้

แรงยืดหยุ่น

แรงนี้เกิดขึ้นจากการเสียรูป (การเปลี่ยนแปลงสถานะเริ่มต้นของสาร) ตัวอย่างเช่น เมื่อเรายืดสปริง เราจะเพิ่มระยะห่างระหว่างโมเลกุลของวัสดุสปริง เมื่อเราบีบอัดสปริง เราก็จะลดสปริงลง เมื่อเราบิดหรือขยับ ในตัวอย่างทั้งหมดเหล่านี้ มีแรงเกิดขึ้นซึ่งป้องกันการเสียรูป - แรงยืดหยุ่น

แรงยืดหยุ่นนั้นพุ่งตรงข้ามกับการเสียรูป

เมื่อเชื่อมต่อสปริงแบบอนุกรม ความแข็งจะถูกคำนวณโดยใช้สูตร

เมื่อต่อขนานกันจะเกิดความฝืด

ความแข็งของตัวอย่าง โมดูลัสของยัง

โมดูลัสของ Young แสดงถึงคุณสมบัติยืดหยุ่นของสาร นี่เป็นค่าคงที่ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุและสถานะทางกายภาพเท่านั้น แสดงลักษณะของวัสดุในการต้านทานแรงดึงหรือการเปลี่ยนรูปแบบแรงอัด ค่าโมดูลัสของ Young เป็นแบบตาราง

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของของแข็งได้ที่นี่

น้ำหนักตัวคือแรงที่วัตถุกระทำต่อสิ่งรองรับ คุณบอกว่านี่คือพลังแห่งแรงโน้มถ่วง! ความสับสนเกิดขึ้นในสิ่งต่อไปนี้: แท้จริงแล้วน้ำหนักของร่างกายมักจะเท่ากับแรงโน้มถ่วง แต่แรงเหล่านี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิง แรงโน้มถ่วงเป็นพลังที่เกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์กับโลก น้ำหนักเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับส่วนรองรับ แรงโน้มถ่วงถูกใช้ที่จุดศูนย์ถ่วงของวัตถุ ในขณะที่น้ำหนักคือแรงที่ใช้กับส่วนรองรับ (ไม่ใช่กับวัตถุ)!

ไม่มีสูตรในการกำหนดน้ำหนัก กองกำลังนี้ถูกกำหนดโดยจดหมาย

แรงปฏิกิริยารองรับหรือแรงยืดหยุ่นเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อแรงกระแทกของวัตถุบนช่วงล่างหรือส่วนรองรับ ดังนั้น น้ำหนักของร่างกายจึงเป็นตัวเลขเหมือนกับแรงยืดหยุ่นเสมอ แต่มีทิศทางตรงกันข้าม

แรงปฏิกิริยาและน้ำหนักปฏิกิริยารองรับเป็นแรงที่มีลักษณะเดียวกัน ตามกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน พวกมันจะมีทิศทางเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม น้ำหนักคือแรงที่กระทำต่อสิ่งรองรับ ไม่ใช่บนร่างกาย แรงโน้มถ่วงกระทำต่อร่างกาย

น้ำหนักตัวอาจไม่เท่ากับแรงโน้มถ่วง อาจจะมากหรือน้อยหรืออาจจะเป็นว่าน้ำหนักเป็นศูนย์ ภาวะนี้เรียกว่า ความไร้น้ำหนัก. ภาวะไร้น้ำหนักเป็นสภาวะที่วัตถุไม่โต้ตอบกับส่วนรองรับ เช่น สภาวะการบิน: มีแรงโน้มถ่วง แต่น้ำหนักเป็นศูนย์!

คุณสามารถกำหนดทิศทางของการเร่งความเร็วได้หากคุณกำหนดทิศทางของแรงลัพธ์ที่มุ่งไป

โปรดทราบว่าน้ำหนักคือแรง ซึ่งวัดเป็นนิวตัน จะตอบคำถามให้ถูกต้องได้อย่างไร:“ คุณมีน้ำหนักเท่าไหร่”? เราตอบ 50 กก. ไม่ได้บอกน้ำหนัก แต่เป็นมวลของเรา! ในตัวอย่างนี้ น้ำหนักของเราเท่ากับแรงโน้มถ่วง ซึ่งก็คือประมาณ 500 นิวตัน!

โอเวอร์โหลด- อัตราส่วนของน้ำหนักต่อแรงโน้มถ่วง

พลังของอาร์คิมีดีส

แรงเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากอันตรกิริยาระหว่างวัตถุกับของเหลว (แก๊ส) เมื่อร่างกายจุ่มอยู่ในของเหลว (หรือแก๊ส) แรงนี้ดันร่างกายออกจากน้ำ (แก๊ส) ดังนั้นจึงถูกชี้ขึ้นในแนวตั้ง (ดัน) กำหนดโดยสูตร:

ในอากาศเราละเลยพลังของอาร์คิมีดีส

ถ้าแรงอาร์คิมิดีสเท่ากับแรงโน้มถ่วง ร่างกายก็จะลอยได้ หากแรงของอาร์คิมิดีสมีมากขึ้น มันจะลอยขึ้นสู่พื้นผิวของของเหลว หากน้อยกว่านั้นก็จะจมลง

แรงไฟฟ้า

มีแรงกำเนิดทางไฟฟ้า เกิดขึ้นเมื่อมีประจุไฟฟ้า แรงเหล่านี้ เช่น แรงคูลอมบ์ แรงแอมแปร์ และแรงลอเรนซ์ จะกล่าวถึงรายละเอียดในหัวข้อไฟฟ้า

การกำหนดแผนผังของแรงที่กระทำต่อร่างกาย

บ่อยครั้งที่ร่างกายถูกจำลองเป็นจุดวัสดุ ดังนั้นในไดอะแกรม จุดการใช้งานต่างๆ จะถูกถ่ายโอนไปยังจุดเดียว - ไปยังจุดศูนย์กลาง และร่างกายจะแสดงเป็นแผนผังเป็นวงกลมหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า

เพื่อที่จะกำหนดกองกำลังได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องระบุรายชื่อร่างกายทั้งหมดที่ร่างกายภายใต้การศึกษาโต้ตอบด้วย พิจารณาว่าเกิดอะไรขึ้นอันเป็นผลจากการมีปฏิสัมพันธ์กับแต่ละสิ่ง เช่น การเสียดสี การเสียรูป การดึงดูด หรือการผลักกัน กำหนดประเภทของแรงและระบุทิศทางให้ถูกต้อง ความสนใจ! จำนวนแรงจะตรงกับจำนวนวัตถุที่เกิดปฏิสัมพันธ์กัน

สิ่งสำคัญที่ต้องจำ

1) กองกำลังและธรรมชาติของพวกมัน
2) ทิศทางของแรง
3) สามารถระบุกองกำลังรักษาการได้

แรงเสียดทาน*

มีแรงเสียดทานภายนอก (แห้ง) และภายใน (หนืด) แรงเสียดทานภายนอกเกิดขึ้นระหว่างการสัมผัสพื้นผิวแข็ง แรงเสียดทานภายในเกิดขึ้นระหว่างชั้นของของเหลวหรือก๊าซระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ แรงเสียดทานภายนอกมีสามประเภท: แรงเสียดทานสถิต แรงเสียดทานแบบเลื่อน และแรงเสียดทานแบบกลิ้ง

แรงเสียดทานจากการกลิ้งถูกกำหนดโดยสูตร

แรงต้านทานเกิดขึ้นเมื่อร่างกายเคลื่อนที่ในของเหลวหรือก๊าซ ขนาดของแรงต้านทานขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของร่างกาย ความเร็วของการเคลื่อนที่ และคุณสมบัติของของเหลวหรือก๊าซ เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ แรงลากจะแปรผันตามความเร็วของร่างกาย

ที่ความเร็วสูงจะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็ว

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วง กฎแรงโน้มถ่วง และความเร่งของแรงโน้มถ่วง*

ลองพิจารณาแรงดึงดูดระหว่างวัตถุและโลกกัน ระหว่างพวกเขาตามกฎแห่งแรงโน้มถ่วงจะมีแรงเกิดขึ้น

ทีนี้ลองเปรียบเทียบกฎแห่งแรงโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วงกัน

ขนาดความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับมวลของโลกและรัศมีของมัน! ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณด้วยว่าวัตถุความเร่งใดบนดวงจันทร์หรือดาวเคราะห์ดวงอื่นจะตกลงมา โดยใช้มวลและรัศมีของดาวเคราะห์ดวงนั้น

ระยะทางจากศูนย์กลางของโลกถึงขั้วนั้นน้อยกว่าเส้นศูนย์สูตร ดังนั้นความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่เส้นศูนย์สูตรจึงน้อยกว่าที่ขั้วเล็กน้อย ในเวลาเดียวกันควรสังเกตว่าสาเหตุหลักสำหรับการพึ่งพาความเร่งของแรงโน้มถ่วงในละติจูดของพื้นที่คือข้อเท็จจริงของการหมุนของโลกรอบแกนของมัน

เมื่อเราเคลื่อนออกจากพื้นผิวโลก แรงโน้มถ่วงและความเร่งของแรงโน้มถ่วงจะเปลี่ยนไปในสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างถึงศูนย์กลางของโลก

แรงปฏิกิริยาพื้น น้ำหนัก

วางหินไว้บนฝาแนวนอนของโต๊ะที่ยืนอยู่บนพื้นโลก (รูปที่ 104) เนื่องจากการเร่งความเร็วของหินสัมพันธ์กับโลกเท่ากับกระสุน ดังนั้นตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ผลรวมของแรงที่กระทำต่อหินจึงเป็นศูนย์ ดังนั้นผลของแรงโน้มถ่วง m · g บนหินจึงต้องได้รับการชดเชยด้วยแรงอื่นๆ เห็นได้ชัดว่าภายใต้อิทธิพลของหิน ท็อปโต๊ะมีรูปร่างผิดปกติ ดังนั้นแรงยืดหยุ่นจึงกระทำกับหินจากด้านข้างโต๊ะ หากเราสมมติว่าหินมีปฏิสัมพันธ์กับโลกและพื้นโต๊ะเท่านั้น แรงยืดหยุ่นควรปรับสมดุลของแรงโน้มถ่วง: F control = -m · g แรงยืดหยุ่นนี้เรียกว่า แรงปฏิกิริยาภาคพื้นดินและเขียนแทนด้วยอักษรละติน N เนื่องจากความเร่งของแรงโน้มถ่วงมุ่งลงในแนวตั้งลง แรง N จึงพุ่งขึ้นในแนวตั้ง - ตั้งฉากกับพื้นผิวโต๊ะ

เนื่องจากท็อปโต๊ะกระทำบนหิน ดังนั้นตามกฎข้อที่สามของนิวตัน หินจึงกระทำบนพื้นผิวโต๊ะด้วยแรง P = -N (รูปที่ 105) พลังนี้เรียกว่า น้ำหนัก.

น้ำหนักของร่างกายคือแรงที่ร่างกายนี้กระทำต่อระบบกันสะเทือนหรืออุปกรณ์รองรับขณะอยู่กับที่โดยสัมพันธ์กับระบบกันสะเทือนหรืออุปกรณ์รองรับ

ในกรณีที่พิจารณา น้ำหนักของหินจะเท่ากับแรงโน้มถ่วง: P = m · g. สิ่งนี้จะเกิดขึ้นกับร่างกายใดๆ ก็ตามที่วางอยู่บนระบบกันสะเทือน (ส่วนรองรับ) ที่สัมพันธ์กับพื้นโลก (รูปที่ 106) แน่นอนว่าในกรณีนี้ จุดยึด (หรือส่วนรองรับ) ของระบบกันสะเทือนนั้นไม่มีการเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับโลก

สำหรับร่างกายที่วางอยู่บนระบบกันสะเทือน (ตัวรองรับ) ที่ไม่มีการเคลื่อนไหวสัมพันธ์กับโลก น้ำหนักของร่างกายจะเท่ากับแรงโน้มถ่วง

น้ำหนักของร่างกายจะเท่ากับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายหากร่างกายและระบบกันสะเทือน (ส่วนรองรับ) เคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรงสัมพันธ์กับโลก

หากร่างกายและระบบกันสะเทือน (ส่วนรองรับ) เคลื่อนที่สัมพันธ์กับพื้นด้วยความเร่งจนร่างกายยังคงไม่เคลื่อนไหวสัมพันธ์กับระบบกันสะเทือน (ส่วนรองรับ) น้ำหนักของร่างกายจะไม่เท่ากับแรงโน้มถ่วง

ลองดูตัวอย่าง ปล่อยให้วัตถุที่มีมวล m นอนอยู่บนพื้นลิฟต์ โดยความเร่ง a จะพุ่งขึ้นในแนวตั้ง (รูปที่ 107) เราจะสมมติว่ามีเพียงแรงโน้มถ่วง mg และแรงปฏิกิริยาของพื้น N เท่านั้นที่กระทำต่อร่างกาย (น้ำหนักของร่างกายไม่ได้กระทำบนร่างกาย แต่บนส่วนรองรับ - พื้นของลิฟต์) ในกรอบอ้างอิงที่อยู่กับที่ สู่พื้นโลกร่างกายที่อยู่บนพื้นลิฟต์เคลื่อนที่ด้วยลิฟต์ด้วยความเร่ง ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ผลคูณของมวลกายและความเร่งเท่ากับผลรวมของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกาย ดังนั้น: m · a = N – m · g

ดังนั้น N = m · a + m · g = m · (g + a) ซึ่งหมายความว่าหากลิฟต์มีความเร่งพุ่งขึ้นในแนวตั้ง โมดูลัสของแรงปฏิกิริยาของพื้น N จะมากกว่าโมดูลัสแรงโน้มถ่วง ในความเป็นจริง แรงปฏิกิริยาของพื้นไม่เพียงต้องชดเชยผลกระทบของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น แต่ยังให้ความเร่งของร่างกายในทิศทางบวกของแกน X ด้วย

แรง N คือแรงที่พื้นลิฟต์กระทำต่อร่างกาย ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน วัตถุกระทำบนพื้นด้วยแรง P ซึ่งมีโมดูลัสเท่ากับโมดูลัส N แต่แรง P นั้นมีทิศทางตรงกันข้าม แรงนี้คือน้ำหนักของร่างกายในลิฟต์ที่กำลังเคลื่อนที่ โมดูลัสของแรงนี้คือ P = N = m (g + a) ดังนั้น, ในลิฟต์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งพุ่งขึ้นสัมพันธ์กับโลก โมดูลัสของน้ำหนักตัวจะมากกว่าโมดูลัสของแรงโน้มถ่วง.

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า โอเวอร์โหลด.

ตัวอย่างเช่น ให้ความเร่ง a ของลิฟต์พุ่งขึ้นในแนวตั้งและมีค่าเท่ากับ g นั่นคือ a = g ในกรณีนี้โมดูลัสของน้ำหนักของร่างกาย - แรงที่กระทำบนพื้นลิฟต์ - จะเท่ากับ P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g นั่นคือน้ำหนักของร่างกายจะมากกว่าสองเท่าในลิฟต์ซึ่งอยู่นิ่งสัมพันธ์กับโลกหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ

สำหรับวัตถุที่อยู่บนระบบกันสะเทือน (หรือส่วนรองรับ) ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งสัมพันธ์กับโลกที่พุ่งขึ้นในแนวตั้ง น้ำหนักของร่างกายจะมากกว่าแรงโน้มถ่วง

อัตราส่วนของน้ำหนักของวัตถุในลิฟต์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งสัมพันธ์กับโลกต่อน้ำหนักของวัตถุเดียวกันในลิฟต์ที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรงเรียกว่า ปัจจัยโหลดหรือพูดให้สั้นกว่านั้นคือ โอเวอร์โหลด.

ค่าสัมประสิทธิ์การโอเวอร์โหลด (โอเวอร์โหลด) - อัตราส่วนของน้ำหนักตัวระหว่างการโอเวอร์โหลดต่อแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกาย

ในกรณีที่พิจารณาข้างต้น โอเวอร์โหลดจะเท่ากับ 2 เห็นได้ชัดว่าถ้าความเร่งของลิฟต์พุ่งขึ้นและค่าของมันเท่ากับ a = 2g ดังนั้นปัจจัยโอเวอร์โหลดจะเท่ากับ 3

ทีนี้ลองจินตนาการว่าวัตถุที่มีมวล m อยู่บนพื้นลิฟต์ ความเร่งที่สัมพัทธ์กับโลกพุ่งลงด้านล่างในแนวตั้ง (ตรงข้ามกับแกน X) ถ้าโมดูลัสความเร่งของลิฟต์ a น้อยกว่าโมดูลัสความเร่งโน้มถ่วง แรงปฏิกิริยาของพื้นลิฟต์จะยังคงพุ่งขึ้นด้านบนในทิศทางบวกของแกน X และโมดูลัสของมันจะเท่ากับ N = m (g - a) . ดังนั้นโมดูลัสของน้ำหนักของร่างกายจะเท่ากับ P = N = m (g - a) กล่าวคือ มันจะน้อยกว่าโมดูลัสของแรงโน้มถ่วง ดังนั้นร่างกายจะกดลงบนพื้นลิฟต์ด้วยแรงที่มีโมดูลัสน้อยกว่าโมดูลัสแรงโน้มถ่วง

ความรู้สึกนี้คุ้นเคยสำหรับทุกคนที่เคยขึ้นลิฟต์ความเร็วสูงหรือเหวี่ยงชิงช้าขนาดใหญ่ เมื่อคุณเคลื่อนลงจากด้านบน คุณจะรู้สึกว่าแรงกดบนแนวรองรับลดลง หากความเร่งของการรองรับเป็นบวก (ลิฟต์และการสวิงเริ่มสูงขึ้น) คุณจะถูกกดแรงขึ้นจากการรองรับ

หากความเร่งของลิฟต์สัมพันธ์กับโลกพุ่งลงและมีขนาดเท่ากับความเร่งของแรงโน้มถ่วง (ลิฟต์ตกลงอย่างอิสระ) แรงปฏิกิริยาของพื้นจะเท่ากับศูนย์: N = m (g - a) = m (g - g) = 0 B ในกรณีนี้ พื้นลิฟต์จะหยุดกดดันร่างกายที่นอนอยู่ ดังนั้นตามกฎข้อที่สามของนิวตัน ร่างกายจะไม่กดดันพื้นลิฟต์ ทำให้เกิดการตกลงอย่างอิสระพร้อมกับลิฟต์ น้ำหนักตัวจะกลายเป็นศูนย์ ภาวะนี้เรียกว่า สภาวะไร้น้ำหนัก.

สภาวะที่น้ำหนักของร่างกายเป็นศูนย์เรียกว่าภาวะไร้น้ำหนัก

สุดท้ายนี้หากความเร่งของลิฟต์เข้าหาโลกมากกว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วง ร่างกายก็จะถูกกดทับเพดานลิฟต์ ในกรณีนี้น้ำหนักตัวจะเปลี่ยนทิศทาง ภาวะไร้น้ำหนักก็จะหายไป สิ่งนี้สามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดายหากคุณดึงขวดโหลลงโดยมีวัตถุอยู่ในนั้นอย่างแหลมคม โดยใช้ฝ่ามือปิดด้านบนของขวด ดังแสดงในรูปที่ 1 108.

ผลลัพธ์

น้ำหนักของร่างกายคือแรงที่ร่างกายนี้กระทำบนถาดหรือส่วนรองรับขณะอยู่กับที่โดยสัมพันธ์กับช่วงล่างหรือส่วนรองรับ

น้ำหนักของวัตถุในลิฟต์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งพุ่งขึ้นเมื่อเทียบกับโลกจะมีโมดูลัสมากกว่าโมดูลัสแรงโน้มถ่วง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า โอเวอร์โหลด.

ค่าสัมประสิทธิ์การโอเวอร์โหลด (โอเวอร์โหลด) - อัตราส่วนของน้ำหนักตัวระหว่างการโอเวอร์โหลดต่อแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายนี้

หากน้ำหนักตัวเป็นศูนย์ สถานะนี้จะถูกเรียก ความไร้น้ำหนัก.

คำถาม

1. แรงใดเรียกว่าแรงปฏิกิริยาพื้น? น้ำหนักตัวเรียกว่าอะไร?
2. น้ำหนักของร่างกายใช้กับอะไร?
3. ยกตัวอย่างเมื่อน้ำหนักตัว: ก) เท่ากับแรงโน้มถ่วง; b) เท่ากับศูนย์; c) แรงโน้มถ่วงมากขึ้น d) แรงโน้มถ่วงน้อยลง
4. อะไรที่เรียกว่าโอเวอร์โหลด?
5. สภาวะใดที่เรียกว่าไร้น้ำหนัก?

การออกกำลังกาย

6. Sergei นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 ยืนอยู่บนตาชั่งในห้องน้ำในห้องของเขา เข็มวัดจะอยู่ตรงข้ามเครื่องหมาย 50 กก. กำหนดโมดูลัสน้ำหนักของ Sergei ตอบคำถามอีกสามข้อเกี่ยวกับพลังนี้
7. จงหาค่าโอเวอร์โหลดที่นักบินอวกาศประสบในจรวดที่กำลังลอยขึ้นในแนวตั้งด้วยความเร่ง a = 3g
8. นักบินอวกาศที่มีมวล m = 100 กิโลกรัม กระทำกับจรวดที่ระบุในแบบฝึกหัดที่ 2 ด้วยแรงเท่าใด พลังนี้เรียกว่าอะไร?
9. ค้นหาน้ำหนักของนักบินอวกาศที่มีมวล m = 100 กิโลกรัมในจรวดที่: a) ยืนนิ่งอยู่บนตัวปล่อย; b) เพิ่มขึ้นด้วยความเร่ง a = 4g ชี้ขึ้นในแนวตั้ง
10. กำหนดขนาดของแรงที่กระทำต่อน้ำหนักมวล m = 2 กก. ซึ่งแขวนอยู่นิ่งๆ บนด้ายสีอ่อนที่ติดอยู่กับเพดานห้อง โมดูลัสของแรงยืดหยุ่นที่กระทำต่อด้านข้างของด้ายคืออะไร: ก) ต่อน้ำหนัก; b) บนเพดาน? น้ำหนักของน้ำหนักคืออะไร? ทิศทาง: ใช้กฎของนิวตันในการตอบคำถาม
11. ค้นหาน้ำหนักของมวล m = 5 กก. ที่แขวนอยู่บนเส้นด้ายจากเพดานของลิฟต์ความเร็วสูงหาก: ก) ลิฟต์ขึ้นอย่างสม่ำเสมอ; b) ลิฟต์ลงอย่างสม่ำเสมอ c) ลิฟต์ขึ้นด้านบนด้วยความเร็ว v = 2 m/s เริ่มเบรกด้วยความเร่ง a = 2 m/s 2 ; d) ลิฟต์ลงด้วยความเร็ว v = 2 m/s เริ่มเบรกด้วยความเร่ง a = 2 m/s 2 ; e) ลิฟต์เริ่มเคลื่อนตัวขึ้นด้วยความเร่ง a = 2 m/s 2 ; e) ลิฟต์เริ่มเคลื่อนตัวลงด้วยความเร่ง a = 2 m/s 2

กฎของนิวตัน ประเภทของแรง ประเภทของแรง แรงยืดหยุ่น แรงเสียดทาน แรงโน้มถ่วง แรงอาร์คิมิดีส แรงดึงของเกลียว แรงปฏิกิริยารองรับ น้ำหนักตัว แรงสากล - การนำเสนอ

การนำเสนอในหัวข้อ: "กฎของนิวตันประเภทของกองกำลัง ประเภทของแรง แรงยืดหยุ่น แรงเสียดทาน แรงโน้มถ่วง แรงอาร์คิมิดีส แรงดึงของเกลียว แรงปฏิกิริยารองรับ น้ำหนักตัว แรงสากล” - บทถอดเสียง:

1 กฎของนิวตัน ประเภทของแรง

แรง 2 ประเภท แรงยืดหยุ่น แรงเสียดทาน แรงแรงโน้มถ่วง แรงอาร์คิมิดีส แรงตึงเกลียว แรงปฏิกิริยารองรับ น้ำหนักตัว แรงแรงโน้มถ่วงสากล

3 กฎของนิวตัน 1 กฎหมายกฎหมาย 2 กฎหมายกฎหมาย 3 กฎหมาย

4 1 กฎของนิวตัน มีระบบอ้างอิงที่เรียกว่าแรงเฉื่อย ซึ่งสัมพันธ์กับวัตถุอิสระที่เคลื่อนที่สม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง กฎหมาย

5 2 กฎของนิวตัน ผลคูณของมวลของร่างกายและความเร่งเท่ากับผลรวมของแรงที่กระทำต่อร่างกาย กฎหมาย

6 3 กฎของนิวตัน แรงที่วัตถุกระทำต่อกันมีขนาดเท่ากันและพุ่งไปเป็นเส้นตรงเส้นเดียวในทิศทางตรงกันข้าม กฎหมาย

7 SSSS IIII LLLL AAAAA V ใน SSSS Oil MMMM IIII Rrrr NNNN LLC GGG LLC TTTT YAYAYA YAYAYA TTTT EDUE NNNNNNEII YAYAIAYA G – ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง m – มวลกาย r – ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของร่างกาย

8 SSSS iiiiii lllll aaaa in v in ssss eee mmmm iii rrrr nnnn ooooo yyyy ooooo t t t yayyy yyyy oooo ttt eeee nnnn iii yaya – – – – pppp rrrr eeee tttt yayay zhzhzh eee nnnn eeee eee t t t t eee lllll d d d d d rrrrr uuu yyyy k k k k d d d rrrrr uuuu เย้ๆ NNNNN aaaa pppp rrrrr aaaa vvvv lllll eee nnnn aaaa p p p p ooooo p p p p prrrr เย้ อืมมม oooo yyyy SSSS OOOOEEED DDDD III NNNNNNEY Yuyuyuye EDUSHSHSHSHEYE YIYY TCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTSYYYY ถึง T T T TOEEELLL

9 ^lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

10 N NN แรงปฏิกิริยาภาคพื้นดิน – (N) – การกระทำของส่วนรองรับบนร่างกาย ซึ่งตั้งฉากกับส่วนรองรับ แรงปฏิกิริยาพื้น

11 แรงเสียดทาน แรงเสียดทาน คือการกระทำของพื้นผิวบนพื้นผิวที่กำลังเคลื่อนที่หรือพยายามจะเคลื่อนที่ โดยมีทิศทางต่อการเคลื่อนไหวหรือการเคลื่อนไหวที่เป็นไปได้ หากร่างกายไม่เคลื่อนไหว แรงเสียดทานจะเท่ากับแรงที่กระทำ หากร่างกายกำลังเคลื่อนไหวหรือเพิ่งเริ่มเคลื่อนไหวจะพบแรงเสียดทานตามสูตร: - สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน N - แรงปฏิกิริยารองรับ แรงเสียดทาน

12 แรงยืดหยุ่น แรงยืดหยุ่นคือการกระทำของร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติแบบยืดหยุ่น มุ่งต่อต้านการเสียรูป

13 การกระทำของร่างกายบนส่วนรองรับหรือช่วงล่าง น้ำหนัก |P|=|N| |ป|=|ท|

14 แรงของอาร์คิมิดีส แรงของอาร์คิมิดีสคือแรงที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุที่จมอยู่ในนั้น พลังแห่งอาร์คิมีดีส

15 แรงแรงโน้มถ่วง แรงดึงดูดคือแรงที่โลกกระทำต่อวัตถุซึ่งมุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของโลก

สนับสนุนกฎแรงปฏิกิริยา

ข้าว. 7. แรงดึง

หากปฏิกิริยาพื้นดินกลายเป็นศูนย์ แสดงว่าร่างกายอยู่ในสถานะ ความไร้น้ำหนัก. ในสภาวะไร้น้ำหนัก ร่างกายจะเคลื่อนไหวภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น

1.2.3. ความเฉื่อยและความเฉื่อย ระบบอ้างอิงเฉื่อย

กฎข้อแรกของนิวตัน

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าร่างกายใดๆ ต่อต้านความพยายามที่จะเปลี่ยนสถานะ ไม่ว่าร่างกายจะเคลื่อนไหวหรืออยู่นิ่งก็ตาม คุณสมบัติของวัตถุนี้เรียกว่า ความเฉื่อย. ไม่ควรสับสนแนวคิดเรื่องความเฉื่อยกับความเฉื่อยของร่างกาย ความเฉื่อยร่างกายปรากฏให้เห็นในความจริงที่ว่าในกรณีที่ไม่มีอิทธิพลภายนอก ร่างกายจะอยู่ในสภาวะพักหรือเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงและสม่ำเสมอจนกว่าอิทธิพลภายนอกจะเปลี่ยนสถานะนี้ ความเฉื่อยไม่เหมือนกับความเฉื่อยตรงที่ไม่มีคุณลักษณะเชิงปริมาณ

ปัญหาเกี่ยวกับไดนามิกส์ได้รับการแก้ไขโดยใช้กฎพื้นฐานสามข้อที่เรียกว่ากฎของนิวตัน กฎของนิวตันมีความพึงพอใจใน ระบบอ้างอิงเฉื่อย ระบบอ้างอิงเฉื่อย (ไอเอสโอ)- คือระบบอ้างอิงที่วัตถุซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากวัตถุอื่นเคลื่อนที่โดยไม่มีความเร่ง กล่าวคือ เป็นเส้นตรงและสม่ำเสมอ หรืออยู่นิ่ง

กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน (กฎความเฉื่อย):มีระบบอ้างอิงดังกล่าว (ที่เรียกว่าระบบเฉื่อย) ซึ่งจุดวัสดุใดๆ จะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรงหรืออยู่นิ่งโดยไม่มีอิทธิพลจากภายนอก ตาม หลักสัมพัทธภาพของกาลิเลโอปรากฏการณ์ทางกลทั้งหมดในระบบอ้างอิงเฉื่อยที่แตกต่างกันดำเนินไปในลักษณะเดียวกัน และไม่มีการทดลองทางกลใดที่สามารถระบุได้ว่าระบบอ้างอิงที่ให้มานั้นหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ในแนวตรงและสม่ำเสมอ

1.2.4. กฎข้อที่สองของนิวตัน แรงกระตุ้นของร่างกายและแรงกระตุ้น

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม กฎข้อที่สามของนิวตัน

กฎข้อที่สองของนิวตัน:ความเร่งที่ได้จากจุดวัสดุภายใต้การกระทำของแรงหนึ่งหรือหลายแรงจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงกระทำ (หรือผลลัพธ์ของแรงทั้งหมด) แปรผกผันกับมวลของจุดวัสดุและทิศทางเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของแรงกระทำ (หรือผลลัพธ์):

. (8)

กฎข้อที่สองของนิวตันมีสัญลักษณ์อีกรูปแบบหนึ่ง ให้เราแนะนำแนวคิดเรื่องโมเมนตัมของร่างกาย

แรงกระตุ้นของร่างกาย(หรือง่ายๆ แรงกระตุ้น) - การวัดการเคลื่อนไหวทางกลที่กำหนดโดยผลคูณของมวลกาย
ด้วยความเร็วของเขา , เช่น.,
. มาเขียนกฎข้อที่สองของนิวตัน - สมการพื้นฐานสำหรับพลวัตของการเคลื่อนที่เชิงแปล:

ให้เราแทนที่ผลรวมของแรงด้วยผลลัพธ์ของมัน
และการเข้าสู่กฎข้อที่สองของนิวตันมีรูปแบบดังนี้:

, (9)

และกฎข้อที่สองของนิวตันเองก็สามารถกำหนดได้ดังนี้: อัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมจะกำหนดแรงที่กระทำต่อร่างกาย.

มาแปลงสูตรสุดท้ายกัน:
. ขนาด
ได้รับชื่อแล้ว แรงกระตุ้นแรงกระตุ้น
กำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของร่างกาย
.

เรียกว่าระบบกลไกของร่างกายที่ไม่ได้ถูกกระทำโดยแรงภายนอก ปิด(หรือโดดเดี่ยว)

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม: โมเมนตัมของระบบปิดของวัตถุเป็นปริมาณคงที่

กฎข้อที่สามของนิวตัน:แรงที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิสัมพันธ์ของวัตถุมีขนาดเท่ากันตรงกันข้ามในทิศทางและนำไปใช้กับวัตถุต่าง ๆ (รูปที่ 8):

. (10)

ข้าว. 8. กฎข้อที่สามของนิวตัน

จากกฎข้อที่ 3 ของนิวตันจะได้ดังนี้ เมื่อร่างกายมีปฏิสัมพันธ์กัน แรงจะเกิดขึ้นเป็นคู่นอกจากกฎของนิวตันแล้ว ยังต้องมีกฎไดนามิกส์ทั้งระบบด้วย หลักการของการกระทำที่เป็นอิสระของกองกำลัง:การกระทำของพลังใดๆ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการมีอยู่หรือไม่มีของพลังอื่นๆ การกระทำที่รวมกันของกองกำลังหลาย ๆ เท่ากับผลรวมของการกระทำที่เป็นอิสระของแต่ละกองกำลัง

แรงปฏิกิริยาพื้นดินปกติ

แรงที่กระทำต่อร่างกายจากส่วนรองรับ (หรือช่วงล่าง) เรียกว่าแรงปฏิกิริยารองรับ เมื่อวัตถุสัมผัสกัน แรงปฏิกิริยารองรับจะตั้งฉากกับพื้นผิวสัมผัส หากร่างกายนอนอยู่บนโต๊ะนิ่งในแนวนอน แรงปฏิกิริยารองรับจะพุ่งขึ้นในแนวตั้งและทำให้แรงโน้มถ่วงสมดุล:

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "แรงปฏิกิริยาพื้นดินปกติ" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

แรงเสียดทานแบบเลื่อน- แรงเสียดทานแบบเลื่อนคือแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่สัมผัสกันระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์. หากไม่มีชั้นของเหลวหรือก๊าซ (น้ำมันหล่อลื่น) ระหว่างร่างกาย แรงเสียดทานดังกล่าวจะเรียกว่าแห้ง ไม่เช่นนั้นแรงเสียดทาน... ... Wikipedia

ความแข็งแกร่ง (ปริมาณทางกายภาพ)- คำขอ "ความแข็งแกร่ง" ถูกส่งไปที่นี่ ดูความหมายอื่นด้วย มิติแรง LMT−2 หน่วย SI ... Wikipedia

บังคับ- คำขอ "ความแข็งแกร่ง" ถูกส่งไปที่นี่ ดูความหมายอื่นด้วย มิติแรง LMT−2 หน่วย SI นิวตัน ... Wikipedia

กฎของอมอนตัน- กฎของอมอนตันคูลอมบ์เป็นกฎเชิงประจักษ์ที่สร้างความสัมพันธ์ระหว่างแรงเสียดทานที่พื้นผิวที่เกิดขึ้นระหว่างการเลื่อนสัมพัทธ์ของร่างกายกับแรงปฏิกิริยาปกติที่กระทำต่อร่างกายจากพื้นผิว แรงเสียดทาน ... ... วิกิพีเดีย

กฎแห่งแรงเสียดทาน- แรงเสียดทานแบบเลื่อนคือแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่สัมผัสกันระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ หากไม่มีชั้นของเหลวหรือก๊าซ (น้ำมันหล่อลื่น) ระหว่างร่างกาย แรงเสียดทานดังกล่าวจะเรียกว่าแห้ง ไม่เช่นนั้นแรงเสียดทาน... ... Wikipedia

แรงเสียดทานสถิต- แรงเสียดทานสถิตย์ แรงเสียดทานจากการยึดเกาะ คือ แรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่สัมผัสกัน 2 ชิ้น และป้องกันไม่ให้เกิดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ จะต้องเอาชนะพลังนี้เพื่อที่จะให้วัตถุสองชิ้นที่สัมผัสกันเคลื่อนไหวซึ่งกันและกัน... ... วิกิพีเดีย

คนเดิน- คำขอ "เดินตรง" ถูกเปลี่ยนเส้นทางที่นี่ จำเป็นต้องมีบทความแยกต่างหากในหัวข้อนี้ การเดินของมนุษย์เป็นการเคลื่อนไหวที่เป็นธรรมชาติที่สุดของมนุษย์ การทำงานของมอเตอร์อัตโนมัติที่ดำเนินการอันเป็นผลมาจากกิจกรรมการประสานงานที่ซับซ้อน... ... Wikipedia

เดินตัวตรง- วงจรการเดิน: การพยุงขาข้างหนึ่ง ช่วงการพยุงสองเท่า การพยุงที่ขาอีกข้าง การเดินของมนุษย์เป็นการเคลื่อนไหวที่เป็นธรรมชาติที่สุดของมนุษย์ การทำงานของมอเตอร์อัตโนมัติที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมการประสานงานที่ซับซ้อนของโครงกระดูก ... Wikipedia

กฎอมอนตัน-คูลอมบ์- แรงเสียดทานเมื่อร่างกายเลื่อนไปบนพื้นผิวไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของร่างกายกับพื้นผิว แต่ขึ้นอยู่กับแรงของปฏิกิริยาปกติของร่างกายนี้และต่อสภาวะของสิ่งแวดล้อม แรงเสียดทานของการเลื่อนเกิดขึ้นเมื่อการเลื่อนที่กำหนด... ... Wikipedia

กฎของคูลอมบ์ (กลศาสตร์)- กฎของอมอนตัน คูลอมบ์ แรงเสียดทานเมื่อวัตถุเลื่อนไปบนพื้นผิวไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของร่างกายกับพื้นผิว แต่ขึ้นอยู่กับแรงของปฏิกิริยาปกติของร่างกายนี้และขึ้นอยู่กับสถานะของ สิ่งแวดล้อม. แรงเสียดทานแบบเลื่อนเกิดขึ้นเมื่อ... ... วิกิพีเดีย

แรงปฏิกิริยา รองรับหมายถึง แรงยืดหยุ่น และตั้งฉากกับพื้นผิวเสมอ มันต้านทานแรงใด ๆ ที่ทำให้ร่างกายเคลื่อนที่ตั้งฉากกับส่วนรองรับ ในการคำนวณคุณจะต้องระบุและค้นหาค่าตัวเลขของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกายที่ยืนอยู่บนส่วนรองรับ

คุณจะต้องการ

• - ตาชั่ง;
• - มาตรวัดความเร็วหรือเรดาร์
• - โกนิโอมิเตอร์

คำแนะนำ

• กำหนดน้ำหนักตัวโดยใช้ตาชั่งหรือวิธีอื่นใด หากร่างกายอยู่บนพื้นผิวแนวนอน (และไม่สำคัญว่าจะเคลื่อนที่หรืออยู่นิ่ง) แรงปฏิกิริยารองรับจะเท่ากับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกาย ในการคำนวณ ให้คูณมวลกายด้วยความเร่งของแรงโน้มถ่วง ซึ่งเท่ากับ 9.81 m/s² N=m g
• เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ไปตามระนาบเอียงซึ่งทำมุมกับแนวนอน แรงปฏิกิริยาพื้นจะอยู่ที่มุมกับแรงโน้มถ่วง ในเวลาเดียวกัน มันจะชดเชยเฉพาะองค์ประกอบของแรงโน้มถ่วงซึ่งตั้งฉากกับระนาบเอียงเท่านั้น ในการคำนวณแรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับ ให้ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์เพื่อวัดมุมที่ระนาบอยู่ในแนวนอน คำนวณ บังคับปฏิกิริยาสนับสนุน โดยคูณมวลกายด้วยความเร่งของแรงโน้มถ่วงและโคไซน์ของมุมที่ระนาบอยู่จนถึงขอบฟ้า N=m g Cos(α)
• หากวัตถุเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวที่เป็นส่วนหนึ่งของวงกลมที่มีรัศมี R เช่น สะพาน เนินเขา แรงปฏิกิริยารองรับจะคำนึงถึงแรงที่กระทำในทิศทางจากจุดศูนย์กลางของวงกลมด้วย ความเร่งเท่ากับความเร่งสู่ศูนย์กลางซึ่งกระทำต่อร่างกาย ในการคำนวณแรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับที่จุดสูงสุด ให้ลบอัตราส่วนของกำลังสองของความเร็วต่อรัศมีความโค้งของวิถีการเคลื่อนที่ออกจากความเร่งของแรงโน้มถ่วง
• คูณจำนวนผลลัพธ์ด้วยมวลของวัตถุที่เคลื่อนไหว N=m (g-v²/R) ความเร็วควรวัดเป็นเมตรต่อวินาทีและรัศมีเป็นเมตร ที่ความเร็วระดับหนึ่ง ค่าความเร่งที่พุ่งจากศูนย์กลางของวงกลมอาจเท่ากับหรือเกินกว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วงด้วยซ้ำ เมื่อถึงจุดที่การยึดเกาะของร่างกายกับพื้นผิวจะหายไป ดังนั้น เช่น ผู้ขับขี่รถยนต์จำเป็นต้องแสดงให้ชัดเจน ควบคุมความเร็วในส่วนดังกล่าวของถนน
• หากความโค้งชี้ลงและวิถีการเคลื่อนที่ของร่างกายเว้า ให้คำนวณแรงปฏิกิริยารองรับโดยบวกอัตราส่วนของกำลังสองของความเร็วและรัศมีความโค้งของวิถีเข้ากับความเร่งอิสระในการตก และคูณผลลัพธ์ที่ได้ด้วย มวลของร่างกาย N=m (g+v²/R)
• หากทราบแรงเสียดทานและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ให้คำนวณแรงปฏิกิริยารองรับโดยการหารแรงเสียดทานด้วยสัมประสิทธิ์นี้ N=Ftr/μ

แรงที่กระทำต่อร่างกายจากส่วนรองรับ (หรือช่วงล่าง) เรียกว่าแรงปฏิกิริยารองรับ เมื่อวัตถุสัมผัสกัน แรงปฏิกิริยารองรับจะตั้งฉากกับพื้นผิวสัมผัส หากร่างกายนอนอยู่บนโต๊ะนิ่งในแนวนอน แรงปฏิกิริยารองรับจะพุ่งขึ้นในแนวตั้งและทำให้แรงโน้มถ่วงสมดุล:

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "แรงปฏิกิริยาพื้นดินปกติ" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

แรงเสียดทานแบบเลื่อนคือแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่สัมผัสกันระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ หากไม่มีชั้นของเหลวหรือก๊าซ (น้ำมันหล่อลื่น) ระหว่างร่างกาย แรงเสียดทานดังกล่าวจะเรียกว่าแห้ง ไม่เช่นนั้นแรงเสียดทาน... ... Wikipedia

แบบสอบถาม "ความแข็งแกร่ง" เปลี่ยนเส้นทางที่นี่ ดูความหมายอื่นด้วย มิติแรง LMT−2 หน่วย SI ... Wikipedia

แบบสอบถาม "ความแข็งแกร่ง" เปลี่ยนเส้นทางที่นี่ ดูความหมายอื่นด้วย มิติแรง LMT−2 หน่วย SI นิวตัน ... Wikipedia

กฎของอมอนตันคูลอมบ์เป็นกฎเชิงประจักษ์ที่สร้างความสัมพันธ์ระหว่างแรงเสียดทานที่พื้นผิวที่เกิดขึ้นระหว่างการเลื่อนสัมพัทธ์ของวัตถุกับแรงปฏิกิริยาปกติที่กระทำต่อวัตถุจากพื้นผิว แรงเสียดทาน ... ... วิกิพีเดีย

แรงเสียดทานแบบเลื่อนคือแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่สัมผัสกันระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ หากไม่มีชั้นของเหลวหรือก๊าซ (น้ำมันหล่อลื่น) ระหว่างร่างกาย แรงเสียดทานดังกล่าวจะเรียกว่าแห้ง ไม่เช่นนั้นแรงเสียดทาน... ... Wikipedia

แรงเสียดทานสถิตย์ แรงเสียดทานจากการยึดเกาะ คือ แรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่สัมผัสกัน 2 ชิ้น และป้องกันไม่ให้เกิดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ จะต้องเอาชนะพลังนี้เพื่อที่จะให้วัตถุสองชิ้นที่สัมผัสกันเคลื่อนไหวซึ่งกันและกัน... ... วิกิพีเดีย

คำขอ "เดินตัวตรง" ถูกเปลี่ยนเส้นทางที่นี่ จำเป็นต้องมีบทความแยกต่างหากในหัวข้อนี้ การเดินของมนุษย์เป็นการเคลื่อนไหวที่เป็นธรรมชาติที่สุดของมนุษย์ การทำงานของมอเตอร์อัตโนมัติที่ดำเนินการอันเป็นผลมาจากกิจกรรมการประสานงานที่ซับซ้อน... ... Wikipedia

วงจรการเดิน: การพยุงขาข้างหนึ่ง ช่วงการพยุงสองเท่า การพยุงขาอีกข้าง... การเดินของมนุษย์เป็นการเคลื่อนไหวที่เป็นธรรมชาติที่สุดของมนุษย์ การทำงานของมอเตอร์อัตโนมัติที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมการประสานงานที่ซับซ้อนของโครงกระดูก ... Wikipedia

แรงเสียดทานเมื่อร่างกายเลื่อนไปบนพื้นผิวไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของร่างกายกับพื้นผิว แต่ขึ้นอยู่กับความแรงของปฏิกิริยาปกติของร่างกายนี้และสภาวะของสิ่งแวดล้อม แรงเสียดทานของการเลื่อนเกิดขึ้นเมื่อการเลื่อนที่กำหนด... ... Wikipedia

กฎของอมอนตัน คูลอมบ์ แรงเสียดทานเมื่อวัตถุเลื่อนไปบนพื้นผิวไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของร่างกายกับพื้นผิว แต่ขึ้นอยู่กับแรงของปฏิกิริยาปกติของร่างกายนี้และสภาวะของสิ่งแวดล้อม . แรงเสียดทานแบบเลื่อนเกิดขึ้นเมื่อ... ... วิกิพีเดีย

ความแรงของปฏิกิริยาปกติ- แรงที่กระทำต่อร่างกายจากด้านข้างของส่วนรองรับ (หรือช่วงล่าง) เมื่อวัตถุสัมผัสกัน เวกเตอร์แรงปฏิกิริยาจะตั้งฉากกับพื้นผิวสัมผัส สูตรต่อไปนี้ใช้สำหรับการคำนวณ:

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

ที่ไหน $|\backslash vec\; ยังไม่มีข้อความ|$- โมดูลัสของเวกเตอร์แรงปฏิกิริยาปกติ $ม$- มวลร่างกาย, $ก$- ความเร่งของแรงโน้มถ่วง $\backslash ทีต้า$- มุมระหว่างระนาบรองรับและระนาบแนวนอน

ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน ค่าโมดูลัสของแรงปฏิกิริยาปกติ $|\backslash vec\; ยังไม่มีข้อความ|$เท่ากับโมดูลัสน้ำหนักตัว $|\backslash vec\; ป|$แต่เวกเตอร์ของพวกมันอยู่ในแนวเดียวกันและมีทิศทางตรงกันข้าม:

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

จากกฎอมอนตัน-คูลอมบ์ จะได้ว่าสำหรับโมดูลัสของเวกเตอร์แรงปฏิกิริยาปกติ ความสัมพันธ์ต่อไปนี้จะเป็นจริง:

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

ที่ไหน $\backslash vec\; F$- แรงเสียดทานแบบเลื่อนและ $เค$- ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

เนื่องจากแรงเสียดทานสถิตคำนวณโดยสูตร

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

จากนั้นเราสามารถทดลองหาค่ามุมดังกล่าวได้ $\backslash ทีต้า$โดยที่แรงเสียดทานสถิตจะเท่ากับแรงเสียดทานแบบเลื่อน:

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

จากที่นี่เราแสดงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน:

$k\; =\; \backslash คณิตศาสตร์(tg)\backslash \; \backslash ทีต้า$

เขียนบทวิจารณ์บทความ "พลังแห่งปฏิกิริยาปกติ"

ข้อความที่ตัดตอนมาซึ่งแสดงถึงความแรงของปฏิกิริยาปกติ

นักประวัติศาสตร์ทุกคนเห็นพ้องกันว่ากิจกรรมภายนอกของรัฐและประชาชนในการปะทะกันนั้นแสดงออกผ่านสงคราม โดยตรงว่าเป็นผลจากความสำเร็จทางการทหารไม่มากก็น้อย อำนาจทางการเมืองของรัฐและประชาชนจะเพิ่มขึ้นหรือลดลง
ไม่ว่าคำอธิบายทางประวัติศาสตร์จะแปลกสักเพียงใดว่ากษัตริย์หรือจักรพรรดิองค์ใดได้ทะเลาะกับจักรพรรดิหรือกษัตริย์องค์อื่น รวบรวมกองทัพ ต่อสู้กับกองทัพศัตรู ได้รับชัยชนะ สังหารผู้คนไปสามห้าหมื่นคน และเป็นผลให้ พิชิตรัฐและประชาชนจำนวนหลายล้านคน แม้จะเข้าใจยากสักเพียงใดว่าทำไมการพ่ายแพ้ของกองทัพหนึ่งกองทัพถึงหนึ่งในร้อยของกำลังประชาชนทั้งหมดจึงบังคับให้ประชาชนยอมจำนนข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ทั้งหมด (เท่าที่เรารู้) ยืนยันความยุติธรรมของความจริงที่ว่า ความสำเร็จไม่มากก็น้อยของกองทัพของคนคนหนึ่งต่อกองทัพของอีกคนหนึ่งนั้นเป็นสาเหตุหรือตามสัญญาณที่สำคัญอย่างน้อยของการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของความเข้มแข็งของประเทศต่างๆ กองทัพได้รับชัยชนะและสิทธิของผู้ได้รับชัยชนะก็เพิ่มขึ้นทันทีจนทำให้ผู้พ่ายแพ้พ่ายแพ้ กองทัพประสบความพ่ายแพ้ และทันทีตามระดับความพ่ายแพ้ ประชาชนก็ถูกลิดรอนสิทธิของตน และเมื่อกองทัพของพวกเขาพ่ายแพ้อย่างสิ้นเชิง พวกเขาก็ถูกปราบปรามโดยสิ้นเชิง.
เป็นเช่นนี้ (ตามประวัติศาสตร์) ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน สงครามทั้งหมดของนโปเลียนถือเป็นการยืนยันกฎนี้ ตามระดับความพ่ายแพ้ของกองทหารออสเตรีย ออสเตรียถูกลิดรอนสิทธิ และสิทธิและความแข็งแกร่งของฝรั่งเศสก็เพิ่มขึ้น ชัยชนะของฝรั่งเศสที่เยนาและเอาเออร์ชเตตต์ทำลายการดำรงอยู่อย่างเป็นอิสระของปรัสเซีย