دستورالعمل ها

مورد 1. فرمول لغزش: Ftr = mN، که m ضریب اصطکاک لغزشی است، N نیروی واکنش پشتیبانی است، N. برای جسمی که در امتداد یک صفحه افقی می لغزد، N = G = mg، که در آن G وزن بدن، N; متر - وزن بدن، کیلوگرم؛ g - شتاب سقوط آزاد m/s2. مقادیر ضریب بی بعد m برای یک جفت مواد معین در کتاب مرجع آورده شده است. دانستن جرم بدن و چند ماده. با لغزش نسبت به یکدیگر، نیروی اصطکاک را پیدا کنید.

حالت 2. جسمی را در نظر بگیرید که در امتداد یک سطح افقی می لغزد و با شتاب یکنواخت حرکت می کند. چهار نیرو بر آن تأثیر می گذارد: نیرویی که جسم را به حرکت در می آورد، نیروی گرانش، نیروی واکنش پشتیبانی و نیروی اصطکاک لغزشی. از آنجایی که سطح افقی است، نیروی واکنش تکیه گاه و نیروی گرانش در امتداد یک خط مستقیم هدایت می شوند و یکدیگر را متعادل می کنند. جابجایی با معادله توصیف می شود: Fdv - Ftr = ma; که در آن Fdv مدول نیرویی است که بدن را به حرکت در می آورد، N; Ftr - ماژول نیروی اصطکاک، N; متر - وزن بدن، کیلوگرم؛ الف – شتاب، m/s2. با دانستن مقادیر جرم، شتاب جسم و نیروی وارد بر آن، نیروی اصطکاک را پیدا کنید. اگر این مقادیر مستقیماً مشخص نشده‌اند، ببینید آیا داده‌هایی در شرایطی وجود دارد که این مقادیر را می‌توان یافت.

مثال مسئله 1: یک بلوک به جرم 5 کیلوگرم که روی سطحی قرار دارد تحت نیروی 10 نیوتن قرار می گیرد. در نتیجه بلوک با شتاب یکنواخت حرکت می کند و از 10 در 10 عبور می کند. نیروی اصطکاک لغزشی را پیدا کنید.

معادله حرکت بلوک عبارت است از: Fdv - Ftr = ma. مسیر بدن برای حرکت با شتاب یکنواختبا برابری داده می شود: S = 1/2at^2. از اینجا می توانید شتاب را تعیین کنید: a = 2S/t^2. این شرایط را جایگزین کنید: a = 2*10/10^2 = 0.2 m/s2. اکنون حاصل دو نیرو را پیدا کنید: ma = 5*0.2 = 1 N. نیروی اصطکاک را محاسبه کنید: Ftr = 10-1 = 9 N.

حالت 3. اگر جسمی روی سطح افقی در حال سکون باشد یا به طور یکنواخت حرکت کند، طبق قانون دوم نیوتن نیروها در حالت تعادل هستند: Ftr = Fdv.

مثال مسئله 2: بلوکی به جرم 1 کیلوگرم که روی سطح صافی قرار گرفته بود مطلع شد که در نتیجه 10 متر را در 5 ثانیه طی کرد و متوقف شد. نیروی اصطکاک لغزشی را تعیین کنید.

همانطور که در مثال اول، نیروی لغزش بلوک تحت تأثیر نیروی حرکت و نیروی اصطکاک است. در نتیجه این ضربه، بدن متوقف می شود، یعنی. تعادل می آید معادله حرکت بلوک: Ftr = Fdv. یا: N*m = ma. بلوک با شتاب یکنواخت می لغزد. شتاب آن را مشابه مسئله 1 محاسبه کنید: a = 2S/t^2. مقادیر مقادیر را از شرط جایگزین کنید: a = 2*10/5^2 = 0.8 m/s2. اکنون نیروی اصطکاک را پیدا کنید: Ftr = ma = 0.8*1 = 0.8 نیوتن.

مورد 4. جسمی که به طور خود به خود در امتداد صفحه شیبدار می لغزد، توسط سه نیرو وارد می شود: گرانش (G)، نیروی واکنش پشتیبانی (N) و نیروی اصطکاک (Ftr). گرانش را می توان به شکل زیر نوشت: G = mg، N، که در آن m وزن بدن، کیلوگرم است. g – شتاب سقوط آزاد، m/s2. از آنجایی که این نیروها در امتداد یک خط مستقیم هدایت نمی شوند، معادله حرکت را به صورت برداری بنویسید.

با اضافه کردن نیروی N و mg طبق قانون متوازی الاضلاع، نیروی حاصل F’ را بدست می آورید. از شکل می توانیم نتایج زیر را استخراج کنیم: N = mg*cosα; F’ = mg*sinα. جایی که α زاویه شیب صفحه است. نیروی اصطکاک را می توان با فرمول نوشت: Ftr = m*N = m*mg*cosα. معادله حرکت به این شکل است: F’-Ftr = ma. یا: Ftr = mg*sinα-ma.

مورد 5. اگر یک نیروی اضافی F به بدنه وارد شود که در امتداد صفحه شیبدار هدایت می شود، آنگاه نیروی اصطکاک بیان می شود: Ftr = mg*sinα+F-ma، اگر جهت حرکت و نیروی F مطابقت داشته باشند. یا: Ftr = mg*sinα-F-ma، اگر نیروی F مخالف حرکت باشد.

مثال 3: یک بلوک به جرم 1 کیلوگرم در عرض 5 ثانیه از بالای یک صفحه شیبدار سر خورد و مسافت 10 متر را طی کرد. اگر زاویه شیب صفحه 45 درجه باشد، نیروی اصطکاک را تعیین کنید. همچنین موردی را در نظر بگیرید که بلوک تحت نیروی اضافی 2 نیوتن اعمال شده در امتداد زاویه شیب در جهت حرکت قرار گرفت.

شتاب بدن را مشابه مثال های 1 و 2 بیابید: a = 2*10/5^2 = 0.8 m/s2. نیروی اصطکاک را در حالت اول محاسبه کنید: Ftr = 1*9.8*sin(45°)-1*0.8 = 7.53 N. نیروی اصطکاک را در حالت دوم تعیین کنید: Ftr = 1*9.8*sin(45°) +2-1 *0.8= 9.53 نیوتن.

مورد 6. یک جسم به طور یکنواخت در امتداد یک سطح شیبدار حرکت می کند. این بدان معناست که طبق قانون دوم نیوتن، سیستم در حالت تعادل است. اگر لغزش خود به خود باشد، حرکت بدن از معادله پیروی می کند: mg*sinα = Ftr.

اگر نیروی اضافی (F) به بدن وارد شود که از حرکت شتاب یکنواخت جلوگیری کند، عبارت حرکت به این شکل است: mg*sinα–Ftr-F = 0. از اینجا نیروی اصطکاک را پیدا کنید: Ftr = mg*sinα- اف.

منابع:

• فرمول لغزش

ضریب اصطکاک مجموعه ای از خصوصیات دو جسم است که با یکدیگر در تماس هستند. انواع مختلفی از اصطکاک وجود دارد: اصطکاک استاتیک، اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی. اصطکاک ایستا اصطکاک جسمی است که در حال سکون بوده و در حال حرکت بوده است. اصطکاک لغزشی زمانی اتفاق می افتد که جسم حرکت می کند، این اصطکاک کمتر از اصطکاک استاتیک است. و اصطکاک غلتشی زمانی اتفاق می‌افتد که جسمی روی سطحی بغلتد. اصطکاک بسته به نوع تعیین می شود، به شرح زیر است: μsk - اصطکاک لغزشی، μ اصطکاک استاتیک، μkach - اصطکاک نورد.

دستورالعمل ها

هنگام تعیین ضریب اصطکاک در حین آزمایش، جسم روی صفحه ای با زاویه قرار می گیرد و زاویه میل محاسبه می شود. در عین حال، در نظر بگیرید که هنگام تعیین ضریب اصطکاک ساکن، جسم معینی حرکت می کند و هنگام تعیین ضریب اصطکاک لغزشی، با سرعت ثابت حرکت می کند.

ضریب اصطکاک را می توان به صورت تجربی نیز محاسبه کرد. لازم است یک جسم را در یک صفحه شیبدار قرار دهید و زاویه شیب را محاسبه کنید. بنابراین، ضریب اصطکاک با فرمول تعیین می شود: μ=tg(α)، که μ نیروی اصطکاک است، α زاویه شیب صفحه است.

ویدیو در مورد موضوع

در حرکت نسبیدو جسم، بین آنها اصطکاک ایجاد می شود. همچنین می تواند هنگام حرکت در یک محیط گازی یا مایع رخ دهد. اصطکاک می تواند در حرکت عادی اختلال ایجاد کند یا آن را تسهیل کند. در نتیجه این پدیده، نیرویی بر اجسام متقابل وارد می شود اصطکاک.

دستورالعمل ها

اکثر مورد کلینیرویی را در نظر می گیرد که یکی از اجسام ثابت و در حال سکون است و دیگری در امتداد سطح خود می لغزد. از طرف بدنه ای که جسم متحرک در امتداد آن می لغزد، نیروی واکنش پشتیبانی که عمود بر صفحه لغزنده هدایت می شود روی دومی اثر می گذارد. این نیرو حرف N است. یک جسم نیز می تواند نسبت به یک جسم ثابت در حالت سکون باشد. سپس نیروی اصطکاک وارد بر آن Ftr

در مورد حرکت بدن نسبت به سطح جسم ثابت، نیروی اصطکاک لغزشی برابر با حاصل ضرب ضریب اصطکاک و نیروی واکنش پشتیبانی می شود: Ftr = ?N.

حال اجازه دهید نیروی ثابت F>Ftr = ?N به موازات سطح اجسام در تماس بر روی جسم وارد شود. هنگامی که یک جسم می لغزد، مولفه حاصل از نیرو در جهت افقی برابر با F-Ftr خواهد بود. سپس، طبق قانون دوم نیوتن، شتاب بدن مطابق با فرمول a = (F-Ftr)/m با نیروی حاصله مرتبط خواهد بود. از این رو، Ftr = F-ma. شتاب یک جسم را می توان از ملاحظات سینماتیکی یافت.

یک مورد خاص از نیروی اصطکاک که اغلب در نظر گرفته می شود، زمانی خود را نشان می دهد که جسمی از یک صفحه شیبدار ثابت می لغزد. بگذار باشد؟ - زاویه شیب هواپیما و اجازه دهید بدن به طور یکنواخت، یعنی بدون شتاب، بلغزد. سپس معادلات حرکت بدن به این صورت خواهد بود: N = mg*cos?، mg*sin? = Ftr = ?N. سپس از معادله اول حرکت، نیروی اصطکاک را می توان به صورت Ftr=?mg*cos? بیان کرد.اگر جسمی در امتداد صفحه شیبدار با شتاب a حرکت کند، معادله دوم حرکت به شکل mg*sin خواهد بود. ?-Ftr = ما. سپس Ftr = mg*sin?-ma.

ویدیو در مورد موضوع

اگر نیرویی که به موازات سطحی که بدن روی آن قرار می گیرد، از نیروی اصطکاک ساکن بیشتر شود، حرکت آغاز می شود. تا زمانی که نیروی محرکه از نیروی اصطکاک لغزشی که به ضریب اصطکاک بستگی دارد تجاوز کند، ادامه خواهد داشت. شما می توانید این ضریب را خودتان محاسبه کنید.

شما نیاز خواهید داشت

• دینامومتر، ترازو، نقاله یا نقاله

دستورالعمل ها

جرم بدن را بر حسب کیلوگرم بیابید و روی یک سطح صاف قرار دهید. یک دینامومتر به آن وصل کنید و شروع به حرکت بدن خود کنید. این کار را به گونه ای انجام دهید که قرائت دینامومتر تثبیت شود و سرعت ثابتی را حفظ کنید. در این حالت نیروی کششی که توسط دینامومتر اندازه گیری می شود از یک طرف با نیروی کششی که توسط دینامومتر نشان داده می شود و از طرف دیگر نیروی ضرب شده در لغزش برابر خواهد بود.

اندازه گیری های انجام شده به ما این امکان را می دهد که این ضریب را از معادله پیدا کنیم. برای این کار نیروی کشش را بر وزن بدن و عدد 9.81 (شتاب گرانشی) μ=F/(mg) تقسیم کنید. ضریب حاصل برای تمام سطوح از همان نوع سطوحی که اندازه گیری روی آنها انجام شده یکسان خواهد بود. به عنوان مثال، اگر جسمی روی تخته چوبی حرکت می کرد، این نتیجه برای تمام بدنه های چوبی که با سر خوردن روی درخت حرکت می کنند، با در نظر گرفتن کیفیت پردازش آن معتبر خواهد بود (اگر سطوح ناهموار هستند، ارزش لغزش. ضریب اصطکاک تغییر خواهد کرد).

می توانید ضریب اصطکاک لغزشی را به روش دیگری اندازه گیری کنید. برای این کار، جسم را روی صفحه ای قرار دهید که بتواند زاویه آن را نسبت به افق تغییر دهد. این می تواند یک تخته معمولی باشد. سپس با دقت شروع به بلند کردن آن توسط یک لبه کنید. در لحظه ای که بدن شروع به حرکت می کند، با لغزش از یک هواپیما مانند سورتمه از تپه به پایین، زاویه تمایل آن را نسبت به افق پیدا کنید. مهم این است که بدن با شتاب حرکت نکند. در این حالت، زاویه اندازه گیری شده بسیار کوچک خواهد بود که در آن بدن تحت تأثیر گرانش شروع به حرکت می کند. ضریب اصطکاک لغزشی برابر با مماس این زاویه μ=tg(α) خواهد بود.

قدرت واکنش طبیعی- نیرویی که از طرف تکیه گاه (یا تعلیق) بر بدن وارد می شود. هنگامی که اجسام در تماس قرار می گیرند، بردار نیروی واکنش عمود بر سطح تماس هدایت می شود. برای محاسبه از فرمول زیر استفاده می شود:

$|\backslash vec\; N|=\; mg\; \backslash cos\; \backslash تتا،$

جایی که $|\backslash vec\; N|$- مدول بردار نیروی واکنش نرمال، $متر$- جرم بدن، $g$- شتاب گرانش، $\backslash \; تتا$- زاویه بین صفحه پشتیبانی و صفحه افقی.

طبق قانون سوم نیوتن، مدول نیروی واکنش نرمال $|\backslash vec\; N|$برابر مدول وزن بدن $|\backslash vec\; P|$، اما بردارهای آنها خطی و جهت مخالف هستند:

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

از قانون آمونتون-کولن چنین بر می آید که برای مدول بردار نیروی واکنش نرمال رابطه زیر صادق است:

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

جایی که $\backslash vec\; F$- نیروی اصطکاک لغزشی، و $ک$- ضریب اصطکاک.

از آنجایی که نیروی اصطکاک استاتیک با فرمول محاسبه می شود

$|\backslash vec\; f|=\; mg\; \backslash sin\; \backslash تتا،$

آنگاه می توانیم به طور تجربی چنین مقدار زاویه ای را پیدا کنیم $\backslash \; تتا$، که در آن نیروی اصطکاک استاتیک برابر با نیروی اصطکاک لغزشی خواهد بود:

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

از اینجا ضریب اصطکاک را بیان می کنیم:

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

نقدی بر مقاله "قدرت واکنش طبیعی" بنویسید.

گزیده ای که قدرت یک واکنش عادی را مشخص می کند

همه مورخان اتفاق نظر دارند که فعالیت‌های خارجی دولت‌ها و مردم در درگیری‌هایشان با یکدیگر، با جنگ بیان می‌شود. که مستقیماً در نتیجه موفقیت های نظامی کم یا زیاد، قدرت سیاسی دولت ها و مردم افزایش یا کاهش می یابد.
هر چقدر هم که توصیفات تاریخی عجیب باشد که چگونه یک پادشاه یا امپراتور، پس از نزاع با امپراطور یا شاه دیگری، لشکری ​​جمع کرده، با ارتش دشمن جنگیده، پیروز شده، سه، پنج، ده هزار نفر را کشته و در نتیجه ، ایالت و کل مردم چند میلیونی را فتح کرد. مهم نیست که چرا شکست یک ارتش، یک صدم کل نیروهای مردمی، مردم را وادار به تسلیم کرد، هر چقدر هم غیرقابل درک باشد، همه حقایق تاریخ (تا جایی که ما می دانیم) صحت این واقعیت را تأیید می کند. موفقیت‌های کم یا زیاد ارتش یک قوم در برابر ارتش قوم دیگر، دلایل یا حداقل بر اساس نشانه‌های قابل توجه افزایش یا کاهش قدرت ملت‌ها است. ارتش پیروز شد و حقوق مردم پیروز بلافاصله به ضرر مغلوبین افزایش یافت. ارتش متحمل شکست شد و بلافاصله با توجه به میزان شکست مردم از حقوق خود محروم می شوند و هنگامی که ارتش آنها کاملاً شکست خورده است کاملاً تحت انقیاد قرار می گیرند.
از قدیم الایام تا به امروز (به روایت تاریخ) همین بوده است. تمام جنگ های ناپلئون تاییدی بر این قاعده است. با توجه به میزان شکست نیروهای اتریشی، اتریش از حقوق خود محروم می شود و حقوق و قدرت فرانسه افزایش می یابد. پیروزی فرانسه در ینا و اورستات وجود مستقل پروس را از بین می برد.

نیرویی که از تکیه گاه (یا تعلیق) بر بدن وارد می شود، نیروی واکنش تکیه گاه نامیده می شود. هنگامی که اجسام در تماس هستند، نیروی واکنش پشتیبانی عمود بر سطح تماس هدایت می شود. اگر بدن روی یک میز ثابت افقی قرار گیرد، نیروی واکنش پشتیبانی به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود و نیروی گرانش را متعادل می کند:

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «نیروی واکنش طبیعی زمین» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

نیروی اصطکاک لغزشی نیرویی است که بین اجسام در تماس در طول حرکت نسبی آنها ایجاد می شود. اگر بین اجسام لایه مایع یا گازی (روان کننده) وجود نداشته باشد، به این اصطکاک خشک می گویند. در غیر این صورت اصطکاک... ... ویکی پدیا

پرس و جو "قدرت" به اینجا هدایت می شود. معانی دیگر را نیز ببینید. Force Dimension LMT−2 واحد SI ... ویکی پدیا

پرس و جو "قدرت" به اینجا هدایت می شود. معانی دیگر را نیز ببینید. ابعاد نیرو LMT−2 واحد SI نیوتن ... ویکی پدیا

قانون آمونتون کولمب یک قانون تجربی است که بین نیروی اصطکاک سطحی که در حین لغزش نسبی جسم با نیروی واکنش عادی که از سطح روی جسم وارد می شود، ارتباط برقرار می کند. نیروی اصطکاک، ... ... ویکی پدیا

نیروهای اصطکاک لغزشی نیروهایی هستند که بین اجسام در تماس در طول حرکت نسبی آنها ایجاد می شود. اگر بین اجسام لایه مایع یا گازی (روان کننده) وجود نداشته باشد، به این اصطکاک خشک می گویند. در غیر این صورت اصطکاک... ... ویکی پدیا

اصطکاک ساکن، اصطکاک چسبندگی نیرویی است که بین دو جسم در تماس ایجاد می شود و از وقوع حرکت نسبی جلوگیری می کند. باید بر این نیرو غلبه کرد تا دو جسم در تماس با یکدیگر حرکت کنند... ... ویکی پدیا

درخواست "راه رفتن عمودی" به اینجا هدایت می شود. مقاله جداگانه ای در این زمینه لازم است. راه رفتن انسان طبیعی ترین حرکت انسان است. یک عمل موتور خودکار که در نتیجه فعالیت هماهنگ پیچیده انجام می شود... ... ویکی پدیا

چرخه راه رفتن: حمایت از یک پا، دوره حمایت دوگانه، حمایت از پای دیگر... راه رفتن انسان طبیعی ترین حرکت انسان است. یک عمل حرکتی خودکار که در نتیجه فعالیت هماهنگ پیچیده اسکلتی رخ می دهد ... ویکی پدیا

نیروی اصطکاک هنگام لغزش جسم بر روی سطح به ناحیه تماس بدن با سطح بستگی ندارد، بلکه به قدرت واکنش طبیعی این جسم و وضعیت محیط بستگی دارد. نیروی اصطکاک لغزشی زمانی اتفاق می افتد که یک لغزش داده شده... ... ویکی پدیا

قانون آمونتون کولن نیروی اصطکاک زمانی که جسم روی سطحی می لغزد به سطح تماس جسم با سطح بستگی ندارد، بلکه به نیروی واکنش طبیعی این جسم و به وضعیت محیط بستگی دارد. . نیروی اصطکاک لغزشی زمانی اتفاق می افتد که... ... ویکی پدیا

دانستن نقطه اعمال و جهت هر نیرو ضروری است. مهم است که بتوانیم تعیین کنیم که کدام نیروها و در چه جهتی بر بدن وارد می شوند. نیرو را با نیوتن اندازه گیری می کنند. به منظور تمایز بین نیروها، آنها به شرح زیر تعیین می شوند

در زیر نیروهای اصلی فعال در طبیعت آورده شده است. اختراع نیروهایی که وجود ندارند در هنگام حل مشکلات غیرممکن است!

نیروهای زیادی در طبیعت وجود دارد. در اینجا نیروهایی را در نظر می گیریم که در درس فیزیک مدرسه هنگام مطالعه دینامیک در نظر گرفته می شود. به نیروهای دیگری نیز اشاره شده است که در بخش های دیگر به آنها پرداخته خواهد شد.

جاذبه زمین

هر جسم روی این سیاره تحت تأثیر گرانش زمین قرار دارد. نیرویی که زمین با آن هر جسم را جذب می کند با فرمول تعیین می شود

نقطه کاربرد در مرکز ثقل بدن است. جاذبه زمین همیشه به صورت عمودی به سمت پایین هدایت می شود.

نیروی اصطکاک

بیایید با نیروی اصطکاک آشنا شویم. این نیرو زمانی ایجاد می شود که اجسام حرکت می کنند و دو سطح با هم تماس پیدا می کنند. این نیرو به این دلیل اتفاق می‌افتد که سطوح، وقتی زیر میکروسکوپ مشاهده می‌شوند، آنقدر که به نظر می‌رسند صاف نیستند. نیروی اصطکاک با فرمول تعیین می شود:

نیرو در نقطه تماس دو سطح اعمال می شود. در جهت مخالف حرکت هدایت می شود.

نیروی واکنش زمین

بیایید یک جسم بسیار سنگین را تصور کنیم که روی یک میز خوابیده است. میز زیر وزن جسم خم می شود. اما طبق قانون سوم نیوتن، میز دقیقاً با همان نیروی جسم روی میز روی جسم وارد می کند. نیرو بر خلاف نیرویی است که جسم بر روی میز فشار می آورد. یعنی بالا. این نیرو واکنش زمین نامیده می شود. نام نیرو "صحبت می کند" پشتیبانی واکنش نشان می دهد. این نیرو هر زمان که ضربه ای به تکیه گاه وارد شود، ایجاد می شود. ماهیت وقوع آن در سطح مولکولی. به نظر می رسید این شی موقعیت و اتصالات معمول مولکول ها (داخل میز) را تغییر می دهد، آنها نیز به نوبه خود در تلاش برای بازگشت به حالت اولیه خود هستند، "مقاومت".

مطلقاً هر بدنی، حتی بدن بسیار سبک (مثلاً مدادی که روی میز قرار دارد)، تکیه گاه را در سطح میکرو تغییر شکل می دهد. بنابراین، یک واکنش زمین رخ می دهد.

هیچ فرمول خاصی برای یافتن این نیرو وجود ندارد. با حرف نشان داده می شود، اما این نیرو صرفاً یک نوع جداگانه از نیروی کشسانی است، بنابراین می توان آن را به صورت زیر نیز نشان داد.

نیرو در نقطه تماس جسم با تکیه گاه اعمال می شود. جهت عمود بر تکیه گاه.

از آنجایی که بدن به عنوان یک نقطه مادی نشان داده می شود، نیرو را می توان از مرکز نشان داد

نیروی الاستیک

این نیرو در نتیجه تغییر شکل (تغییر حالت اولیه ماده) به وجود می آید. به عنوان مثال، وقتی فنر را کش می دهیم، فاصله بین مولکول های ماده فنر را افزایش می دهیم. وقتی فنر را فشرده می کنیم آن را کم می کنیم. وقتی می پیچیم یا جابجا می کنیم. در تمام این مثال ها، نیرویی ایجاد می شود که از تغییر شکل جلوگیری می کند - نیروی الاستیک.

قانون هوک

نیروی الاستیک در مقابل تغییر شکل هدایت می شود.

از آنجایی که بدن به عنوان یک نقطه مادی نشان داده می شود، نیرو را می توان از مرکز نشان داد

به عنوان مثال، هنگام اتصال فنرها به صورت سری، سفتی با استفاده از فرمول محاسبه می شود

هنگامی که به صورت موازی متصل می شود، سفتی

سفتی نمونه مدول یانگ

مدول یانگ ویژگی های کشسانی یک ماده را مشخص می کند. این یک مقدار ثابت است که فقط به ماده و وضعیت فیزیکی آن بستگی دارد. توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل کششی یا فشاری را مشخص می کند. مقدار مدول یانگ به صورت جدولی است.

در مورد خواص جامدات بیشتر بخوانید.

وزن بدن

وزن بدن نیرویی است که جسم بر روی تکیه گاه اثر می کند. شما می گویید این نیروی جاذبه است! سردرگمی در موارد زیر رخ می دهد: در واقع، اغلب وزن یک جسم برابر با نیروی گرانش است، اما این نیروها کاملاً متفاوت هستند. گرانش نیرویی است که در نتیجه تعامل با زمین به وجود می آید. وزن نتیجه تعامل با حمایت است. نیروی گرانش در مرکز ثقل جسم اعمال می شود، در حالی که وزن نیرویی است که به تکیه گاه (نه به جسم) وارد می شود!

هیچ فرمولی برای تعیین وزن وجود ندارد. این نیرو با حرف مشخص می شود.

نیروی واکنش نگهدارنده یا نیروی کشسان در پاسخ به برخورد یک جسم به تعلیق یا تکیه گاه ایجاد می شود، بنابراین وزن بدنه همیشه از نظر عددی با نیروی کشسان یکسان است، اما جهت مخالف دارد.

نیروی واکنش پشتیبانی و وزن نیروهایی با ماهیت یکسان هستند؛ طبق قانون سوم نیوتن، آنها برابر و خلاف جهت هستند. وزن نیرویی است که بر روی تکیه گاه عمل می کند نه بر بدن. نیروی گرانش بر بدن اثر می گذارد.

وزن بدن ممکن است با جاذبه زمین برابر نباشد. ممکن است بیشتر یا کمتر باشد یا ممکن است وزن صفر باشد. این حالت نامیده می شود بی وزنی. بی وزنی حالتی است که یک جسم با یک تکیه گاه تعامل نداشته باشد، مثلاً حالت پرواز: گرانش وجود دارد، اما وزن آن صفر است!

اگر تعیین کنید نیروی حاصل به کجا هدایت می شود، می توان جهت شتاب را تعیین کرد

لطفا توجه داشته باشید که وزن نیرو است که بر حسب نیوتن اندازه گیری می شود. چگونه به سؤال "وزن شما چقدر است" به درستی پاسخ دهید؟ ما 50 کیلوگرم را بدون نام بردن از وزن خود، اما وزن خود را پاسخ می دهیم! در این مثال وزن ما برابر است با گرانش، یعنی تقریباً 500 نیوتن!

اضافه بار- نسبت وزن به گرانش

نیروی ارشمیدس

نیرو در نتیجه برهمکنش جسم با مایع (گاز)، زمانی که در مایع (یا گاز) غوطه ور می شود، به وجود می آید. این نیرو بدن را از آب (گاز) بیرون می راند. بنابراین به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود (هل می کند). با فرمول تعیین می شود:

در هوا از قدرت ارشمیدس غفلت می کنیم.

اگر نیروی ارشمیدس برابر با نیروی گرانش باشد، جسم شناور می شود. اگر نیروی ارشمیدس بیشتر باشد، به سطح مایع بالا می رود، اگر کمتر باشد، فرو می رود.

نیروهای الکتریکی

نیروهایی با منشاء الکتریکی وجود دارد. در حضور بار الکتریکی رخ می دهد. این نیروها مانند نیروی کولن، نیروی آمپر، نیروی لورنتس در بخش الکتریسیته به تفصیل مورد بحث قرار گرفته اند.

تعیین شماتیک نیروهای وارد بر جسم

اغلب یک بدن به عنوان یک نقطه مادی مدل می شود. بنابراین، در نمودارها، نقاط مختلف کاربرد به یک نقطه - به مرکز منتقل می شود، و بدن به صورت شماتیک به صورت دایره یا مستطیل به تصویر کشیده می شود.

برای تعیین صحیح نیروها، لازم است تمام اجسامی را که بدن مورد مطالعه با آنها تعامل دارد فهرست کنید. تعیین کنید که در نتیجه تعامل با هر یک چه اتفاقی می افتد: اصطکاک، تغییر شکل، جاذبه یا شاید دافعه. نوع نیرو را مشخص کنید و جهت را به درستی نشان دهید. توجه! مقدار نیروها با تعداد اجسامی که برهمکنش با آنها اتفاق می افتد منطبق خواهد بود.

نکته اصلی که باید به خاطر بسپارید

1) نیروها و ماهیت آنها.
2) جهت نیروها;
3) قادر به شناسایی نیروهای عامل باشد

اصطکاک خارجی (خشک) و داخلی (ویسکوز) وجود دارد. اصطکاک خارجی بین سطوح جامد در تماس رخ می دهد، اصطکاک داخلی بین لایه های مایع یا گاز در طول حرکت نسبی آنها رخ می دهد. سه نوع اصطکاک خارجی وجود دارد: اصطکاک استاتیک، اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی.

اصطکاک نورد با فرمول تعیین می شود

نیروی مقاومت زمانی اتفاق می افتد که جسم در یک مایع یا گاز حرکت می کند. بزرگی نیروی مقاومت به اندازه و شکل جسم، سرعت حرکت آن و خواص مایع یا گاز بستگی دارد. در سرعت های پایین حرکت، نیروی کشش متناسب با سرعت بدنه است

در سرعت های بالا با مجذور سرعت متناسب است

بیایید جاذبه متقابل یک جسم و زمین را در نظر بگیریم. بین آنها، طبق قانون گرانش، نیرویی ایجاد می شود

حالا بیایید قانون گرانش و نیروی جاذبه را با هم مقایسه کنیم

بزرگی شتاب ناشی از گرانش به جرم زمین و شعاع آن بستگی دارد! بنابراین، می توان با استفاده از جرم و شعاع آن سیاره، محاسبه کرد که اجرام روی ماه یا هر سیاره دیگری با چه شتابی سقوط خواهند کرد.

فاصله مرکز زمین تا قطب ها کمتر از خط استوا است. بنابراین، شتاب گرانش در استوا کمی کمتر از قطب است. در عین حال، باید توجه داشت که دلیل اصلی وابستگی شتاب گرانش به عرض جغرافیایی منطقه، واقعیت چرخش زمین به دور محور خود است.

با دور شدن از سطح زمین، نیروی گرانش و شتاب گرانش به نسبت معکوس مربع فاصله تا مرکز زمین تغییر می کند.

بیایید سنگ را روی درب افقی میزی که روی زمین ایستاده است قرار دهیم (شکل 104). از آنجایی که شتاب سنگ نسبت به زمین برابر با یک گلوله است، پس طبق قانون دوم نیوتن، مجموع نیروهای وارد بر آن صفر است. در نتیجه، اثر گرانش m · g روی سنگ باید توسط نیروهای دیگری جبران شود. واضح است که تحت تأثیر سنگ، صفحه میز تغییر شکل داده است. بنابراین نیروی کشسانی از کناره میز بر روی سنگ وارد می شود. اگر فرض کنیم که سنگ فقط با زمین و روی میز تعامل داشته باشد، نیروی کشسان باید نیروی گرانش را متعادل کند: F کنترل = -m · g. این نیروی کشسان نامیده می شود نیروی واکنش زمینو با حرف لاتین N نشان داده می شوند. از آنجایی که شتاب گرانش به صورت عمودی به سمت پایین هدایت می شود، نیروی N به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود - عمود بر سطح میز.

از آنجایی که صفحه روی میز روی سنگ اثر می گذارد، پس طبق قانون سوم نیوتن، سنگ نیز با نیروی P = -N بر روی میز اثر می کند (شکل 105). این نیرو نامیده می شود وزن.

وزن بدن نیرویی است که با آن این جسم نسبت به تعلیق یا تکیه گاه ثابت است بر روی یک تعلیق یا تکیه گاه عمل می کند.

واضح است که در مورد در نظر گرفته شده، وزن سنگ برابر با نیروی گرانش است: P = m · g. این برای هر جسمی که روی یک تعلیق (تکیه) نسبت به زمین قرار دارد صادق خواهد بود (شکل 106). بدیهی است که در این حالت، نقطه اتصال (یا تکیه گاه) تعلیق نسبت به زمین بی حرکت است.

برای جسمی که بر روی یک تعلیق (تکیه) قرار دارد که نسبت به زمین بی حرکت است، وزن بدن برابر با نیروی گرانش است.

اگر بدنه و تعلیق (تکیه) به طور یکنواخت در یک خط مستقیم نسبت به زمین حرکت کنند، وزن بدن نیز برابر با نیروی گرانش وارد بر جسم خواهد بود.

اگر بدنه و تعلیق (تکیه گاه) نسبت به زمین با شتاب حرکت کنند به طوری که بدن نسبت به تعلیق (تکیه) بی حرکت بماند، وزن جسم برابر با نیروی گرانش نخواهد بود.

بیایید به یک مثال نگاه کنیم. اجازه دهید جسمی به جرم m در کف آسانسور قرار گیرد که شتاب a آن به صورت عمودی به سمت بالا باشد (شکل 107). فرض می کنیم که فقط نیروی گرانش mg و نیروی واکنش کف N بر روی بدنه تأثیر می گذارد. به زمین، جسم روی کف آسانسور با آسانسور با شتاب a حرکت می کند. طبق قانون دوم نیوتن، حاصل ضرب جرم و شتاب بدن برابر است با مجموع نیروهای وارد بر بدن. بنابراین: m · a = N - m · g.

بنابراین، N = m · a + m · g = m · (g + a). این بدان معناست که اگر آسانسور شتاب عمودی به سمت بالا داشته باشد، مدول نیروی واکنش کف N بیشتر از مدول گرانش خواهد بود. در واقع نیروی واکنش کف نه تنها باید اثر گرانش را جبران کند، بلکه به بدنه در جهت مثبت محور X نیز شتاب دهد.

نیروی N نیرویی است که کف آسانسور روی بدنه اثر می گذارد. طبق قانون سوم نیوتن، جسمی با نیروی P بر روی زمین وارد می شود که مدول آن برابر با مدول N است، اما نیروی P در جهت مخالف است. این نیرو وزن بدن در آسانسور متحرک است. مدول این نیرو P = N = m (g + a) است. بدین ترتیب، در آسانسوری که با شتاب به سمت بالا نسبت به زمین حرکت می کند، مدول وزن بدن بیشتر از مدول گرانش است..

این پدیده نامیده می شود اضافه بار.

برای مثال، اجازه دهید شتاب a آسانسور به صورت عمودی به سمت بالا باشد و مقدار آن برابر با g باشد، یعنی a = g. در این حالت، مدول وزن بدن - نیروی وارد بر کف آسانسور - برابر با P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g خواهد بود. یعنی وزن بدن دو برابر آسانسوری خواهد بود که نسبت به زمین در حالت استراحت است یا به طور یکنواخت در یک خط مستقیم حرکت می کند.

برای جسمی که روی یک تعلیق (یا تکیه گاه) حرکت می کند با شتابی نسبت به زمین که به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود، وزن بدن بیشتر از نیروی گرانش است.

نسبت وزن جسم در آسانسوری که با شتاب نسبت به زمین حرکت می کند به وزن همان جسم در آسانسور در حال سکون یا حرکت یکنواخت در یک خط مستقیم را می گویند. ضریب باریا به طور خلاصه، اضافه بار.

ضریب اضافه بار (اضافه بار) - نسبت وزن بدن در هنگام اضافه بار به نیروی گرانش وارد بر بدن.

در حالتی که در بالا در نظر گرفته شد، اضافه بار برابر با 2 است، واضح است که اگر شتاب آسانسور به سمت بالا بوده و مقدار آن برابر با a = 2g باشد، ضریب اضافه بار برابر با 3 خواهد بود.

حال تصور کنید جسمی به جرم m در کف آسانسوری قرار دارد که شتاب آن نسبت به زمین به صورت عمودی به سمت پایین (در مقابل محور X) است. اگر مدول شتاب آسانسور a کمتر از مدول شتاب گرانشی باشد، نیروی واکنش طبقه آسانسور همچنان در جهت مثبت محور X به سمت بالا هدایت می‌شود و مدول آن برابر N = m (g - a) خواهد بود. . در نتیجه، مدول وزن بدن برابر با P = N = m (g - a) خواهد بود، یعنی کمتر از مدول گرانش خواهد بود. بنابراین، بدنه با نیرویی که مدول آن کمتر از مدول گرانش است، به کف آسانسور فشار می آورد.

این حس برای هرکسی که سوار آسانسور پرسرعت شده یا روی یک تاب بزرگ تاب خورده آشناست. همانطور که از بالا به پایین حرکت می کنید، احساس می کنید فشار شما بر روی ساپورت کاهش می یابد. اگر شتاب ساپورت مثبت باشد (آسانسور و تاب شروع به بالا رفتن می‌کنند)، به شدت روی تکیه‌گاه فشار داده می‌شوید.

اگر شتاب آسانسور نسبت به زمین به سمت پایین باشد و از نظر اندازه با شتاب سقوط آزاد برابر باشد (آسانسور آزادانه سقوط می کند) ، نیروی واکنش طبقه برابر با صفر می شود: N = m (g - a) = m (g - g) = 0. B در این صورت، کف آسانسور فشار بر بدن خوابیده روی آن را متوقف می کند. در نتیجه، طبق قانون سوم نیوتن، بدن به کف آسانسور فشاری وارد نمی کند و همراه با آسانسور سقوط آزاد می کند. وزن بدن صفر خواهد شد. این حالت نامیده می شود حالت بی وزنی.

به حالتی که وزن بدن صفر می شود، بی وزنی می گویند.

در نهایت، اگر شتاب آسانسور به سمت زمین از شتاب گرانش بیشتر شود، بدنه به سقف آسانسور فشرده می شود. در این صورت وزن بدن تغییر جهت می دهد. حالت بی وزنی از بین خواهد رفت. همانطور که در شکل نشان داده شده است، اگر شیشه را با شیئی در آن به شدت پایین بکشید و بالای شیشه را با کف دست خود بپوشانید، به راحتی قابل تأیید است. 108.

نتایج

وزن بدن نیرویی است که این جسم بر روی سینی یا تکیه گاهی نسبت به تعلیق یا تکیه گاه ثابت است.

وزن جسمی در آسانسوری که با شتابی که نسبت به زمین به سمت بالا حرکت می کند، مدول بیشتری از مدول گرانش دارد. این پدیده نامیده می شود اضافه بار.

ضریب اضافه بار (اضافه بار) - نسبت وزن بدن در هنگام اضافه بار به نیروی گرانش وارد بر این جسم.

اگر وزن بدن صفر باشد، این حالت نامیده می شود بی وزنی.

سوالات

1. چه نیرویی را نیروی واکنش زمین می گویند؟ وزن بدن چیست؟
2. وزن بدن به چه میزان است؟
3. وقتی وزن بدن برابر است با جاذبه زمین مثال بزنید. ب) برابر با صفر؛ ج) جاذبه بیشتر؛ د) جاذبه کمتر
4. به چه چیزی اضافه بار می گویند؟
5. به چه حالتی بی وزنی می گویند؟

تمرینات

1. سرگئی دانش آموز کلاس هفتم در اتاقش روی ترازو حمام ایستاده است. سوزن ابزار در مقابل علامت 50 کیلوگرم قرار گرفته است. مدول وزن سرگئی را تعیین کنید. به سه سوال دیگر در مورد این قدرت پاسخ دهید.
2. بار اضافی را که فضانوردی در موشکی است که به صورت عمودی با شتاب a = 3g در حال افزایش است، بیابید.
3. یک فضانورد با جرم m = 100 کیلوگرم چه نیرویی به موشک نشان داده شده در تمرین 2 وارد می کند؟ اسم این نیرو چیست؟
4. وزن فضانوردی با جرم m = 100 کیلوگرم را در موشکی بیابید که: الف) روی پرتابگر بی حرکت می ایستد. ب) با شتاب a = 4g بالا می رود و به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود.
5. بزرگی نیروهای وارد بر وزنی به جرم m = 2 کیلوگرم را تعیین کنید که بدون حرکت روی یک نخ سبک متصل به سقف اتاق آویزان است. مدول های نیروی کشسانی که در کنار نخ وارد می شود چیست: الف) روی وزن. ب) روی سقف؟ وزن وزن چقدر است؟ دستورالعمل: از قوانین نیوتن برای پاسخ دادن به سوالات استفاده کنید.
6. وزن باری به جرم m = 5 کیلوگرم را که روی نخی از سقف یک آسانسور پرسرعت معلق است، بیابید اگر: الف) آسانسور به طور یکنواخت بالا بیاید. ب) آسانسور به طور مساوی پایین می آید. ج) آسانسوری که با سرعت v = 2 m/s به سمت بالا بالا می‌رفت، با شتاب a = 2 m/s 2 شروع به ترمزگیری کرد. د) آسانسوری که با سرعت v = 2 m/s پایین می‌رفت، با شتاب a = 2 m/s 2 شروع به ترمزگیری کرد. ه) آسانسور با شتاب a = 2 m/s 2 شروع به حرکت به سمت بالا کرد. ه) آسانسور با شتاب a = 2 m/s 2 شروع به حرکت به سمت پایین کرد.