Kui resultantjõud on null. Kehade tasakaalu tingimused. Tulemusjõu leidmine

Staatika on mehaanika haru, mis uurib kehade tasakaalutingimusi.

Newtoni teisest seadusest tuleneb, et kui kõigi kehale mõjuvate välisjõudude geomeetriline summa on null, siis keha on puhkeasendis või teostab ühtlast sirgjoonelist liikumist. Sel juhul on tavaks öelda, et jõud mõjuvad kehale tasakaaluüksteist. Arvutamisel tulemuseks saab rakendada kõiki kehale mõjuvaid jõude raskuskese .

Selleks, et mittepöörlev keha oleks tasakaalus, on vajalik, et kõigi kehale rakendatavate jõudude resultant oleks võrdne nulliga.

Joonisel fig. 1.14.1 toob näite jäiga keha tasakaalust kolme jõu mõjul. Ristumispunkt O jõudude toimejooned ja ei lange kokku raskusjõu rakenduspunktiga (massi keskpunktiga C), kuid tasakaaluseisundis asuvad need punktid tingimata samal vertikaalil. Resultandi arvutamisel vähendatakse kõik jõud ühe punktini.

Kui keha suudab pöörata mingi telje ümber, siis selle tasakaalu jaoks ei piisa kõigi jõudude resultandi nulliga võrdsusest.

Jõu pöörlev toime ei sõltu ainult selle suurusest, vaid ka jõu toimejoone ja pöörlemistelje vahelisest kaugusest.

Pöördteljelt jõu toimejoonele tõmmatud risti pikkust nimetatakse jõu õlg.

Jõumooduli korrutis õla kohta d helistas jõumoment M. Positiivseks loetakse nende jõudude momendid, mis kalduvad keha vastupäeva pöörama (joonis 1.14.2).

hetke reegel : fikseeritud pöörlemisteljega keha on tasakaalus, kui kõigi selle telje ümber kehale mõjuvate jõudude momentide algebraline summa on null:

Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) mõõdetakse jõudude momente Hnewtonmeetrit (N∙m) .

Üldjuhul, kui keha saab edasi liikuda ja pöörata, peavad tasakaalu saavutamiseks olema täidetud mõlemad tingimused: resultantjõud peab olema võrdne nulliga ja kõigi jõudude momentide summa peab olema võrdne nulliga.

Ratta veeremine horisontaalsel pinnal – näide ükskõikne tasakaal(joonis 1.14.3). Kui ratas mingil hetkel peatatakse, on see tasakaalus. Koos ükskõikse tasakaaluga mehaanikas eristatakse olekuid jätkusuutlik ja ebastabiilne tasakaalu.

Tasakaaluseisundit nimetatakse stabiilseks, kui keha väikeste kõrvalekallete korral sellest seisundist tekivad jõud või jõudude momendid, mis kipuvad keha tagasi viima tasakaaluolekusse.

Keha väikese kõrvalekaldega ebastabiilse tasakaalu seisundist tekivad jõud või jõumomendid, mis kipuvad keha tasakaaluasendist välja viima.

Tasasel horisontaalsel pinnal lebav pall on ükskõikses tasakaalus. Sfäärilise serva ülaosas asuv pall on näide ebastabiilsest tasakaalust. Lõpuks on sfäärilise õõnsuse põhjas olev pall stabiilses tasakaalus (joonis 1.14.4).

Fikseeritud pöörlemisteljega keha puhul on võimalikud kõik kolm tasakaaluliiki. Ükskõikne tasakaal tekib siis, kui pöörlemistelg läbib massikeskme. Stabiilses ja ebastabiilses tasakaalus on massikese vertikaalsel joonel, mis läbib pöörlemistelge. Sel juhul, kui massikese on pöörlemisteljest allpool, on tasakaaluseisund stabiilne. Kui massikese asub telje kohal, on tasakaaluolek ebastabiilne (joonis 1.14.5).

Erijuhtum on keha tasakaal toel. Sel juhul ei rakendu toe elastsusjõud ühele punktile, vaid jaotatakse üle keha aluse. Keha on tasakaalus, kui läbib keha massikeskme vertikaaljoont jalajälg st kontuuri sees, mille moodustavad tugipunkte ühendavad jooned. Kui see joon ei ületa tugiala, läheb keha ümber. Huvitav näide keha tasakaalust toel on Itaalia Pisa linna kaldus torn (joon. 1.14.6), mida legendi järgi kasutas Galileo kehade vabalangemise seadusi uurides. Torn on silindri kujuga kõrgusega 55 m ja raadiusega 7 m. Torni tipp kaldub vertikaalsest kõrvale 4,5 m.

Läbi torni massikeskme tõmmatud vertikaaljoon lõikub alusega umbes 2,3 m kaugusel selle keskpunktist. Seega on torn tasakaaluseisundis. Tasakaal rikutakse ja torn kukub alla, kui selle tipu kõrvalekalle vertikaalist ulatub 14 m-ni Ilmselt ei juhtu seda niipea.

Inertsiaalsetes referentssüsteemides on keha kiiruse muutus võimalik ainult siis, kui sellele mõjub teine ​​keha. Kvantitatiivselt väljendatakse ühe keha mõju teisele sellise füüsikalise suuruse nagu jõud (). Ühe keha mõju teisele võib põhjustada keha liikumiskiiruse muutumist nii suuruses kui ka suunas. Seetõttu on jõud vektor ja seda ei määra mitte ainult suurus (moodul), vaid ka suund. Jõu suund määrab kõnealuse jõu poolt mõjutatud keha kiirendusvektori suuna.

Jõu suuruse ja suuna määrab Newtoni teine ​​seadus:

kus m on keha mass, millele jõud mõjub – kiirendus, mille jõud antud kehale annab. Newtoni teise seaduse tähendus seisneb selles, et kehale mõjuvad jõud määravad, kuidas keha kiirus muutub, mitte ainult selle kiirus. Pange tähele, et Newtoni teine ​​seadus kehtib ainult inertsiaalsetes tugisüsteemides.

Kui kehale mõjub samaaegselt mitu jõudu, siis liigub keha kiirendusega, mis on võrdne kiirenduste vektorsummaga, mis ilmneksid iga keha mõjul eraldi. Kehale mõjuvad ja selle ühte punkti rakendatavad jõud tuleks liita vastavalt vektorite liitmise reeglile.

MÄÄRATLUS

Nimetatakse kõigi kehale korraga mõjuvate jõudude vektorsummat tulenev jõud ():

Kui kehale mõjub mitu jõudu, kirjutatakse Newtoni teine ​​seadus järgmiselt:

Kõigi kehale mõjuvate jõudude resultant võib olla võrdne nulliga, kui kehale mõjuvad jõud on vastastikku kompenseeritud. Sel juhul liigub keha ühtlase kiirusega või on puhkeasendis.

Kehale mõjuvate jõudude kujutamisel tuleks joonisel keha ühtlaselt kiirendatud liikumise korral kujutada piki kiirendust suunatud resultantjõudu pikemalt kui vastupidiselt suunatud jõud (jõudude summa). Ühtlase liikumise (või puhke) korral on vastassuundadesse suunatud jõuvektorite dünaam sama.

Resultantsjõu leidmiseks on vaja joonisel kujutada kõik jõud, millega tuleb kehale mõjuva ülesande juures arvestada. Jõud tuleb liita vastavalt vektorite liitmise reeglitele.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus Keha toetub kaldtasandile (joonis 1), kujutage kehale mõjuvaid jõude, mis on kõigi kehale rakendatavate jõudude resultant?

Lahendus Teeme joonise.

Kaldtasapinnal paikneval kehal mõjuvad gravitatsioonijõud (), toe normaalse reaktsiooni jõud () ja staatilise hõõrdejõud (tingimuse järgi keha ei liigu) (). Kõigi kehale mõjuvate jõudude () resultant on leitud vektorite liitmise teel:

Kõigepealt liidame rööpkülikureegli järgi raskusjõu ja toe reaktsioonijõu, saame jõu. See jõud peab olema suunatud piki keha liikumist mööda kaldtasapinda. Vektori pikkus peab olema võrdne okka jõuvektoriga, kuna keha on vastavalt seisundile puhkeasendis. Newtoni teise seaduse kohaselt peab resultant olema null:

Vastus Tulemusjõud on null.

NÄIDE 2

Harjutus Vedrul õhus rippuv koormus liigub pideva allapoole kiirendusega (joonis 3), millised jõud mõjuvad koormusele? Kui suur on koormusele rakendatav resultantjõud? Kuhu suunatakse resultantjõud?

Lahendus Teeme joonise.

Vedrule riputatud koormal mõjub koormusele õhus liikudes Maa küljelt lähtuv raskusjõud () ja vedru elastsusjõud () (vedru küljelt), tavaliselt jäetakse tähelepanuta koormuse hõõrdejõud õhu vastu. Meie ülesandes koormusele rakendatud jõudude resultant on järgmine:

Igor Babin (Peterburi) 14.05.2012 17:33

seisukorras on kirjas, et tuleb leida keha kaal.

ja raskusmooduli lahendamisel.

Kuidas saab mõõta kaalu njuutonites.

Tingimuse viga (

Aleksei (Peterburi)

Tere päevast!

Te ajate massi ja kaalu mõisted segamini. Kere kaal on jõud (ja seetõttu mõõdetakse kaalu njuutonites), millega keha surub toele või venitab vedrustust. Nagu definitsioonist järeldub, ei rakendata seda jõudu isegi mitte kehale, vaid toele. Kaalutus on seisund, kus keha ei kaota mitte massi, vaid kaalu, see tähendab, et keha lakkab avaldamast teistele kehadele survet.

Nõus, definitsioonides olid otsuses teatud vabadused lubatud, nüüd on see parandatud.

Juri Shoitov (Kursk) 26.06.2012 21:20

Mõiste "kehakaal" toodi haridusfüüsikasse äärmiselt ebaõnnestunult. Kui igapäevases mõistes tähendab kaal massi, siis koolifüüsikas, nagu õigesti märkisite, on keha kaal jõud (ja seetõttu mõõdetakse kaalu njuutonites), millega keha surub toele või venitab vedrustust. . Pange tähele, et me räägime ühest toest ja ühest niidist. Kui tugesid või niite on mitu, kaob kaalu mõiste.

Toon näite. Laske kehal vedeles niidil rippuda. See venitab niiti ja surub vedelikule jõuga, mis on võrdne Archimedese jõuga. Miks, rääkides keha kaalust vedelikus, me ei liida neid jõude kokku, nagu teete oma otsuses?

Registreerisin teie saidile, kuid ei märganud, mis meie suhtluses on muutunud. Palun vabandage oma rumalust, aga mina, olles vana mees, ei liigu saidil piisavalt vabalt.

Aleksei (Peterburi)

Tere päevast!

Tõepoolest, kehakaalu mõiste on väga ebamäärane, kui kehal on mitu tuge. Tavaliselt määratletakse sel juhul kaal kõigi tugedega interaktsioonide summana. Sellisel juhul on mõju gaasilisele ja vedelale keskkonnale reeglina välistatud. See lihtsalt kuulub teie kirjeldatud näite alla, kus raskus ripub vees.

Siin tuleb kohe meelde lasteprobleem: "Kumb kaalub rohkem: kilogramm udusulgesid või kilogramm pliid?" Kui me selle probleemi ausalt lahendame, siis peame kahtlemata arvestama Archimedese jõuga. Ja kaalu järgi saame suure tõenäosusega aru, mida kaalud meile näitavad, see tähendab, millise jõuga kohev ja plii näiteks kaalule vajutavad. See tähendab, et siin on õhuga suhtlemise jõud justkui kaalu mõistest välja jäetud.

Teisest küljest, kui eeldame, et oleme kogu õhu välja pumbanud ja pannud kaalule keha, mille külge köis on seotud. Siis tasakaalustatakse gravitatsioonijõud toe reaktsioonijõu ja niidi pingutusjõu summaga. Kui mõistame raskust kui kukkumist takistavatele tugedele mõjuvat jõudu, siis on kaal siin võrdne keerme tõmbejõu ja kaalualusele mõjuva survejõu summaga, see tähendab, et suurus langeb kokku gravitatsioonijõuga. Taas kerkib küsimus: miks on niit parem või halvem kui Archimedese jõud?

Üldiselt võib siinkohal nõustuda, et kaalu mõistel on mõte ainult tühjas ruumis, kus on ainult üks tugi ja keha. Kuidas siin olla, see on terminoloogia küsimus, mis kahjuks on siin kõigil oma, kuna see pole nii oluline küsimus :) Ja kui Archimedese jõud õhus kõigil tavalistel juhtudel võib tähelepanuta jätta, mis tähendab, et see mõjutab eriti kaalu väärtust ei saa, siis vedelikus oleva keha jaoks on see juba kriitiline.

Kui päris aus olla, siis jõudude jagamine tüüpidesse on väga meelevaldne. Kujutage ette kasti, mida lohistatakse mööda horisontaalset pinda. Tavaliselt öeldakse, et kastile mõjuvad pinna küljelt kaks jõudu: toe reaktsioonijõud, mis on suunatud vertikaalselt, ja hõõrdejõud, mis on suunatud horisontaalselt. Kuid need on kaks jõudu, mis mõjuvad samade kehade vahel, miks me ei tõmba lihtsalt ühte jõudu, mis on nende vektorsumma (seda, muide, mõnikord tehakse). Ilmselt on see mugavuse küsimus :)

Nii et ma olen natuke segaduses, mida selle konkreetse ülesandega peale hakata. Lihtsaim viis on ilmselt see ümber sõnastada ja esitada küsimus gravitatsiooni suuruse kohta.

Ära muretse, kõik on korras. Registreerimisel tuleb esitada e-mail. Kui lähete nüüd oma konto all olevale saidile, siis kui proovite "Sinu e-posti" aknas kommentaari jätta, peaks kohe ilmuma sama aadress. Pärast seda allkirjastab süsteem teie sõnumid automaatselt.

Seni on käsitletud võrdlust, kui kehale mõjub kaks (või enam) jõudu, mille vektorisumma võrdub nulliga. Sel juhul võib keha olla puhkeasendis või liikuda ühtlaselt. Kui keha on puhkeasendis, on kõigi sellele rakendatavate jõudude kogutöö null. Võrdne nulliga ja iga üksiku jõu tööga. Kui keha liigub ühtlaselt, siis on kõigi jõudude kogutöö ikkagi null. Kuid iga jõud eraldi, kui see ei ole liikumissuunaga risti, teeb teatud tööd - positiivset või negatiivset.

Vaatleme nüüd juhtumit, kui kõigi kehale rakendatavate jõudude resultant ei ole võrdne nulliga või kui kehale mõjub ainult üks jõud. Sel juhul, nagu Newtoni teisest seadusest järeldub, liigub keha kiirendusega. Keha kiirus muutub ja jõudude poolt tehtav töö ei ole sel juhul null, see võib olla positiivne või negatiivne. Võib eeldada, et keha kiiruse muutumise ja kehale rakendatavate jõudude poolt tehtava töö vahel on mingi seos. Proovime seda installida. Arutlemise lihtsuse huvides kujutage ette, et keha liigub mööda sirgjoont ja sellele rakendatavate jõudude resultant on absoluutväärtuses konstantne; ja suunatud samale joonele. Märgime selle resultantjõu kui ja nihke projektsiooni jõu suunale kui Suuname koordinaattelge piki jõu suunda. Siis, nagu on näidatud §-s 75, on tehtud töö võrdne Suuname koordinaattelje mööda keha nihet. Siis, nagu oli näidatud §-s 75, on resultandi poolt tehtud töö A: Kui jõu ja nihke suunad langevad kokku, siis on see positiivne ja töö on positiivne. Kui resultant on suunatud keha liikumissuunale vastupidiselt, siis on selle töö negatiivne. Jõud annab kehale kiirenduse. Newtoni teise seaduse järgi. Teisest küljest leidsime teises peatükis, et sirgjoonelise ühtlaselt kiirendatud liikumise korral

Sellest järeldub

Siin - keha algkiirus, st selle kiirus liikumise alguses - selle kiirus selle lõigu lõpus.

Saime valemi, mis seob jõu poolt tehtava töö selle jõu poolt põhjustatud keha kiiruse (täpsemalt kiiruse ruudu) muutumisega.

Pool keha massi ja selle kiiruse ruudu korrutisest kannab erinimetust - keha kineetiline energia ja valemit (1) nimetatakse sageli kineetilise energia teoreemiks.

Jõu töö on võrdne keha kineetilise energia muutumisega.

Saab näidata, et meie poolt tuletatud valem (1) konstantse suuruse ja piki liikumist suunatud jõu kohta kehtib ka juhtudel, kui jõud muutub ja selle suund ei ühti liikumissuunaga.

Vormel (1) on mitmes mõttes tähelepanuväärne.

Esiteks järeldub sellest, et kehale mõjuva jõu töö sõltub ainult keha kiiruse alg- ja lõppväärtusest ega sõltu kiirusest, millega see teistes punktides liikus.

Teiseks, valemist (1) on näha, et selle parem pool võib olla nii positiivne kui ka negatiivne, olenevalt sellest, kas keha kiirus suureneb või väheneb. Kui keha kiirus suureneb, siis valemi (1) parem pool on positiivne, seega töö See peaks nii olema, sest keha kiiruse suurendamiseks (absoluutväärtuses) peab sellele mõjuv jõud olema suunatud liikumisega samas suunas. Vastupidi, kui keha kiirus väheneb, saab valemi (1) parem pool negatiivse väärtuse (jõud on suunatud nihkele vastupidi).

Kui keha kiirus algpunktis on null, on töö avaldis järgmine:

Valem (2) võimaldab teil arvutada töö, mida on vaja teha, et määrata puhkeolekus olevale kehale kiirus, mis on võrdne

Vastupidine on ilmne: kiirusel liikuva keha peatamiseks on vaja tööd teha

meenutab väga eelmises peatükis saadud valemit (vt § 59), mis paneb paika jõu impulsi ja keha impulsi muutumise vahele.

Tõepoolest, valemi (3) vasak pool erineb valemi (1) vasakust poolest selle poolest, et selles ei korruta jõudu mitte keha sooritatud nihkega, vaid jõu kestusega. Valemi (3) paremal küljel on kehamassi ja selle kiiruse (impulssi) korrutis, mitte poole kehamassi ja selle kiiruse ruudu korrutis, mis ilmub valemi (1) paremal küljel. Mõlemad valemid tulenevad Newtoni seadustest (millest need tuletati) ja suurused on liikumise tunnused.

Kuid valemite (1) ja (3) vahel on ka põhimõtteline erinevus: valem O) loob seose skalaarsuuruste vahel, valem (3) on aga vektorvalem.

Ülesanne I. Milliseid töid tuleb teha, et kiirusega liikuv rong suurendaks kiirust Rongi mass. Millist jõudu tuleb rongile rakendada, kui kiirust suurendatakse 2 km pikkusel lõigul? Liikumist peetakse ühtlaselt kiirendatuks.

Lahendus. Töö A leiab valemiga

Asendades siin ülesandes antud andmed, saame:

Kuid definitsiooni järgi

Ülesanne 2, Millisele kõrgusele jõuab algkiirusega üles visatud keha?

Lahendus. Keha tõuseb üles, kuni selle kiirus on null. Kehale mõjub ainult gravitatsioonijõud, kus on keha mass ja vabalangemise kiirendus (jätame tähelepanuta õhutakistusjõu ja Archimedese jõu).

Valemi rakendamine

Oleme selle avaldise saanud juba varem (vt lk 60) keerulisemalt.

Harjutus 48

1. Kuidas on jõu töö seotud keha kineetilise energiaga?

2 Kuidas muutub keha kineetiline energia, kui sellele rakendatav jõud toimib positiivselt?

3. Kuidas muutub keha kineetiline energia, kui sellele rakendatav jõud teeb negatiivset tööd.

4. Keha liigub ühtlaselt mööda ringjoont raadiusega 0,5 m, mille kineetiline energia on 10 J. Milline jõud mõjub kehale? Kuidas see on suunatud? Millist tööd see jõud teeb?

5. Puhkeseisundis olevale kehale, mille mass on 3 kg, rakendatakse jõudu 40 N. Pärast seda liigub keha mööda siledat horisontaaltasapinda hõõrdumiseta 3 m Seejärel väheneb jõud 20 n-ni ja keha liigub veel 3 m. Leia keha kineetiline energia tema liikumise lõpp-punktis.

6. Milliseid töid tuleb teha, et peatada 1000 tonni kaaluv rong, mis liigub kiirusega 108 km/h?

7. 5 kg massiga kehale, mis liigub kiirusega 6 m/s, mõjub jõud 8 n, mis on suunatud liikumisele vastupidises suunas. Selle tulemusena väheneb keha kiirus 2 m/sek. Mis on jõu tehtud töö suurus ja märk? Kui suur on keha läbitud vahemaa?

8. Algselt puhkeasendis olnud kehale hakkab mõjuma jõud 4 N, mis on suunatud horisondi suhtes 60° nurga all. Keha liigub tasasel horisontaalsel pinnal ilma hõõrdumiseta. Arvutage töö, mida teeb jõud, kui keha läbis 1 m kaugusele.

9. Mis on kineetilise energia teoreem?

Teadmiste süstematiseerimine kõigi kehale rakendatavate jõudude resultantide kohta; vektori liitmise kohta.

  • Newtoni esimese seaduse tõlgendus jõudude resultandi mõiste kohta.
  • Sellise seaduse sõnastuse tajumine.
  • Omandatud teadmiste rakendamine tuttavates ja uutes olukordades füüsiliste probleemide lahendamisel.
  • Tunni eesmärgid (õpetajale):

    Hariduslik:

    • Täpsustage ja laiendage teadmisi resultatiivse jõu ja selle leidmise kohta.
    • Moodustada võime rakendada resultantjõu kontseptsiooni liikumisseaduste põhjendamisel (Newtoni seadused)
    • Määrake teema valdamise tase;
    • Jätkata olukorra eneseanalüüsi ja enesekontrolli oskuste arendamist.

    Hariduslik:

    • Aidata kaasa maailmavaatelise idee kujunemisele ümbritseva maailma nähtuste ja omaduste tunnetavuse kohta;
    • Rõhutada modulatsiooni tähtsust aine tunnetavuses;
    • Pöörake tähelepanu universaalsete inimlike omaduste kujunemisele:
      a) tõhusus,
      b) sõltumatus;
      c) täpsus;
      d) distsipliin;
      e) vastutustundlik suhtumine õppimisse.

    Arendamine:

  • Viia läbi laste vaimset arengut;
  • Töö oskuste kujundamisel nähtuste võrdlemiseks, järelduste tegemiseks, üldistuste tegemiseks;
  • Õppige:
    a) tuua esile sarnasuse märke nähtuste kirjelduses,
    b) analüüsida olukorda
    c) teha selle analüüsi ja olemasolevate teadmiste põhjal loogilisi järeldusi;
  • Kontrollige õpilase iseseisva mõtlemise taset olemasolevate teadmiste rakendamisel erinevates olukordades.
  • Varustus ja demonstratsioonid.

    1. Illustratsioonid:
      sketš faabula jaoks, autor I.A. Krylov "Luik, vähid ja haug",
      eskiis I. Repini maalist “Praamvedurid Volgal”,
      ülesandele nr 108 “Naeris” - G. Osteri “Füüsiku ülesannete raamat”.
    2. Polüetüleeni baasil värvitud nooled.
    3. Koopiapaber.
    4. Kodoskoop ja film iseseisva töö kahe ülesande lahendusega.
    5. Šatalov "Toetavad märkmed".
    6. Faraday portree.

    Tahvli paigutus:

    "Kui olete selles
    mõtle see korralikult välja
    sa saad parem jälgida
    minu mõttekäiku järgides
    järgnevas."
    M. Faraday

    Tundide ajal

    1. Organisatsioonimoment

    Eksam:

    • puudub;
    • päevikute, märkmike, pastakate, joonlaudade, pliiatsite olemasolu;

    Välimuse reiting.

    2. Kordamine

    Tunnis rääkides kordame:

    • I Newtoni seadus.
    • Kiirenduse põhjuseks on jõud.
    • Newtoni teine ​​seadus.
    • Vektorite liitmine kolmnurga ja rööpküliku reeglile.

    3. Põhimaterjal

    Tunni probleem.

    “Kunagi luik, vähk ja haug
    Kaasas pagasiga, tuli käru
    Ja koos, kolm, kõik olid selle jaoks rakmed;
    Nahast välja ronima
    Ja käru ikka ei liigu!
    Pagas oleks neile tundunud lihtne:
    Jah, luik murrab pilvedesse,
    Vähk liigub tagasi
    Ja haug tõmbab vette!
    Kes on neis süüdi, kellel on õigus -
    Meie asi ei ole hinnata;
    Jah, ainult asjad on alles!”

    (I.A. Krylov)

    Faabula väljendab skeptilist suhtumist Aleksander I-sse, naeruvääristab segadust 1816. aasta Riiginõukogus, Aleksander I algatatud reforme ja komiteesid ei suutnud paigast nihkuda autokraatia sügavalt ummistunud vankrit. Selles oli poliitilisest vaatenurgast Ivan Andreevitšil õigus. Aga uurime välja füüsilise aspekti. Kas Krylovil on õigus? Selleks on vaja tutvuda kehale rakendatavate jõudude resultandi mõistega.

    Jõudu, mis võrdub kõigi kehale (punktile) rakendatavate jõudude geomeetrilise summaga, nimetatakse resultant- või resultantjõuks.

    1. pilt

    Kuidas see keha käitub? See kas on puhkeasendis või liigub sirgjooneliselt ja ühtlaselt, kuna Newtoni I seadusest tuleneb, et on olemas sellised tugisüsteemid, mille suhtes järk-järgult liikuv keha säilitab oma kiiruse konstantse, kui sellele ei mõju ükski teine ​​keha või nende organite tegevus kompenseeritakse,

    st |F 1 | = |F 2 | (sisse tuuakse resultandi definitsioon).

    Jõudu, mis avaldab kehale sama mõju kui mitmel samaaegselt mõjuval jõul, nimetatakse nende jõudude resultandiks.

    Mitme jõu resultandi leidmine on mõjuvate jõudude geomeetriline liitmine; viiakse läbi kolmnurga või rööpküliku reegli järgi.

    Joonisel 1 R=0, sest .

    Kahe vektori liitmiseks rakendatakse teise algust esimese vektori lõppu ja esimese algus ühendatakse teise vektori lõpuga (manipuleerimine tahvlil polüetüleenipõhiste nooltega). See vektor on kõigi kehale mõjuvate jõudude resultant, s.o. R \u003d F 1 - F 2 = 0

    Kuidas saab resultantjõu definitsiooni põhjal sõnastada Newtoni esimese seaduse? Newtoni esimese seaduse üldtuntud sõnastus:

    "Kui teised kehad antud kehale ei mõju või teiste kehade tegevus on kompenseeritud (tasakaalustatud), siis see keha on puhkeasendis või liigub sirgjooneliselt ja ühtlaselt."

    Uus Newtoni I seaduse sõnastus (andke teadmiseks Newtoni I seaduse sõnastus):

    "Kui kehale rakendatavate jõudude resultant on null, säilitab keha puhkeoleku või ühtlase sirgjoonelise liikumise."

    Kuidas toimida resultandi leidmisel, kui kehale rakendatavad jõud on suunatud ühte sirget pidi ühes suunas?

    Ülesanne nr 1 (ülesande nr 108 lahendus Grigory Oster probleemiraamatust “Füüsika”).

    Vanaisa, kes hoiab naeris, arendab tõmbejõudu kuni 600 N, vanaema - kuni 100 N, lapselaps - kuni 50 N, putukas - kuni 30 N, kass - kuni 10 N ja hiir - kuni 2 N. Mis on kõigi nende jõudude resultant, mis osutavad samale sirgjoonele samas suunas? Kas see firma saaks naeris hakkama ilma hiireta, kui kaalikat maa sees hoidvad jõud on 791 N?

    (Manipuleerimine tahvlil polüetüleenipõhiste nooltega).

    Vastus. Tulemusjõu moodul, mis on võrdne nende jõudude moodulite summaga, millega vanaisa tõmbab naeris, vanaema tõmbab vanaisa, lapselaps tõmbab vanaema, putukas tõmbab lapselast, kass tõmbab putukat ja hiir tõmbab kassi, on 792 N. Hiire lihasjõu panus sellesse võimsasse impulsi on 2 N. Ilma Mõškini njuutonita asjad ei toimi.

    Ülesanne number 2.

    Ja kui kehale mõjuvad jõud on suunatud üksteise suhtes täisnurga all? (Manipuleerimine tahvlil polüetüleenipõhiste nooltega).

    (Panime kirja reeglid lk 104 Šatalov “Toetusmärkmed”).

    Ülesanne number 3.

    Proovime välja selgitada, kas I.A-l on muinasjutus õigus. Krõlov.

    Kui eeldada, et kolme muinasjutus kirjeldatud looma tõmbejõud on sama ja võrreldav (või rohkem) käru raskusega ning ületab ka staatilist hõõrdejõudu, siis kasutades ülesande 3 jaoks joonist 2 (1) , pärast resultandi konstrueerimist saame, et Ja .AGA. Krylovil on muidugi õigus.

    Kui kasutada allolevaid, õpilaste poolt eelnevalt koostatud andmeid, siis saame veidi teistsuguse tulemuse (vt ülesande 3 juures joonis 2 (1).

    Nimi Mõõdud, cm Kaal, kg Kiirus, m/s
    Vähk (jõgi) 0,2 - 0,5 0,3 - 0,5
    Haugi 60 -70 3,5 – 5,5 8,3
    Luik 180 7 – 10 (13) 13,9 – 22,2

    Kehade võimsust ühtlase sirgjoonelise liikumise ajal, mis on võimalik, kui tõmbejõud ja takistusjõud on võrdsed, saab arvutada järgmise valemi abil.

    Sarnased postitused