Ang anggulo sa pagitan ng mga vectors ng mga pwersang kumikilos sa isang particle ay napakahalaga sa pagtukoy ng magnitude at direksyon ng resultang puwersa.

Coriolis force Ang kakaibang mundo ng mga umiikot na sistema ay hindi limitado sa pagkakaroon ng radial gravity forces. Kilalanin natin ang isa pang kawili-wiling epekto, ang teorya na ibinigay noong 1835 ng Pranses na si Coriolis.

Puwersa at potensyal na enerhiya sa panahon ng oscillation Sa anumang oscillation sa paligid ng posisyon ng ekwilibriyo, ang isang puwersa ay kumikilos sa katawan, "naghahangad" na ibalik ang katawan sa posisyon ng ekwilibriyo. Habang lumalayo ang punto mula sa posisyon ng ekwilibriyo, bumabagal ang puwersa habang papalapit ang punto

Torque bilang isang vector Sa ngayon, pinag-uusapan natin ang magnitude ng torque. Pero metalikang kuwintas ay may mga katangian ng isang vector quantity. Isaalang-alang ang pag-ikot ng isang punto na may paggalang sa ilang "gitna". Sa fig. Ang 62 ay nagpapakita ng dalawang malapit na posisyon ng punto.

2. Centrifugal force Buksan ang payong, ilagay ang dulo nito sa sahig, paikutin ito at ihagis sa loob ng isang bola, gusot na papel, isang panyo - sa pangkalahatan, ilang magaan at hindi nababasag na bagay. Makikita mo na ang payong ay tila ayaw tumanggap ng regalo: isang bola o isang bukol na papel mismo

Kabanata 3 Gravity - ang unang pangunahing puwersa Mula sa langit hanggang sa lupa at pabalik Sa modernong pisika pinag-uusapan nila ang tungkol sa apat na pangunahing puwersa. Unang natuklasan ang puwersa ng grabidad. Tinutukoy ng batas ng unibersal na grabitasyon na kilala ng mga mag-aaral ang puwersa ng pagkahumaling F sa pagitan ng anumang masa

73 Lakas sa sentimetro, o Malinaw na batas ni Hooke Para sa eksperimento, kailangan natin: lobo, pananda. Ang batas ni Hooke ay ipinasa sa paaralan. Nabuhay ang isang sikat na siyentipiko na nag-aral ng compressibility ng mga bagay at mga sangkap at hinuhusgahan ang kanyang sariling batas. Napakasimple ng batas na ito: mas malakas tayo

Force = geometry Sa kabila ng patuloy na mga sakit, binago ni Riemann ang umiiral na mga ideya tungkol sa kahulugan ng puwersa. Mula noong panahon ni Newton, itinuturing ng mga siyentipiko ang puwersa bilang ang agarang pakikipag-ugnayan ng mga katawan na malayo sa isa't isa. Tinawag ito ng mga physicist na "long-range action", na ang ibig sabihin

Hindi namin alam kung paano ang mga bagay sa iyong paaralan na may physics at kung gaano mo nagustuhan ang paksang ito, ngunit pagkatapos ng post ngayong araw, ang iyong saloobin tungkol dito ay tiyak na magbabago. Dahil kung titingnan mo ang lahat ng mga pagsasanay, makakahanap ka ng isang kakaibang bagay - lahat sila ay batay sa mga prinsipyo ng Newtonian mechanics! At ito ay ang mekanika na tumutukoy kung gaano kabisa ito o ang ehersisyo na iyon para sa isang partikular na grupo ng kalamnan.

kapangyarihan mismo sa balikat niya. Ang balikat sa kasong ito ay nauunawaan bilang ang pinakamaikling distansya mula sa linya kung saan ang puwersa ay pumasa sa axis ng pag-ikot.

Isaalang-alang ito gamit ang halimbawa ng mga push-up mula sa sahig na may karaniwang setting ng mga kamay:

Ito ay makikita na ang puwersa ng grabidad na nakakaapekto sa atleta ay dumadaan sa tatlong kasukasuan - ang balikat, siko at pulso. Sa kasong ito, ang pag-load ay bumababa sa pagpasa ng puwersa sa bawat kasunod na joint. Iyon ay, ang pangunahing pagkarga ay napupunta sa magkasanib na balikat (at, nang naaayon, ang mga kalamnan ng pektoral), at ang mga triceps ay tumatanggap ng mas kaunting pagkarga, dahil ang pagkarga sa pagbaluktot sa magkasanib na siko ay minimal.

Posible bang baguhin ang pamamaraan ng mga push-up sa paraan upang madagdagan ang pagkarga sa triceps? Siyempre, dahil alam na natin ngayon na kailangan nating lumikha ng rotational moment na nakadirekta sa flexion sa elbow joint. Pagkatapos ay sasali ang triceps sa trabaho, na sumasalungat sa gayong pagsisikap. Upang makamit ang epekto na ito, kinakailangan upang matiyak na ang gravity ay may isang balikat na may kaugnayan sa magkasanib na siko. Ito ay maaaring makamit, halimbawa, sa pamamagitan ng paglipat ng mga kamay palapit sa isa't isa.

Mukhang bahagyang binago namin ang posisyon ng mga kamay, ngunit sa parehong oras ay nagawa naming makabuluhang taasan ang pagkarga sa triceps at gawing mas naka-target ang ehersisyo! At mayroong maraming mga ganoong sandali! Samakatuwid, kung nais mong maging epektibo ang iyong mga ehersisyo, kailangan mong palaging isipin kung ano, paano at bakit mo ginagawa, sinusubukang masulit ang bawat pag-uulit sa bawat set!

http://website/uploads/userfiles/5540.jpg Hindi namin alam kung paano ang mga bagay sa iyong paaralan na may physics at kung gaano mo nagustuhan ang paksang ito, ngunit pagkatapos ng post ngayong araw, ang iyong saloobin tungkol dito ay tiyak na magbabago. Dahil kung titingnan mo ang lahat ng mga pagsasanay, makakahanap ka ng isang kakaibang bagay - lahat sila ay batay sa mga prinsipyo ng Newtonian mechanics! At ito ay ang mekanika na tumutukoy kung gaano kabisa ito o ang ehersisyo na iyon para sa isang partikular na grupo ng kalamnan. Magsimula tayo sa pamamagitan ng pagtingin sa isang eskematiko na representasyon ng isang tao. Ang mga pangunahing joints ay minarkahan ng pula, dahil ang lahat ng mga paggalaw ay nangyayari sa kanila. Tulad ng alam mo, ang mga kalamnan ay nakakabit sa mga buto (sa tulong ng mga litid), habang ang ating katawan ay napakaganda ng pagkakaayos na para sa bawat kasukasuan ay mayroong dalawang grupo ng kalamnan (antagonists) na nagpapahintulot sa pag-ikot sa magkasalungat na direksyon..jpg Ang rotational load na nagpapagalaw sa lahat ay tinatawag na moment of force at katumbas ng produkto kapangyarihan mismo sa kanyang balikat. Sa kasong ito, ang balikat ay nauunawaan bilang ang pinakamaikling distansya mula sa linya kung saan ang puwersa ay dumadaan sa axis ng pag-ikot..jpg Ito ay makikita na ang puwersa ng grabidad na nakakaapekto sa atleta ay dumadaan sa tatlong kasukasuan - ang balikat, siko at pulso. Sa kasong ito, ang pag-load ay bumababa sa pagpasa ng puwersa sa bawat kasunod na joint. Iyon ay, ang pangunahing pagkarga ay napupunta sa magkasanib na balikat (at, nang naaayon, ang mga kalamnan ng pektoral), at ang mga triceps ay tumatanggap ng mas kaunting pagkarga, dahil ang pagkarga sa pagbaluktot sa magkasanib na siko ay minimal. Posible bang baguhin ang pamamaraan ng mga push-up sa paraan upang madagdagan ang pagkarga sa triceps? Siyempre, dahil alam na natin ngayon na kailangan nating lumikha ng rotational moment na nakadirekta sa flexion sa elbow joint. Pagkatapos ay sasali ang triceps sa trabaho, na sumasalungat sa gayong pagsisikap. Upang makamit ang epekto na ito, kinakailangan upang matiyak na ang gravity ay may isang balikat na may kaugnayan sa magkasanib na siko. Ito ay maaaring makamit, halimbawa, sa pamamagitan ng paglapit ng mga kamay sa isa't isa..jpg Mukhang bahagyang binago namin ang posisyon ng mga kamay, ngunit sa parehong oras ay nagawa naming makabuluhang taasan ang pagkarga sa triceps at gawing mas naka-target ang ehersisyo! At mayroong maraming mga ganoong sandali! Samakatuwid, kung nais mong maging epektibo ang iyong mga ehersisyo, kailangan mong palaging isipin kung ano, paano at bakit mo ginagawa, sinusubukang masulit ang bawat pag-uulit sa bawat set! 100 araw na ehersisyo - Talaan ng mga nilalaman

Sa mechanics, ipinakilala ang konsepto lakas, na lubhang malawak na ginagamit sa iba pang mga agham. Ang pisikal na kakanyahan ng konseptong ito ay malinaw sa bawat tao nang direkta mula sa karanasan.

Fig. 1. Deformation ng mga katawan sa ilalim ng pagkilos ng puwersa:

a- deformations ng compression - lumalawak;

b- baluktot na pagpapapangit.

Pag-isipan natin ang kahulugan ng puwersa para sa ganap na matibay na katawan. Ang mga katawan na ito ay maaaring makipag-ugnayan, bilang isang resulta kung saan ang likas na katangian ng kanilang paggalaw ay nagbabago. Ang puwersa ay isang sukatan ng pakikipag-ugnayan ng mga katawan. Halimbawa, ang pakikipag-ugnayan ng mga planeta at ng Araw ay tinutukoy ng mga puwersa ng grabidad, ang pakikipag-ugnayan ng Earth at iba't ibang katawan sa ibabaw nito - sa pamamagitan ng gravity, atbp.

Dapat itong bigyang-diin na sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng tunay, at hindi ganap na matibay na mga katawan, ang mga umuusbong na pwersa ay hindi lamang maaaring humantong sa isang pagbabago sa likas na katangian ng kanilang paggalaw, ngunit maging sanhi din ng pagbabago sa hugis o sukat ng mga katawan na ito. Sa madaling salita, sa totoo pisikal na katawan ang mga puwersa ay nagdudulot ng pagpapapangit.

Isinasaalang-alang at pinag-aaralan ng mga mekanika hindi ang likas na katangian ng kumikilos na mga puwersa, ngunit ang epekto na ginagawa ng mga ito. Ang epekto ng puwersa ay tinutukoy ng tatlong mga kadahilanan na ganap na tumutukoy dito:

2. Numerical value (modulus);

3. Application point.

Sa madaling salita, ang lakas ay dami ng vector.

Bilang karagdagan sa mga puwersa, ang iba pang mga dami ng vector ay madalas na matatagpuan sa mekanika - sa partikular, bilis, acceleration.

Ang isang dami na walang direksyon ay tinatawag scalar, o halaga ng scalar, Kasama sa mga scalar na dami, halimbawa, oras, temperatura, volume, atbp.

Ang isang vector ay kinakatawan ng isang segment, sa dulo kung saan inilalagay ang isang arrow. Ang direksyon ng arrow ay nagpapahiwatig ng direksyon ng vector, ang haba ng segment - ang magnitude ng vector, na naka-plot sa napiling sukat.

kanin. 2. Ang imahe ng mga vector ng puwersa sa mga guhit.

Vector na nagmula sa isang punto AT at nagtatapos sa isang punto Sa(Larawan 2, a), ay maaaring tukuyin ng parehong mga titik, ngunit may gitling sa itaas: , at sa unang lugar ilagay ang titik sa simula ng vector, at pagkatapos ay ang titik sa dulo ng vector. Minsan ang isang vector ay tinutukoy ng isang titik: , , atbp. (Larawan 2, b).

Ang linya ng pagkilos ng isang puwersa ay ang tuwid na linya kung saan namamalagi ang vector ng puwersa.(Larawan 2, sa).

Kung kinakailangan upang ipakita ang laki ng mga eyelid sa pagguhit
torus, ito ay inilalarawan ng isang arrow, sa tabi nito ay nakasulat
halaga, o modyul. Ang magnitude ng vector ay ipinahiwatig ng parehong titik tulad ng vector mismo, ngunit walang gitling sa tuktok (Larawan 2, G).

Module, o laki ng puwersa ay isang quantitative na katangian ng sukatan ng interaksyon ng mga katawan. Ang dami ng puwersa sa internasyonal na sistema ang mga yunit (SI) ay sinusukat sa mga newton (H). Ginagamit din ang mas malalaking yunit ng pagsukat: 1 kilonewton (1 kN= 10 3 H), 1 meganewton (1 MH = 10 6 N).

Ang direksyon ng acceleration vector ng katawan kung saan kumikilos ang puwersa ay kinuha bilang direksyon ng force vector. Sa International System of Units, ang isang puwersa ay kinuha bilang isang yunit ng puwersa, na nagbibigay ng isang acceleration ng 1 m / s 2 sa isang katawan na tumitimbang ng 1 kg. Ang yunit na ito ay tinatawag na newton (N):

1H = 1 kg m/s.

Pangalawang batas ni Newton. Ang ugnayan sa pagitan ng puwersa at acceleration ng katawan ay itinatag batay sa karanasan. Kung kumilos ka sa parehong katawan na may iba't ibang pwersa, kung gayon ang karanasan ay nagpapakita na ang acceleration ng katawan ay direktang proporsyonal sa puwersa: a ~ F at m = const.

Sa pagbubuod ng gayong mga obserbasyon at eksperimento, si I. Newton ay bumalangkas ng isa sa mga pangunahing batas ng mekanika: ang puwersang kumikilos sa isang katawan ay katumbas ng produkto ng masa ng katawan at ang pagpabilis na ibinibigay ng puwersang ito:

F = ma (5).

Mula sa batas na ito, na tinatawag na pangalawang batas ni Newton, sinusunod nito na upang matukoy ang acceleration ng isang katawan, kailangan mong malaman ang puwersa na kumikilos dito at ang masa ng katawan: a \u003d F / m.

Pagdaragdag ng pwersa. Sa sabay-sabay na pagkilos ng ilang mga pwersa sa isang katawan, ang katawan ay gumagalaw na may isang acceleration, na siyang vector sum ng mga accelerations na lalabas sa ilalim ng pagkilos ng bawat puwersa nang hiwalay. Ang mga puwersa na kumikilos sa katawan ay idinagdag ayon sa panuntunan ng pagdaragdag ng mga vector. Ang vector sum ng lahat ng pwersang kumikilos sa katawan ay tinatawag na resulta. F=N+F1
Pangatlong batas ni Newton. Ipinapakita ng karanasan na sa anumang pakikipag-ugnayan ng dalawang katawan na ang mga masa ay katumbas ng m 1 at m 2, ang ratio ng mga module ng kanilang mga acceleration ay nananatiling pare-pareho at katumbas ng kabaligtaran na ratio ng mga masa ng mga katawan: . Ito ay nagpapahiwatig ng pagkakapantay-pantay: a 1 m 1 = a 2 m 2.

Sa vector form, ang equation na ito ay dapat na nakasulat bilang: . Ang minus sign ay nagpapahayag ng eksperimentong katotohanan na kapag ang mga katawan ay nakikipag-ugnayan, ang kanilang mga acceleration ay palaging may magkasalungat na direksyon.

Gamit ang pangalawang batas ni Newton, nakukuha natin ang pagkakapantay-pantay:

Ang pananalitang ito, na tinatawag na ikatlong batas ni Newton, ay nagpapakita na ang mga katawan ay kumikilos sa isa't isa na may mga puwersang nakadirekta sa isang tuwid na linya. Ang mga puwersang ito ay pantay sa magnitude, kabaligtaran sa direksyon. Gayunpaman, hindi nila mabalanse ang isa't isa, dahil nakakabit sila sa iba't ibang mga katawan.

Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Noong siglo XVI. Ang astronomo na si Tycho Brahe, na nagmamasid sa mga planeta sa loob ng maraming taon, ay nagawang matukoy ang kanilang mga coordinate sa iba't ibang mga punto sa oras na may pinakamalaking posibleng katumpakan sa oras na iyon. Pinoproseso ang mga resulta ng mga obserbasyon ni Tycho Brahe, itinatag ng astronomer na si Johannes Kepler ang mga anyo ng mga orbit - ang mga trajectory kung saan gumagalaw ang mga planeta, at ilang tampok ng paggalaw ng mga planeta sa mga orbit na ito. Lumalabas na ang mga planeta ay gumagalaw sa mga orbit na malapit sa pabilog, at ang ratio ng kubo ng radius ng orbit ng anumang planeta sa parisukat ng panahon ng rebolusyon nito sa paligid ng Araw ay isang pare-parehong halaga, pareho para sa lahat ng mga planeta. solar system: , o ( 7) Sinubukan mismo ni Kepler na alamin ang mga dahilan para sa gayong mga pattern ng paggalaw ng planeta. Gayunpaman, ang isang mahigpit na siyentipikong paliwanag ng mga galaw ng planeta ay ibinigay lamang ni I. Newton. matematikal na notasyon batas para sa mga puwersa ng gravitational na kumikilos sa pagitan ng Araw at ng mga planeta: ang puwersa ng gravitational ay proporsyonal sa masa ng Araw at masa ng planeta at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila: (8).

Sa pangkalahatan ang konklusyong ito sa lahat ng mga katawan sa kalikasan, nakuha ni Newton ang batas ng unibersal na grabitasyon: lahat ng mga katawan (materyal na punto), anuman ang kanilang mga katangian, ay naaakit sa isa't isa na may puwersa na direktang proporsyonal sa kanilang mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila:

kung saan ang coefficient ng proporsyonalidad G, na pareho para sa lahat ng mga katawan sa kalikasan, ay tinatawag gravitational constant G = 6.6720 * 10 -11 N * m 2 * kg -2.

Grabidad. Ang paggalaw ng isang katawan sa ilalim ng impluwensya ng grabidad. Ang gravity ay ang gravitational force na kumikilos sa isang katawan : F=m*g (10), kung saan ang g ay ang free fall acceleration, ang acceleration na nakuha ng katawan sa ilalim ng pagkilos ng gravitational force malapit sa ibabaw ng celestial bodies.

Ang pinakasimpleng kaso ng paggalaw ng mga katawan sa ilalim ng pagkilos ng grabidad ay ang libreng pagkahulog na may paunang bilis, sero. Sa kasong ito, ang katawan ay gumagalaw sa isang tuwid na linya na may libreng pagbagsak ng acceleration patungo sa gitna ng Earth. Kung ang paunang bilis ng katawan ay nonzero at ang paunang bilis ng vector ay hindi nakadirekta sa kahabaan ng patayo, kung gayon ang katawan sa ilalim ng pagkilos ng gravity ay gumagalaw na may libreng pagbagsak ng acceleration kasama ang isang curvilinear trajectory. Ang hugis ng naturang trajectory ay malinaw na inilalarawan ng isang jet ng tubig na umaagos palabas sa isang tiyak na anggulo sa abot-tanaw. Ang bilis kung saan gumagalaw ang isang katawan sa isang pabilog na orbit sa ilalim ng impluwensya ng unibersal na puwersa ng gravitational ay tinatawag unang cosmic bilis. Tukuyin natin ang unang cosmic velocity para sa Earth. Kung ang isang katawan sa ilalim ng pagkilos ng gravity ay gumagalaw sa paligid ng Earth nang pantay sa isang bilog na radius R, kung gayon ang acceleration ng free fall ay ang centripetal acceleration nito: ( 11).

Kaya ang unang cosmic velocity katumbas :( 12 )

Ang pagpapalit sa expression (12) ng mga halaga ng radius ng Earth at ang acceleration ng free fall malapit sa ibabaw nito, nakuha namin iyon ang unang bilis ng espasyo para sa Earth ay v ~ 7.9 * 10 3 m/s = 7.9 km/s. Ang bilis na ito ay halos 8 beses mas bilis mga bala.

Ang unang bilis ng espasyo para sa alinman celestial body ay natutukoy din sa pamamagitan ng pagpapahayag (12). Ang free fall acceleration sa layo na R mula sa gitna ng isang celestial body ay matatagpuan gamit ang pangalawang batas ni Newton at ang batas ng unibersal na grabitasyon:

Timbang ng katawan. bigat ng katawan ang tawag ang puwersa kung saan kumikilos ang isang katawan sa isang pahalang na suporta o suspensyon. Ang bigat ng katawan P, ibig sabihin, ang puwersa kung saan kumikilos ang katawan sa suporta, at ang nababanat na puwersa F na kontrol kung saan ang suporta ay kumikilos sa katawan, alinsunod sa ikatlong batas ni Newton, ay pantay sa ganap na halaga at kabaligtaran sa direksyon. : = -. ( 14)

Kung ang katawan ay nakapahinga sa pahalang na ibabaw o gumagalaw nang pantay-pantay at tanging ang puwersa ng gravity F T at ang elastic force F na kontrol mula sa gilid ng suporta ay kumikilos dito, kung gayon ang pagkakapantay-pantay ay sumusunod mula sa pagkakapantay-pantay hanggang sa zero ng vector sum ng mga puwersang ito: = - . ( 15 ) Paghahambing ng mga ekspresyong nakukuha natin = , ( 16 ), ibig sabihin, ang bigat P ng isang katawan sa isang nakapirming o pare-parehong gumagalaw na pahalang na suporta ay katumbas ng puwersa ng gravity F T , ngunit ang mga puwersang ito ay inilalapat sa iba't ibang mga katawan.

Sa pinabilis na paggalaw ng katawan at suporta, ang timbang P ay mag-iiba mula sa puwersa ng grabidad F T . Ayon sa pangalawang batas ni Newton, kapag ang isang katawan ng mass m ay gumagalaw sa ilalim ng pagkilos ng gravity F T at nababanat na puwersa F na kontrol na may acceleration a, ang pagkakapantay-pantay ay natutupad: + = . ( 17). Mula sa mga equation para sa timbang P nakukuha natin: (18 ) o ( 19 ).

Isaalang-alang natin ang kaso ng paggalaw ng elevator kapag ang acceleration a ay nakadirekta patayo pababa. Kung ang coordinate axis ng OS ay nakadirekta nang patayo pababa, ang mga vectors P, g at a ay magiging parallel sa OS axis, at ang kanilang mga projection ay positibo; pagkatapos ay ang equation (19) ay kumukuha ng anyo . Dahil ang mga projection ng mga vector ay positibo at parallel sa coordinate axis, maaari silang mapalitan ng mga module ng mga vectors: P = m(g - a). Ang bigat ng isang katawan na ang direksyon ng acceleration ay tumutugma sa direksyon ng free fall acceleration ay mas mababa kaysa sa bigat ng isang katawan sa pahinga.

Kawalan ng timbang. Kung ang katawan, kasama ang suporta, ay malayang nahuhulog, pagkatapos ay a = g at mula sa formula (7) ito ay sumusunod na P = 0. Ang pagkawala ng timbang kapag ang suporta ay gumagalaw nang may libreng pagkahulog na acceleration ay tinatawag na weightlessness. Ang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa isang eroplano o isang spacecraft kapag gumagalaw sa bilis ng libreng pagkahulog, anuman ang direksyon at halaga ng modulus ng bilis ng kanilang paggalaw. Sa labas ng atmospera ng lupa, kapag ang mga jet engine ay pinatay, tanging ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ang kumikilos sa spacecraft. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, ang sasakyang pangkalawakan at lahat ng mga katawan sa loob nito ay gumagalaw nang may parehong acceleration; samakatuwid, ang kababalaghan ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa barko.

Nababanat na puwersa. Malapit sa ibabaw ng Earth, ang anumang katawan ay apektado ng gravity, gayunpaman, karamihan sa mga katawan sa paligid natin ay hindi bumabagsak nang may pagbilis, ngunit nasa pahinga. Hindi gumagalaw ang librong nakapatong sa mesa at ang mesang nakatayo sa sahig. Ang libro sa mesa ay hindi gumagalaw, na nangangahulugan na, bilang karagdagan sa gravity, ang iba pang mga puwersa ay kumikilos dito at ang resulta ng lahat ng mga puwersa ay zero. Ang puwersa na nagmumula sa pagpapapangit ng katawan at nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa paggalaw ng mga particle ng katawan sa panahon ng pagpapapangit ay tinatawag na nababanat na puwersa. Ang mga eksperimento sa tension at compression ng solid rods ay nagpakita na para sa maliliit na deformation kumpara sa laki ng mga katawan, ang modulus ng elastic force ay proporsyonal sa modulus ng displacement vector ng libreng dulo ng rod. Ang direksyon ng elastic force vector ay kabaligtaran sa direksyon ng displacement vector sa panahon ng deformation. Samakatuwid, para sa projection ng nababanat na puwersa sa OX axis, na nakadirekta kasama ang displacement vector, ang pagkakapantay-pantay ay natutupad: (F control) x = -kx, (20) kung saan ang x ay ang pagpahaba ng baras. Ang ugnayan sa pagitan ng projection ng elastic force at ang elongation ng katawan ay itinatag ng eksperimental ng English scientist na si Robert Hooke (1635-1703) at samakatuwid ay tinatawag na Hooke's law: Ang elastic force na nangyayari kapag ang katawan ay deformed ay direktang proporsyonal sa pagpahaba ng katawan at nakadirekta sa tapat na direksyon ang direksyon ng paggalaw ng mga particle ng katawan sa panahon ng pagpapapangit. Salik ng proporsyonalidad k sa batas ni Hooke ay tinatawag tigas ng katawan. Ang katigasan ng isang katawan ay nakasalalay sa hugis at sukat ng katawan at sa materyal na kung saan ito ginawa. Ang katigasan sa SI ay ipinahayag sa mga newton bawat metro (N/m). Alamin natin ang likas na katangian ng mga puwersang nababanat. Ang mga atomo at molekula ay binubuo ng mga particle na may mga singil sa kuryente. Ang mga atomo sa isang solid ay nakaayos sa paraang ang mga salungat na puwersa ng tulad ng mga singil sa kuryente at ang pagkahumaling ng magkasalungat na mga singil ay nagbabalanse sa isa't isa. Kapag ang magkaparehong posisyon ng mga atomo o molekula sa isang solidong katawan ay nagbabago bilang resulta ng pagpapapangit nito, ang mga puwersang elektrikal ay may posibilidad na ibalik ang mga atomo sa kanilang orihinal na posisyon. Kaya, sa panahon ng pagpapapangit, lumitaw ang isang nababanat na puwersa. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng mga singil sa kuryente ay tinatawag na electromagnetic forces. Dahil ang mga nababanat na puwersa ay dahil sa mga pakikipag-ugnayan ng mga singil sa kuryente, sa pamamagitan ng kanilang likas na katangian sila ay mga puwersang electromagnetic.

static friction force. Magkabit tayo ng dynamometer hook sa bar at subukang i-set ang bar sa paggalaw. Ang kahabaan ng dynamometer spring ay nagpapakita na ang isang nababanat na puwersa ay kumikilos sa bar, ngunit gayunpaman ang bar ay nananatiling hindi gumagalaw. Nangangahulugan ito na kapag ang isang nababanat na puwersa ay kumikilos sa bar sa isang direksyon na parallel sa ibabaw ng contact ng bar na may talahanayan, isang puwersa ng kabaligtaran na direksyon na katumbas nito sa ganap na halaga ay lumitaw. Ang puwersa na lumitaw sa hangganan ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga katawan sa kawalan ng kamag-anak na paggalaw ng mga katawan ay tinatawag na static friction force. Ang static friction force F tr ay katumbas ng absolute value sa external force F, na nakadirekta nang tangential sa contact surface ng mga katawan, at kabaligtaran dito sa direksyon: = - .

sliding friction force. Nag-attach kami ng dynamometer sa isang bar at ginagawa ang bar na gumagalaw nang pantay-pantay sa pahalang na ibabaw ng mesa. Sa panahon ng pare-parehong paggalaw ng bar, ang dynamometer ay nagpapakita na ang isang pare-parehong nababanat na puwersa F extr. Sa pare-parehong paggalaw ng bar, ang resulta ng lahat ng pwersa na inilapat dito ay katumbas ng zero. Dahil dito, bilang karagdagan sa nababanat na puwersa sa panahon ng pare-parehong paggalaw, ang isang puwersa ay kumikilos sa bar, na katumbas ng modulus sa nababanat na puwersa, ngunit nakadirekta sa kabaligtaran na direksyon. Ang salaan na ito ay tinatawag na sliding friction force. Ang sliding friction force vector F tr ay palaging nakadirekta sa tapat ng velocity at motion vector ng katawan na may kaugnayan sa katawan na nakikipag-ugnayan dito. Samakatuwid, ang pagkilos ng sliding friction force ay palaging humahantong sa isang pagbawas sa modulus ng relatibong bilis ng mga katawan. Ang mga puwersa ng friction ay lumitaw dahil sa pagkakaroon ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula at mga atomo ng mga katawan na nakikipag-ugnay.

Koepisyent ng friction. Ipinapakita ng karanasan na: 1) ang maximum na halaga ng static friction force ay hindi nakasalalay sa lugar ng contact surface ng mga katawan. 2) ang maximum na halaga ng static friction force modulus ay direktang proporsyonal sa puwersa ng normal na presyon. Ang pakikipag-ugnayan ng katawan at ang suporta ay nagdudulot ng pagpapapangit ng parehong katawan at suporta.

Ang nababanat na puwersa N, na nagreresulta mula sa pagpapapangit ng suporta at kumikilos sa katawan, ay tinatawag na puwersa ng reaksyon ng suporta. Ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang puwersa ng presyon at ang puwersa ng reaksyon ng suporta ay pantay sa ganap na halaga at magkasalungat sa direksyon:

Samakatuwid, ang nakaraang konklusyon ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod: ang module ng maximum na static friction force ay proporsyonal sa support reaction force: . Griyego ang titik μ ay tumutukoy sa koepisyent ng proporsyonalidad, na tinatawag na koepisyent ng friction.

Ipinapakita ng karanasan na ang module ng sliding friction force, pati na rin ang module ng maximum na static friction force, ay proporsyonal sa module ng reaction force ng suporta:

Ang maximum na halaga ng static friction force ay humigit-kumulang katumbas ng sliding friction force, at ang static at sliding friction coefficient ay humigit-kumulang pantay din. Lumilitaw din ang mga puwersa ng friction kapag gumulong ang isang katawan. Sa parehong load, ang rolling friction force ay mas mababa kaysa sa sliding friction force. Samakatuwid, upang mabawasan ang mga puwersa ng friction sa teknolohiya, ginagamit ang mga gulong, ball at roller bearings.

mga tanong sa pagsusulit at mga gawain:

1. Sa ilalim ng anong mga kondisyon nananatiling hindi nagbabago ang bilis ng katawan? Bumuo ng batas ng inertia (unang batas ni Newton)?

2. Ano ang inertia? Anong pisikal na dami ang sukatan ng inertia?

3. Anong pisikal na dami ang nagpapakilala sa kawalan o pagkakaroon ng panlabas na impluwensya? Tukuyin ang puwersa at pangalanan ang mga yunit ng puwersa.

4. Bumuo ng pangalawang batas ni Newton.

5. Bumuo ng ikatlong batas ni Newton.

6. Ano ang pagkakaiba ng gravitational attraction at forces of elasticity at friction?

7. Bumuo ng batas ng unibersal na grabitasyon.

8.Ano ang gravity? Tukuyin ang free fall acceleration.

9. Ibigay ang konsepto ng una bilis ng espasyo ano ang katumbas nito?

10. Ipaliwanag ang pagkakaiba sa pagitan ng bigat ng isang nakatigil na katawan at isang gumagalaw na katawan na may acceleration.

11. Kailan nangyayari ang kawalan ng timbang? Magbigay ng halimbawa.

12. Anong pwersa ang tinatawag na elastic forces? Bumuo ng batas ni Hooke.

13. Anong mga pakikipag-ugnayan ang tumutukoy sa puwersa ng alitan? Bumuo ng kahulugan ng friction force, ilista ang mga posibleng uri ng friction.

14. Ano ang static friction force? Paano matatagpuan ang maximum na static friction force at saan ito nakasalalay?

15. Ang isang traktor na ang puwersa ng traksyon sa hook ay 15 kN, ay nagbibigay ng isang acceleration ng 0.5 m / s 2 sa trailer. Anong acceleration ang ibibigay ng isang traktor na bumubuo ng puwersa ng traksyon na 60 kN sa parehong trailer.

16. Ang isang katawan na tumitimbang ng 4 kg sa ilalim ng pagkilos ng isang tiyak na puwersa ay nakakuha ng isang acceleration ng 2 m / s 2. Ano ang acceleration ng isang katawan na may mass na 10 kg sa ilalim ng pagkilos ng parehong puwersa?

17. Ang mga pwersang F 1 = 9n at F 2 = 12n ay kumikilos sa isang katawan na may mass na 5 kg, na nakadirekta sa hilaga at silangan, ayon sa pagkakabanggit. Ano ang acceleration ng katawan at saan ito nakadirekta?

18. Ang motor boat ay gumagalaw na may acceleration na 2 m / s 2 sa ilalim ng pagkilos ng tatlong pwersa: ang thrust force ng engine ay 1000N, ang wind force ay 1000N at ang water resistance force ay 414 N. Ang unang puwersa ay nakadirekta sa timog, ang pangalawa ay sa kanluran, at ang puwersa ng paglaban ng tubig ay kabaligtaran sa direksyon ng paggalaw ng bangka. Sa anong direksyon gumagalaw ang bangka at ano ang masa nito?

19. Hanapin ang elongation ng towing cable na may stiffness na 100 kN/m kapag hinihila ang isang kotse na tumitimbang ng 2 tonelada na may acceleration na 0.5 m/s 2 . Huwag pansinin ang alitan.

20. Ilang beses ang puwersa ng gravitational attraction ng dalawang bola na tumitimbang ng 1 kg, na matatagpuan sa layo na 1 m mula sa isa't isa, mas mababa kaysa sa puwersa ng kanilang pagkahumaling sa Earth?

21. Ano ang tensyon ng isang elevator cable na may mass na 1000 kg kapag ito ay gumagalaw na may acceleration na 1 m / s 2 na nakadirekta patayo pataas?

22. Sa anong acceleration kikilos ang isang katawan na tumitimbang ng 1.5 kg kung ang puwersa ng 20N ay kumilos dito, na nakadirekta sa isang anggulo ng 30 0 sa abot-tanaw? Ang friction coefficient ng katawan sa ibabaw ay 0.2.

23. Ang isang inclined plane na bumubuo ng isang anggulo na 30 0 na may horizon plane ay may haba na 2m. Ang katawan, na gumagalaw nang may pare-parehong acceleration, ay dumulas sa eroplanong ito sa loob ng 2s. Tukuyin ang koepisyent ng friction ng katawan sa eroplano.

Sinasagot ng Kinematics ang mga tanong tungkol sa kung paano mathematically ilarawan ang paggalaw sa isang ibinigay na coordinate system ng isang punto, mechanical system, o matibay na katawan. Sinasagot din nito ang mga tanong kung paano posible na gawing simple ang pag-aaral ng paggalaw ng mga katawan sa pamamagitan ng pag-decompose ng mga galaw na ito sa pinakasimpleng mga, at kung paano posible na bawasan ang isang punto at isang katawan na nakikilahok sa isang serye ng mga galaw sa isang paggalaw. Kinematics ay nagpapahiwatig kung paano, para sa isang naibigay na galaw, upang matukoy ang mga trajectory, bilis at acceleration ng mga indibidwal na puntos, ihiwalay o kasama sa isang mekanikal na sistema. Gayunpaman, walang sinabi sa kinematics tungkol sa mga sanhi na nagiging sanhi ng paggalaw ng mga materyal na bagay.

Ang kinetics ay isang sangay ng mekanika na nakatuon sa pag-aaral ng paggalaw o, sa isang partikular na kaso, iba pang materyal na katawan, na nangyayari bilang resulta ng kanilang pakikipag-ugnayan.

Ang kinematics para sa kinetics ay nagsisilbing panimulang bahagi at isang kinakailangang base.

Ang konsepto ng lakas

Ang sanhi at sukat na nagiging sanhi ng pagpapapangit ng katawan, o mga pagbabago o nagiging sanhi ng paggalaw nito, ay tinatawag na puwersa. Ang konsepto ng puwersa ay nabibilang sa orihinal na mga konsepto ng mekanika.

Ang konseptong ito ay lumitaw sa kasaysayan bilang isang sukatan ng muscular tension, na dapat mabuo upang maiangat o mahawakan ang anumang katawan o ilipat ito sa kalawakan. Gayunpaman, ang epekto ng muscular tension ay maaaring

napalitan ng epekto sa binigay na katawan isa pang walang buhay na katawan, halimbawa, upang hawakan ang isang bato sa kamay, kailangan ng muscular tension - lakas. Ngunit sa parehong paraan, ang isang bato ay maaaring hawakan sa pamamagitan ng paglalagay nito sa isang mesa. Samakatuwid, ang pagkilos ng talahanayan sa bato ay maaaring mapalitan ng puwersa. Kaya, bilang isang resulta ng isang bilang ng mga pang-eksperimentong kadahilanan na naobserbahan sa Earth, ang konsepto ng puwersa ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod: ang puwersa ay isang sukatan ng mekanikal na pakikipag-ugnayan ng mga materyal na katawan na nagbabago o nagiging sanhi ng paggalaw o pagpapapangit ng katawan. Ang pisikal na katangian ng mga puwersa ay hindi alam sa isang bilang ng mga kaso, at sa teoretikal na mekanika ang gawain ng elucidating ang pisikal na kakanyahan ng pakikipag-ugnayan ng mga katawan ay hindi nakatakda. Sa theoretical mechanics, tanging ang realidad ng puwersa ang nakasaad bilang dahilan at sukatan ng interaksyon sa isang partikular na katawan ng ibang katawan.

Force vector

Ang epekto ng isang puwersa sa isang katawan ay depende sa laki nito. Halimbawa, ang malakas o mahinang pagtulak ng katawan ay magdudulot ng iba't ibang paggalaw nito. Kaya, ang puwersa ay nailalarawan sa magnitude nito. Bilang karagdagan, ang likas na katangian ng paggalaw ng katawan ay nakasalalay sa kung paano itinuro ang puwersa. Halimbawa, ang presyon sa isang katawan na inilagay sa isang mesa, patayo sa mesa, ay hindi magiging sanhi ng paggalaw nito. Kasabay nito, ang parehong presyon na kumikilos sa katawan, parallel sa ibabaw ng talahanayan, ay maaaring maging sanhi ng paggalaw nito. Samakatuwid, ang puwersa ay nailalarawan sa direksyon nito. Dagdag pa, ang paggalaw ng isang katawan na dulot ng mga puwersa na magkapareho sa magnitude at direksyon ay mag-iiba kung ang mga puwersang ito ay ilalapat sa iba't ibang mga punto ng katawan. Halimbawa, isaalang-alang ang isang baras na umiikot sa isang eroplano sa paligid ng isang nakapirming punto. Ang pagkilos ng isang puwersa ng parehong magnitude at direksyon (kasabay ng eroplano ng pag-ikot ng baras), na inilapat sa isang nakapirming punto ng baras o sa mga gumagalaw na punto nito, ay magkakaroon magkaibang impluwensya sa kilusan. Ibig sabihin, ang puwersa na inilapat sa isang nakapirming punto ay hindi makakaapekto sa paggalaw ng baras, at ang puwersa na inilapat sa iba pang mga punto ng baras ay magbabago sa paggalaw nito depende sa punto kung saan ito ilalapat. Inilapat ang puwersa iba't ibang puntos ang deformable na katawan ay magkakaroon ng ibang epekto dito. Dahil dito, ang puwersa sa pangkalahatang kaso ay tinutukoy din ng punto ng aplikasyon.

Kaya, ang puwersa ay ganap na tinutukoy ng magnitude, direksyon at punto ng aplikasyon nito. Sa pangkalahatan, dapat ituring ang puwersa bilang isang nakapirming o inilapat na vector.

Dibisyon ng pwersa sa dalawang klase

Hinahati ng Newtonian mechanics ang buong iba't ibang pwersa sa kalikasan sa dalawang klase.

1) Kasama sa unang klase ang mga puwersa na nagmumula sa direktang pakikipag-ugnay sa mga materyal na bagay. Halimbawa,

ang nababanat na puwersa ng tagsibol ay kumikilos sa katawan; ang huli ay naayos sa ilang bahagi ng katawan. Ang isang halimbawa ng gayong mga puwersa ay ang mga puwersang lumilitaw kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa kahabaan ng isa pa, na tinatawag na mga puwersa ng friction, at ang mga puwersa na lumalabas kapag ang isang katawan ay nakipag-ugnayan sa medium kung saan ito gumagalaw. Ang huli ay tinatawag na pwersa ng paglaban. Tatawagin natin ang lahat ng pwersa ng klase na ito bilang pwersa ng pakikipag-ugnay.

2) Kasama sa pangalawang klase ang tinatawag na long-range forces. Kasama sa mga puwersang ito ang mga puwersang electromagnetic at gravitational. Ang pisikal na katangian ng mga pwersang ito at ang mekanismo ng kanilang paghahatid ay hindi ipinaliwanag sa Newtonian mechanics, tinatanggap lamang na sila ay nagpapalaganap kaagad, at batay sa generalization ng karanasan, ito ay itinatag na ang mga electromagnetic at gravitational na pwersa ay bumababa nang kabaligtaran sa parisukat. ng distansya sa pagitan ng mga katawan.

Bilang karagdagan, sa batayan ng karanasan, ang isang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga puwersang ito ay ipinahiwatig, ibig sabihin: ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay matatagpuan lamang sa pagitan ng ilang mga katawan kapag sila ay nasa tiyak. pisikal na estado. Ang mga ito ay maaaring mga puwersa ng atraksyon o pagtanggi. Ang mga puwersa ng gravity ay kumikilos sa pagitan ng lahat ng materyal na katawan sa alinman sa kanilang mga pisikal na estado at kumakatawan sa mga puwersa ng kapwa pagkahumaling ng mga materyal na katawan. Ang mga puwersa ng electromagnetic ay maaaring humina o ma-localize sa pamamagitan ng pag-install ng mga espesyal na screen. Ayon sa mga modernong pananaw, ang mga puwersa ng gravitational ay hindi pumapayag sa anumang panlabas na impluwensya: lahat ng mga katawan ay malinaw sa kanila. Ang ganitong pangkalahatan at pagiging pangkalahatan ng mga puwersa ng gravitational ay tumutukoy sa kanilang pambihirang posisyon sa pisika, lalo na sa mekanika.