Ha az eredő erő nulla. A testek egyensúlyának feltételei. Az eredő erő megkeresése

A statika a mechanikának egy olyan ága, amely a testek egyensúlyi feltételeit vizsgálja.

Newton második törvényéből következik, hogy ha a testre ható összes külső erő geometriai összege nulla, akkor a test nyugalomban van, vagy egyenletes egyenes vonalú mozgást végez. Ilyenkor szokás azt mondani, hogy a testre ható erők egyensúly egymás. Számításkor eredő a testre ható összes erő alkalmazható gravitáció középpontja .

Ahhoz, hogy egy nem forgó test egyensúlyban legyen, szükséges, hogy a testre ható összes erő eredője nullával egyenlő legyen.

ábrán. 1.14.1 példát ad egy merev test egyensúlyára három erő hatására. Metszéspont O az erők hatásvonalai, és nem esik egybe a gravitáció alkalmazási pontjával (tömegközépponttal C), de egyensúlyi állapotban ezek a pontok szükségszerűen ugyanazon a függőlegesen vannak. Az eredő kiszámításakor minden erő egy pontra csökken.

Ha a test képes forog valamilyen tengely körül, akkor annak egyensúlyához nem elég az összes erő eredőjét nullával egyenlővé tenni.

Egy erő forgó hatása nemcsak a nagyságától függ, hanem az erő hatásvonala és a forgástengely távolságától is.

A forgástengelytől az erő hatásvonaláig húzott merőleges hosszát ún az erő vállát.

A vállonkénti erőmodulus szorzata d hívott erőpillanat M. Azoknak az erőknek a nyomatékai, amelyek hajlamosak a testet az óramutató járásával ellentétes irányba forgatni, pozitívnak tekinthetők (1.14.2. ábra).

pillanatszabály : egy rögzített forgástengelyű test akkor van egyensúlyban, ha a testre e tengely körül ható összes erő nyomatékainak algebrai összege nulla:

A Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) az erőnyomatékokat ebben mérik Hnewtonméter (N∙m) .

Általános esetben, amikor egy test előre tud mozogni és forogni, az egyensúlyhoz mindkét feltételnek teljesülnie kell: az eredő erőnek nullának kell lennie, és az erőnyomatékok összegének nullával kell egyenlőnek lennie.

Kerékgördülés vízszintes felületen - példa közömbös egyensúly(1.14.3. ábra). Ha a kerék bármely ponton megáll, egyensúlyba kerül. A mechanikában a közömbös egyensúly mellett állapotok is megkülönböztethetők fenntarthatóés instabil egyensúly.

Az egyensúlyi állapotot stabilnak nevezzük, ha a test ettől az állapottól való kis eltéréseinél olyan erők vagy erőnyomatékok lépnek fel, amelyek hajlamosak a testet egyensúlyi állapotba visszaállítani.

A testnek az instabil egyensúlyi állapottól való kis eltérésével olyan erők vagy erőnyomatékok keletkeznek, amelyek hajlamosak eltávolítani a testet az egyensúlyi helyzetből.

Egy sík vízszintes felületen fekvő labda közömbös egyensúlyi állapotban van. A gömb alakú párkány tetején elhelyezkedő golyó az instabil egyensúly példája. Végül a gömbüreg alján lévő golyó stabil egyensúlyi állapotban van (1.14.4. ábra).

Rögzített forgástengelyű test esetén mindhárom egyensúlytípus lehetséges. Közömbös egyensúly jön létre, ha a forgástengely áthalad a tömegközépponton. Stabil és instabil egyensúly esetén a tömegközéppont a forgástengelyen átmenő függőleges vonalon van. Ebben az esetben, ha a tömegközéppont a forgástengely alatt van, az egyensúlyi állapot stabil. Ha a tömegközéppont a tengely felett helyezkedik el, akkor az egyensúlyi állapot instabil (1.14.5. ábra).

Speciális eset a test egyensúlya egy támaszon. Ebben az esetben a támasz rugalmas ereje nem egy pontra hat, hanem eloszlik a test alján. Egy test akkor van egyensúlyban, ha a test tömegközéppontján keresztül húzott függőleges vonal áthalad lábnyom, azaz a támaszpontokat összekötő vonalak által alkotott kontúron belül. Ha ez a vonal nem keresztezi a támogatási területet, akkor a test felborul. A támaszon lévő test egyensúlyának érdekes példája az olaszországi Pisa városában található ferde torony (1.14.6. ábra), amelyet a legenda szerint Galilei használt a testek szabadesésének törvényeinek tanulmányozásakor. A torony henger alakú, magassága 55 m, sugara 7 m. A torony teteje 4,5 m-rel tér el a függőlegestől.

A torony tömegközéppontján áthúzott függőleges vonal metszi az alapot a középpontjától körülbelül 2,3 m-re. Így a torony egyensúlyi állapotban van. Az egyensúly megbomlik és a torony leesik, ha a tetejének a függőlegestől való eltérése eléri a 14 m-t.

Inerciális vonatkoztatási rendszerekben egy test sebességének változása csak akkor lehetséges, ha egy másik test hat rá. Mennyiségileg az egyik test hatását a másikra olyan fizikai mennyiség használatával fejezzük ki, mint az erő (). Az egyik test becsapódása a másikra a test sebességének változását okozhatja, mind nagyságrendben, mind irányban. Ezért az erő vektor, és nem csak a nagyság (modulus), hanem az irány is meghatározza. Az erő iránya határozza meg a kérdéses erő által érintett test gyorsulásvektorának irányát.

Az erő nagyságát és irányát Newton második törvénye határozza meg:

ahol m annak a testnek a tömege, amelyre az erő hat – az a gyorsulás, amelyet az erő kölcsönöz a kérdéses testnek. Newton második törvényének jelentése abban rejlik, hogy a testre ható erők határozzák meg, hogyan változik a test sebessége, és nem csak a sebessége. Megjegyezzük, hogy Newton második törvénye csak inerciális vonatkoztatási rendszerben érvényes.

Ha több erő hat egyidejűleg a testre, akkor a test olyan gyorsulással mozog, amely megegyezik az egyes testek hatására külön-külön megjelenő gyorsulások vektorösszegével. A testre ható és annak egy pontjára ható erőket a vektorösszeadás szabályának megfelelően össze kell adni.

MEGHATÁROZÁS

A testre egyidejűleg ható erők vektorösszegét nevezzük eredő erő ():

Ha több erő hat a testre, akkor Newton második törvénye így íródik le:

A testre ható összes erő eredője lehet nulla, ha a testre ható erők kölcsönösen kompenzálódnak. Ebben az esetben a test állandó sebességgel mozog, vagy nyugalomban van.

A testre ható erők ábrázolásakor a rajzon a test egyenletesen gyorsított mozgása esetén a gyorsulás mentén ható eredő erőt hosszabban kell ábrázolni, mint az ellentétes irányú erőt (az erők összegét). Egyenletes mozgás (vagy nyugalom) esetén az ellentétes irányú erővektorok dinája megegyezik.

Az eredő erő meghatározásához fel kell tüntetni a rajzon mindazokat az erőket, amelyeket a testre ható probléma során figyelembe kell venni. Az erőket a vektorösszeadás szabályai szerint kell összeadni.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Gyakorlat A test egy ferde síkon nyugszik (1. ábra), ábrázolja a testre ható erőket, mi az eredője a testre ható összes erőnek?

Megoldás Készítsünk rajzot.

A ferde síkon elhelyezkedő testen a gravitációs erő (), a támasz normális reakciójának ereje () és a statikus súrlódási erő (az állapot szerint a test nem mozdul) () hat. A testre ható erők eredője () vektorösszeggel meghatározható:

Először a paralelogramma szabály szerint összeadjuk a nehézségi erőt és a támasz reakcióerejét, megkapjuk az erőt. Ezt az erőt a ferde sík mentén kell irányítani a test mozgása mentén. A vektor hosszának meg kell egyeznie a tövis erővektorával, mivel a test az állapotnak megfelelően nyugalomban van. Newton második törvénye szerint az eredőnek nullának kell lennie:

Válasz Az eredő erő nulla.

2. PÉLDA

Gyakorlat Egy rugón levegőben felfüggesztett teher állandó lefelé gyorsulással mozog (3. ábra), milyen erők hatnak a terhelésre? Mekkora eredő erő hat a terhelésre? Hova irányul az eredő erő?

Megoldás Készítsünk rajzot.

Rugón felfüggesztett terhelésnél a Föld felőli gravitációs erő () és a rugó () rugalmas ereje (a rugó oldaláról) hat a terhelésre, amikor a teher a levegőben mozog, általában figyelmen kívül hagyják a terhelés levegővel szembeni súrlódási erejét. A feladatunkban a terhelésre ható erők eredője a következőképpen kereshető:

Igor Babin (Szentpétervár) 14.05.2012 17:33

abban az állapotban az van írva, hogy meg kell találni a test súlyát.

és a gravitációs modulus megoldásában.

Hogyan mérhető a súly Newtonban.

Az állapothiba (

Alekszej (Szentpétervár)

Jó napot!

Összekevered a tömeg és a súly fogalmát. A test súlya az az erő (és ezért a tömeget Newtonban mérik), amellyel a test rányomja a támaszt, vagy megfeszíti a felfüggesztést. Ahogy a definícióból következik, ez az erő nem is a testre, hanem a támaszra hat. A súlytalanság olyan állapot, amikor a test nem tömegét, hanem súlyát veszíti el, vagyis a test megszűnik nyomást gyakorolni a többi testre.

Egyetértek, a definíciókban bizonyos szabadságjogokat engedélyeztek a döntésben, most kijavították.

Jurij Shoitov (kurszki) 26.06.2012 21:20

A "testsúly" fogalmát rendkívül sikertelenül vezették be az oktatási fizikába. Ha a hétköznapi fogalomban a súly tömeget jelent, akkor az iskolai fizikában, ahogy helyesen megjegyezted, a test súlya az az erő (és ezért a tömeget Newtonban mérik), amellyel a test rányomja a támaszt vagy megnyújtja a felfüggesztést. . Vegye figyelembe, hogy egy támaszról és egy szálról beszélünk. Ha több támasz vagy szál van, akkor a súly fogalma eltűnik.

mondok egy példát. Legyen egy test felfüggesztve egy szálon folyadékban. Megfeszíti a fonalat, és Arkhimédész erejének mínuszával egyenlő erővel nyomja a folyadékot. A folyadékban lévő test súlyáról beszélve miért nem adjuk össze ezeket az erőket, ahogyan Ön döntésében teszi?

Regisztráltam az oldalára, de nem vettem észre, hogy mi változott a kommunikációnkban. Elnézést a hülyeségemért, de én, öreg ember lévén, nem navigálok elég szabadon az oldalon.

Alekszej (Szentpétervár)

Jó napot!

Valójában a testtömeg fogalma nagyon homályos, ha a testnek több támasza van. Általában a súlyt ebben az esetben az összes támasztékkal való kölcsönhatások összegeként határozzák meg. Ebben az esetben a gáz- és folyékony közegekre gyakorolt ​​hatás általában kizárt. Ez éppen az általad leírt példa alá esik, amikor egy súlyt a vízbe akasztottak.

Itt rögtön egy gyerekprobléma jut eszembe: "Mi a súlya nagyobb: egy kilogramm pehely vagy egy kilogramm ólom?" Ha ezt a problémát őszintén megoldjuk, akkor kétségtelenül figyelembe kell vennünk Arkhimédész erejét. Súly alapján pedig nagy valószínűséggel meg fogjuk érteni, hogy mit mutatnak a mérlegek, vagyis azt az erőt, amellyel a pelyhek és az ólom például a mérleget nyomják. Vagyis itt a levegővel való kölcsönhatás ereje mintegy ki van zárva a súly fogalmából.

Másrészt, ha feltételezzük, hogy az összes levegőt kiszivattyúztuk, és a mérlegre tesszük azt a testet, amelyhez a kötél van kötve. Ekkor a gravitációs erő kiegyenlítődik a támasz reakcióerejének és a menetfeszítő erejének összegével. Ha a súly alatt a leesést megakadályozó támasztékokra ható erőt értjük, akkor a súly itt egyenlő lesz a menet feszítőerejének és a mérlegtálcára ható nyomóerőnek az összegével, azaz nagyságrendileg egybeesik. a gravitációs erővel. Ismét felmerül a kérdés: miért jobb vagy rosszabb a szál, mint az Arkhimédész-erő?

Általánosságban elmondható, hogy a súly fogalmának csak üres térben van értelme, ahol csak egy támasz és egy test van. Hogy hogy lehet itt lenni, ez terminológiai kérdés, ami sajnos itt mindenkinek megvan a maga, hiszen ez nem olyan fontos kérdés :) És ha minden hétköznapi esetben elhanyagolható Arkhimédész levegőben lévő ereje, ami azt jelenti, hogy különösen a súly értékét nem befolyásolja, akkor a folyadékban lévő test számára ez már kritikus.

Hogy őszinte legyek, az erők típusokra osztása nagyon önkényes. Képzeljen el egy dobozt, amelyet egy vízszintes felületen húznak. Azt szokták mondani, hogy a felület oldaláról két erő hat a dobozra: a támasz függőlegesen irányított reakcióereje és a vízszintesen irányított súrlódási erő. De ez két, ugyanazon test között ható erő, miért nem húzunk csak egy erőt, ami a vektorösszegük (ezt egyébként néha meg is teszik). Valószínűleg kényelmi dolga :)

Szóval kissé tanácstalan vagyok, hogy mit csináljak ezzel a konkrét feladattal. A legegyszerűbb módja valószínűleg az, ha újrafogalmazzuk, és feltesszük a kérdést a gravitáció nagyságáról.

Ne aggódj, minden rendben. Regisztrációkor meg kell adni egy e-mailt. Ha most felkeresi a fiókja alatt található webhelyet, akkor amikor megpróbál megjegyzést hagyni az "E-mail" ablakban, azonnal ugyanaz a cím jelenik meg. Ezt követően a rendszer automatikusan aláírja üzeneteit.

Eddig azt az összehasonlítást vettük figyelembe, amikor két (vagy több) erő hat a testre, amelyek vektorösszege nullával egyenlő. Ebben az esetben a test vagy nyugalomban lehet, vagy egyenletesen mozoghat. Ha a test nyugalomban van, akkor a rá ható összes erő összmunkája nulla. Egyenlő nullával és az egyes erők munkájával. Ha a test egyenletesen mozog, akkor az összes erő összmunkája továbbra is nulla. De minden erő külön-külön, ha nem merőleges a mozgás irányára, bizonyos munkát végez - pozitív vagy negatív.

Tekintsük most azt az esetet, amikor a testre ható összes erő eredője nem egyenlő nullával, vagy amikor csak egy erő hat a testre. Ebben az esetben, ahogy Newton második törvényéből következik, a test gyorsulással fog mozogni. A test sebessége megváltozik, és az erők által végzett munka ebben az esetben nem nulla, lehet pozitív vagy negatív. Várható, hogy a test sebességének változása és a testre ható erők által végzett munka között van valamilyen összefüggés. Próbáljuk meg telepíteni. Képzeljük el, hogy az egyszerűség kedvéért a test egy egyenes mentén mozog, és a rá ható erők eredője abszolút értékben állandó; és ugyanazon a vonalon irányítják. Jelöljük ezt az eredő erőt mint, az elmozdulás vetületét pedig az erő irányára. Irányítsuk a koordinátatengelyt az erő iránya mentén. Ekkor a 75. §-ban látható módon az elvégzett munka egyenlő azzal, hogy irányítsuk a koordinátatengelyt a test elmozdulása mentén. Ekkor, ahogy az a 75. §-ban látható, az eredő által végzett A munka: Ha az erő és az elmozdulás iránya egybeesik, akkor az pozitív, a munka pedig pozitív. Ha az eredő a test mozgási irányával ellentétes irányú, akkor a munkája negatív. Az erő gyorsulást kölcsönöz a testnek. Newton második törvénye szerint. Másrészt a második fejezetben azt tapasztaltuk, hogy egyenes vonalú egyenletesen gyorsított mozgásban

Ebből következik tehát

Itt - a test kezdeti sebessége, azaz sebessége a mozgás elején - sebessége ennek a szakasznak a végén.

Kaptunk egy képletet, amely az erő által végzett munkát a test sebességének (pontosabban a sebesség négyzetének) ezen erő által okozott változásához viszonyítja.

A test tömegének és sebességének négyzetének szorzatának fele külön névvel rendelkezik - a test mozgási energiája, és az (1) képletet gyakran kinetikus energia tételnek nevezik.

Az erő munkája megegyezik a test mozgási energiájának változásával.

Megmutatható, hogy az általunk állandó nagyságú és a mozgás mentén irányított erőre levezetett (1) képlet olyan esetekben is érvényes, amikor az erő megváltozik és iránya nem esik egybe a mozgás irányával.

A Forma (1) több szempontból is figyelemre méltó.

Először is ebből az következik, hogy a testre ható erő munkája csak a test sebességének kezdeti és végső értékétől függ, és nem függ attól, hogy más pontokon milyen sebességgel mozog.

Másodszor, az (1) képletből látható, hogy a jobb oldala lehet pozitív és negatív is, attól függően, hogy a test sebessége nő vagy csökken. Ha a test sebessége nő, akkor az (1) képlet jobb oldala pozitív, ezért a munka így kell lennie, mert a test sebességének növeléséhez (abszolút értékben) a rá ható erőnek a mozgással azonos irányba irányítva. Éppen ellenkezőleg, amikor a test sebessége csökken, az (1) képlet jobb oldala negatív értéket vesz fel (az erő az elmozdulással ellentétes irányban irányul).

Ha a test sebessége a kezdeti pontban nulla, akkor a munka kifejezése a következő formában jelenik meg:

A (2) képlet lehetővé teszi, hogy kiszámítsa azt a munkát, amelyet el kell végezni ahhoz, hogy a nyugalmi test sebessége megegyezzen

Az ellenkezője nyilvánvaló: a sebességgel mozgó test megállításához munkát kell végezni

nagyon emlékeztet az előző fejezetben kapott képletre (lásd 59. §), amely egy erő impulzusa és egy test lendületének változása között állapít meg

A (3) képlet bal oldala ugyanis abban különbözik az (1) képlet bal oldalától, hogy benne az erő nem a test által végrehajtott elmozdulással, hanem az erő időtartamával szorozódik meg. A (3) képlet jobb oldalán a testtömeg és sebességének (impulzusának) a szorzata van a testtömeg és a sebesség négyzetének szorzatának fele helyett, ami az (1) képlet jobb oldalán jelenik meg. Mindkét képlet a Newton-törvények következménye (amelyekből származtatták), és a mennyiségek a mozgás jellemzői.

De van egy alapvető különbség is az (1) és (3) képlet között: az O képlet skaláris mennyiségek között hoz létre kapcsolatot, míg a (3) képlet vektorképlet.

I. feladat Milyen munkát kell végezni, hogy a sebességgel haladó vonat növelje a sebességét A vonat tömege. Milyen erőt kell kifejteni a vonatra, ha ez a sebességnövekedés egy 2 km-es szakaszon megtörténik? A mozgás egyenletesen gyorsultnak tekinthető.

Megoldás. Az A munka a képlettel kereshető

A feladatban megadott adatokat itt behelyettesítve a következőket kapjuk:

De definíció szerint tehát

2. feladat, Milyen magasságot ér el egy kezdeti sebességgel feldobott test?

Megoldás. A test addig emelkedik, amíg sebessége nulla lesz. Csak a gravitációs erő hat a testre, ahol a test tömege és a szabadesés gyorsulása (elhanyagoljuk a légellenállás erejét és az arkhimédeszi erőt).

A képlet alkalmazása

Ezt a kifejezést már korábban megkaptuk (lásd 60. o.) bonyolultabb módon.

48. gyakorlat

1. Hogyan kapcsolódik az erő munkája a test mozgási energiájához?

2 Hogyan változik egy test mozgási energiája, ha a rá ható erő pozitívan hat?

3. Hogyan változik a test mozgási energiája, ha a rá ható erő negatív hatást fejt ki.

4. A test egyenletesen mozog egy 0,5 m sugarú kör mentén, amelynek mozgási energiája 10 J. Mekkora erő hat a testre? Hogyan van irányítva? Milyen munkát végez ez az erő?

5. Egy 3 kg tömegű nyugalmi testre 40 N erő hat. Ezt követően a test súrlódás nélkül halad sima vízszintes síkon 3 m-ig, majd az erő 20 n-re csökken, és a test további 3 m-t halad. Határozza meg a test mozgási energiáját a mozgásának végpontjában!

6. Milyen munkát kell végezni egy 1000 tonna tömegű, 108 km/h sebességgel haladó vonat megállításához?

7. Egy 5 kg tömegű, 6 m/s sebességgel mozgó testre 8 n erő hat, a mozgással ellentétes irányba. Ennek eredményeként a test sebessége 2 m/sec-re csökken. Mekkora az erő által végzett munka nagysága és előjele? Mekkora a test által megtett távolság?

8. Az eredetileg nyugalomban lévő testre 4 N erő kezd hatni, és a horizonthoz képest 60°-os szöget zár be. A test sima vízszintes felületen súrlódás nélkül mozog. Számítsa ki az erő által végzett munkát, ha a test 1 m távolságot tett meg!

9. Mi a kinetikus energia tétel?

A testre ható összes erő eredőjére vonatkozó ismeretek rendszerezése; a vektorösszeadásról.

  • Newton első törvényének értelmezése az erők eredője fogalmára vonatkozóan.
  • A törvény ezen megfogalmazásának észlelése.
  • A megszerzett ismeretek alkalmazása ismerős és új helyzetekben a fizikai problémák megoldásában.
  • Az óra céljai (tanárnak):

    Nevelési:

    • Tisztázza és bővítse az eredő erővel és annak megtalálásával kapcsolatos ismereteket.
    • Képessé tenni az eredő erő fogalmát a mozgástörvények igazolására (Newton törvényei)
    • Határozza meg a téma elsajátításának szintjét;
    • Folytassa a helyzet önelemzési és önkontroll készségeinek fejlesztését.

    Nevelési:

    • Hozzájárulni a környező világ jelenségeinek és tulajdonságainak megismerhetőségére vonatkozó világnézeti elképzelés kialakításához;
    • Hangsúlyozza a moduláció fontosságát az anyag megismerhetőségében;
    • Ügyeljen az egyetemes emberi tulajdonságok kialakulására:
      a) hatékonyság,
      b) függetlenség;
      c) pontosság;
      d) fegyelem;
      e) felelősségteljes hozzáállás a tanuláshoz.

    Fejlesztés:

  • A gyermekek szellemi fejlesztésének végrehajtása;
  • A jelenségek összehasonlítására, következtetések levonására, általánosításokra vonatkozó készségek kialakítása;
  • Tanul:
    a) kiemeli a hasonlóság jeleit a jelenségek leírásában,
    b) elemezze a helyzetet
    c) ezen elemzés és a meglévő ismeretek alapján logikus következtetéseket levonni;
  • Ellenőrizze a tanuló önálló gondolkodásának szintjét a meglévő ismeretek különböző helyzetekben történő alkalmazásáról.
  • Felszerelés és bemutatók.

    1. Illusztrációk:
      vázlat a meséhez, I.A. Krylov "Hattyú, rák és csuka",
      vázlat I. Repin „Uszályszállítók a Volgán” című festményéről,
      a 108. számú feladathoz „Réparépa” – G. Oster „Fizikus feladatfüzete”.
    2. Polietilén alapon színezett nyilak.
    3. Fénymásoló papír.
    4. Kodoszkóp és film az önálló munka két problémájának megoldásával.
    5. Shatalov "Támogató megjegyzések".
    6. Faraday portréja.

    Tábla elrendezés:

    „Ha ebben benne vagy
    találd ki rendesen
    jobban tudod követni
    követve a gondolatmenetemet
    a következőkben."
    M. Faraday

    Az órák alatt

    1. Szervezési mozzanat

    Vizsgálat:

    • hiányzó;
    • naplók, jegyzetfüzetek, tollak, vonalzók, ceruzák jelenléte;

    Megjelenés minősítése.

    2. Ismétlés

    Miközben az órán beszélünk, megismételjük:

    • I Newton törvénye.
    • Az erő a gyorsulás oka.
    • Newton második törvénye.
    • Vektorok összeadása a háromszög és a paralelogramma szabályához.

    3. Fő anyag

    Lecke probléma.

    „Egyszer egy hattyú, rák és csuka
    Csomagokkal vitték, egy szekér jött ahonnan
    És együtt, hárman, mindannyian felhasználva;
    Mássz ki a bőrből
    És a szekér még mindig nem mozdul!
    A poggyász könnyűnek tűnt volna számukra:
    Igen, a hattyú betör a felhők közé,
    A rák visszaköltözik
    És Pike behúzódik a vízbe!
    Ki hibás bennük, kinek van igaza?
    Nem nekünk kell ítélkezni;
    Igen, csak a dolgok vannak még ott!”

    (I. A. Krylov)

    A mese szkeptikus hozzáállást fejez ki I. Sándorral szemben, kigúnyolja az 1816-os államtanácsi zűrzavart, az I. Sándor által elindított reformokat, bizottságokat nem tudták megmozdítani az autokrácia mélyen megrekedt szekerén. Ebben politikai szempontból Ivan Andrejevicsnek igaza volt. De nézzük meg a fizikai oldalt. Krylovnak igaza van? Ehhez meg kell ismerkedni a testre ható erők eredő fogalmával.

    A testre (pontra) ható erők geometriai összegével egyenlő erőt eredő vagy eredő erőnek nevezzük.

    1. kép

    Hogyan viselkedik ez a test? Vagy nyugalomban van, vagy egyenes vonalban és egyenletesen mozog, mivel a Newton I-törvényből következik, hogy vannak olyan vonatkoztatási rendszerek, amelyekhez képest egy fokozatosan mozgó test megtartja a sebességét állandó, ha más test nem hat rá, ill. e szervek tevékenységét kompenzálják,

    azaz |F 1 | = |F 2 | (bevezetésre kerül az eredő definíciója).

    Azt az erőt, amely ugyanazt a hatást fejti ki egy testre, mint több egyidejűleg ható erő, ezen erők eredőjének nevezzük.

    Több erő eredőjének megtalálása a ható erők geometriai összeadása; háromszög vagy paralelogramma szabálya szerint hajtjuk végre.

    Az 1. ábrán R=0, mert .

    Két vektor összeadásához a második elejét az első vektor végére kell alkalmazni, az első elejét pedig a második végéhez kell kötni. (manipuláció táblán polietilén alapú nyilakkal). Ez a vektor a testre ható összes erő eredője, azaz. R = F 1 - F 2 \u003d 0

    Hogyan fogalmazható meg Newton első törvénye az eredő erő definíciója alapján? Newton első törvényének jól ismert megfogalmazása:

    "Ha más testek nem hatnak egy adott testre, vagy más testek hatásait kompenzálják (kiegyensúlyozzák), akkor ez a test vagy nyugalomban van, vagy egyenes vonalban és egyenletesen mozog."

    Új Newton I. törvényének megfogalmazása (adja meg a Newton I. törvényének megfogalmazását a jegyzet kedvéért):

    "Ha a testre ható erők eredője nulla, akkor a test megtartja nyugalmi állapotát vagy egyenletes egyenes vonalú mozgását."

    Hogyan kell eljárni az eredő megtalálásakor, ha a testre ható erők egy egyenes mentén egy irányba hatnak?

    1. feladat (Grigorij Oster 108. számú feladatának megoldása a „Fizika” problémakönyvből).

    A fehérrépát tartó nagypapa 600 N-ig, a nagymama - 100 N-ig, az unoka - 50 N-ig, a poloska - 30 N-ig, a macska - 10 N-ig és az egér - húzóerőt fejleszt. - 2 N-ig. Mi az eredője ezeknek az erőknek, amelyek ugyanabban az egyenesben, ugyanabban az irányban mutatnak? Ez a cég kezelné a fehérrépát egér nélkül, ha a fehérrépát a talajban tartó erők 791 N?

    (Manipuláció táblán polietilén alapú nyilakkal).

    Válasz. Az eredő erő modulja, amely egyenlő azoknak az erőmoduloknak az összegével, amelyekkel a nagyapa húzza a fehérrépát, a nagymama húzza a nagyapát, az unoka húzza a nagymamát, a Bogár húzza az unokát, a macska húzza a bogarat, és a az egér húzza a macskát, 792 N lesz. Az egér izomerejének hozzájárulása ehhez a hatalmas impulzushoz 2 N. Myshkin Newtonjai nélkül a dolgok nem működnek.

    2. számú feladat.

    És ha a testre ható erők egymásra merőlegesen irányulnak? (Manipuláció táblán polietilén alapú nyilakkal).

    (A szabályokat felírjuk Shatalov „Támogató megjegyzések” 104. oldalára).

    3. számú feladat.

    Próbáljuk meg kideríteni, hogy I.A.-nak igaza van-e a mesében. Krilov.

    Ha feltételezzük, hogy a mesében leírt három állat vonóereje megegyezik és összehasonlítható (vagy több) a kocsi súlyával, és meghaladja a statikus súrlódási erőt is, akkor a 2. (1) ábrát használva a 3. feladathoz , az eredő megszerkesztése után azt kapjuk, hogy És .DE. Krylovnak természetesen igaza van.

    Ha az alábbi, a tanulók által előre elkészített adatokat használjuk fel, akkor némileg eltérő eredményt kapunk (lásd a 3. feladatnál a 2. (1) ábrát).

    Név Méretek, cm Súly, kg Sebesség, m/s
    Rák (folyó) 0,2 - 0,5 0,3 - 0,5
    Csuka 60 -70 3,5 – 5,5 8,3
    Hattyú 180 7 – 10 (13) 13,9 – 22,2

    A testek által az egyenletes egyenes vonalú mozgás során kialakuló teljesítmény, amely akkor lehetséges, ha a vonóerő és az ellenállási erő egyenlő, a következő képlettel számítható ki.

    Hasonló hozzászólások