합력이 0인 경우. 몸의 평형을 위한 조건. 합력 찾기

정역학은 물체의 평형 상태를 연구하는 역학의 한 분야입니다.

뉴턴의 제2법칙에 따르면 물체에 가해진 모든 외력의 기하학적 합이 0이면 물체는 정지해 있거나 균일한 직선 운동을 수행합니다. 이 경우 신체에 가해지는 힘은 다음과 같이 말하는 것이 일반적입니다. 균형서로. 계산할 때 결과적인신체에 작용하는 모든 힘은 다음과 같이 적용될 수 있습니다. 무게 중심 .

회전하지 않는 물체가 평형을 이루기 위해서는 물체에 가해진 모든 힘의 합이 0이 되어야 합니다.

무화과에. 1.14.1은 세 가지 힘의 작용 하에서 강체의 평형의 예를 제공합니다. 교차점 영형힘의 작용선은 무게 중심(질량 중심)과 일치하지 않습니다. ), 그러나 평형에서 이 점들은 필연적으로 동일한 수직에 있습니다. 결과를 계산할 때 모든 힘이 한 지점으로 감소합니다.

몸이 할 수 있다면 회전어떤 축에 대해 그 평형을 위해 모든 힘의 합을 0으로 하는 것만으로는 충분하지 않습니다..

힘의 회전 작용은 그 크기뿐만 아니라 힘의 작용선과 회전축 사이의 거리에도 의존합니다.

회전축에서 힘의 작용선까지의 수직선의 길이를 힘의 어깨.

어깨당 힘 계수의 곱 ~라고 불리는 힘의 순간 . 몸체를 시계 반대 방향으로 회전시키는 경향이 있는 힘의 모멘트는 양수로 간주됩니다(그림 1.14.2).

모멘트 법칙 : 회전축이 고정된 물체는 이 축에 대해 물체에 가해진 모든 힘의 모멘트의 대수적 합이 0이면 평형 상태입니다.

국제 단위계(SI)에서 힘의 모멘트는 시간뉴턴미터 (N∙m) .

일반적으로 물체가 앞으로 움직이고 회전할 수 있을 때 평형을 위해서는 두 조건이 모두 충족되어야 합니다. 합력은 0과 같아야 하고 모든 힘의 모멘트의 합은 0과 같아야 합니다.

수평면에서 바퀴 굴림 - 예 무관심한 균형(그림 1.14.3). 바퀴가 어느 지점에서 멈추면 평형 상태가 됩니다. 역학의 무관심한 평형과 함께 상태는 구별됩니다. 지속 가능한그리고 불안정한균형.

평형 상태는 이 상태에서 몸의 작은 편차로 몸을 평형 상태로 되돌리는 경향이 있는 힘이나 힘의 모멘트가 발생하는 경우 안정이라고 합니다.

불안정한 평형 상태에서 신체가 약간 벗어나면 평형 위치에서 신체를 제거하는 경향이 있는 힘 또는 힘의 모멘트가 발생합니다.

평평한 수평면에 놓인 공은 무관심한 평형 상태에 있습니다. 구형 선반의 상단에 위치한 공은 불안정한 평형의 한 예입니다. 마지막으로 구형 공동의 바닥에 있는 볼은 안정적인 평형 상태에 있습니다(그림 1.14.4).

회전축이 고정된 몸체의 경우 세 가지 유형의 평형이 모두 가능합니다. 무차별 평형은 회전축이 질량 중심을 통과할 때 발생합니다. 안정 및 불안정 평형에서 질량 중심은 회전축을 통과하는 수직선에 있습니다. 이 경우 질량 중심이 회전축 아래에 있으면 평형 상태가 안정됩니다. 질량 중심이 축 위에 있으면 평형 상태가 불안정합니다(그림 1.14.5).

특별한 경우는 지지대에 있는 몸체의 평형입니다. 이 경우 지지대의 탄성력은 한 지점에 가해지는 것이 아니라 몸의 바닥에 분산됩니다. 물체의 질량 중심을 지나는 수직선이 통과하면 물체는 평형 상태에 있습니다. 발자국, 즉, 지지점을 연결하는 선으로 형성된 윤곽 내부. 이 선이 지지 영역을 넘지 않으면 몸이 뒤집힙니다. 지지대에있는 몸체의 평형에 대한 흥미로운 예는 이탈리아 도시 피사의 사탑입니다 (그림 1.14.6). 전설에 따르면 갈릴레오가 신체의 자유 낙하 법칙을 연구 할 때 사용했습니다. 타워는 높이 55m, 반지름 7m의 원기둥 형태로 수직에서 4.5m 어긋나 있다.

타워의 질량 중심을 통해 그린 수직선은 중심에서 약 2.3m 떨어진 베이스와 교차합니다. 따라서 타워는 평형 상태에 있습니다. 수직에서 상단의 편차가 14m에 도달하면 균형이 깨지고 타워가 떨어질 것입니다. 분명히 이것은 곧 일어나지 않을 것입니다.

관성 기준 시스템에서 물체의 속도 변화는 다른 물체가 작용할 때만 가능합니다. 양적으로는 한 물체가 다른 물체에 작용하는 것을 힘()과 같은 물리량으로 표현한다. 한 물체가 다른 물체에 미치는 영향은 크기와 방향 모두에서 물체의 속도를 변화시킬 수 있습니다. 따라서 힘은 벡터이며 크기(모듈러스)뿐만 아니라 방향에 의해서도 결정됩니다. 힘의 방향은 해당 힘의 영향을 받는 몸체의 가속도 벡터의 방향을 결정합니다.

힘의 크기와 방향은 뉴턴의 두 번째 법칙에 의해 결정됩니다.

여기서 m은 힘이 작용하는 물체의 질량 - 힘이 해당 물체에 부여하는 가속도입니다. 뉴턴의 제2법칙의 의미는 신체에 작용하는 힘이 신체의 속도뿐만 아니라 신체의 속도가 어떻게 변하는지를 결정한다는 사실에 있습니다. 뉴턴의 두 번째 법칙은 관성 참조 프레임에서만 유효합니다.

여러 힘이 몸체에 동시에 작용하면 몸체는 각 몸체의 영향으로 개별적으로 나타날 가속도의 벡터 합과 같은 가속도로 움직입니다. 몸체에 작용하고 한 점에 가해지는 힘은 벡터 더하기 규칙에 따라 더해야 합니다.

정의

동시에 신체에 작용하는 모든 힘의 벡터 합이라고합니다. 합력 ():

여러 힘이 몸에 작용하면 뉴턴의 두 번째 법칙은 다음과 같이 작성됩니다.

몸체에 작용하는 모든 힘의 합은 몸체에 적용된 힘의 상호 보상이 있는 경우 0과 같을 수 있습니다. 이 경우 몸은 일정한 속도로 움직이거나 정지합니다.

물체에 작용하는 힘을 그림으로 나타낼 때 물체의 균일하게 가속된 운동의 경우 가속도를 따라 향하는 합력은 반대 방향의 힘(힘의 합)보다 길게 묘사되어야 한다. 등속 운동(또는 정지)의 경우 반대 방향으로 향하는 힘 벡터의 다인은 동일합니다.

합력을 찾으려면 신체에 작용하는 문제에서 고려해야 하는 모든 힘을 도면에 묘사해야 합니다. 힘은 벡터 추가 규칙에 따라 추가되어야 합니다.

문제 해결의 예

실시예 1

운동 몸은 기울어진 평면에 놓여 있고(그림 1), 몸에 작용하는 힘을 묘사합니다. 몸에 가해지는 모든 힘의 결과는 무엇입니까?

해결책 그림을 그려봅시다.

경사면에 위치한 물체에는 중력(), 지지대의 수직 반력(), 정지마찰력(조건에 따라 물체가 움직이지 않음)()이 작용한다. 몸체()에 작용하는 모든 힘의 결과는 벡터 합으로 구할 수 있습니다.

먼저 평행 사변형 규칙에 따라 중력의 힘과 지지대의 반력을 추가하면 힘을 얻습니다. 이 힘은 신체의 움직임을 따라 기울어진 평면을 따라 전달되어야 합니다. 몸은 조건에 따라 정지하므로 벡터의 길이는 가시력 벡터와 같아야 합니다. 뉴턴의 두 번째 법칙에 따르면 결과는 0이어야 합니다.

대답 합력은 0입니다.

실시예 2

운동 스프링의 공기 중에 매달린 하중은 일정한 하향 가속으로 이동합니다(그림 3). 하중에 어떤 힘이 작용합니까? 하중에 가해지는 합력은 얼마입니까? 결과적인 힘은 어디로 향하게 될까요?

해결책 그림을 그려봅시다.

용수철에 매달린 하중에 대하여 지구측으로부터의 중력()과 용수철의 탄성력(용수철측으로부터)이 하중에 작용하여 하중이 공중에서 움직일 때, 일반적으로 공기에 대한 하중의 마찰력은 무시됩니다. 문제에서 하중에 적용된 힘의 결과는 다음과 같이 찾을 수 있습니다.

이고르 바빈(상트페테르부르크) 14.05.2012 17:33

몸의 무게를 찾아야한다고 쓰여진 상태에서.

그리고 중력 계수를 풀 때.

뉴턴으로 무게를 측정하는 방법.

조건 오류(

알렉세이(상트페테르부르크)

안녕하세요!

당신은 질량과 무게의 개념을 혼동하고 있습니다. 몸체의 무게는 몸체가 지지대를 누르거나 서스펜션을 늘리는 힘(따라서 무게는 뉴턴으로 측정됨)입니다. 정의에서와 같이 이 힘은 몸에도 가해지는 것이 아니라 지지에도 가해진다. 무중력 상태는 신체가 질량을 잃지 않고 체중, 즉 신체가 다른 신체에 압력을 가하지 않는 상태입니다.

동의합니다. 정의의 결정에 일부 자유가 허용되었지만 이제는 수정되었습니다.

유리 쇼이토프(쿠르스크) 26.06.2012 21:20

"체중"의 개념은 교육 물리학에 매우 성공적으로 도입되지 않았습니다. 일상적인 개념에서 무게가 질량을 의미한다면 학교 물리학에서 올바르게 언급했듯이 몸의 무게는 힘입니다 (따라서 무게는 뉴턴으로 측정됨). 몸이 지지대를 누르거나 서스펜션을 늘리는 힘 . 우리는 하나의 지원과 하나의 스레드에 대해 이야기하고 있습니다. 지지대나 실이 여러 개 있으면 무게의 개념이 사라집니다.

나는 예를 든다. 액체의 실에 몸을 매달아 둡니다. 그것은 실을 늘리고 아르키메데스의 힘을 뺀 것과 같은 힘으로 액체를 누릅니다. 유체 속의 몸의 무게에 대해 말할 때, 당신이 결정하는 것처럼 왜 우리는 이러한 힘을 합산하지 않습니까?

귀하의 사이트에 등록했지만 커뮤니케이션에서 변경된 사항을 알지 못했습니다. 어리석은 점을 양해해 주시기 바랍니다만, 저는 노인이기 때문에 사이트를 충분히 자유롭게 탐색하지 못합니다.

알렉세이(상트페테르부르크)

안녕하세요!

실제로 체중의 개념은 신체에 여러 지지대가 있을 때 매우 모호합니다. 일반적으로 이 경우 가중치는 모든 지지대와의 상호 작용의 합으로 정의됩니다. 이 경우 일반적으로 기체 및 액체 매체에 대한 영향은 제외됩니다. 이것은 물에 무게가 매달린 상태에서 설명한 예에 해당합니다.

여기에서 어린이의 문제가 즉시 마음에 떠오릅니다. "무게가 더 중요합니까? 다운 킬로그램 또는 납 킬로그램?" 이 문제를 정직하게 해결한다면 의심할 여지 없이 아르키메데스의 힘을 고려해야 합니다. 그리고 무게로, 우리는 저울이 우리에게 무엇을 보여줄지, 즉 보풀과 납이 저울에서 누르는 힘을 이해할 것입니다. 즉, 여기서 공기와의 상호작용의 힘은 말하자면 무게의 개념에서 제외된다.

반면에 우리가 모든 공기를 펌핑했다고 가정하고 밧줄이 묶인 몸체를 저울에 올려 놓으면. 그러면 중력의 힘은 지지대의 반력과 실 장력의 합으로 균형을 이룰 것입니다. 무게를 낙하를 방지하는 지지대에 작용하는 힘으로 이해하면 여기서 무게는 실의 장력과 저울 팬에 가해지는 압력의 합과 같을 것입니다. 즉, 크기가 일치합니다 중력으로. 다시 질문이 생깁니다. 왜 실이 아르키메데스 힘보다 좋거나 나쁩니까?

일반적으로 무게 개념은 지지대와 몸체가 하나만 있는 빈 공간에서만 의미가 있다는 데 동의할 수 있습니다. 여기에있는 방법, 이것은 불행히도 여기있는 모든 사람이 자신의 것을 가지고 있습니다. 이것은 그렇게 중요한 질문이 아니기 때문입니다. :) 그리고 모든 일반적인 경우에 공중에서 아르키메데스의 힘을 무시할 수 있다면 이것은 특히 무게 값에 영향을 줄 수 없다는 것을 의미합니다. 그러면 액체에 담긴 신체의 경우 이것은 이미 중요합니다.

완전히 솔직히 말해서, 힘을 유형으로 나누는 것은 매우 자의적입니다. 상자가 수평 표면을 따라 끌린다고 상상해 보십시오. 일반적으로 표면 측면에서 상자에 두 가지 힘이 작용한다고 합니다. 수직으로 향하는 지지대의 반력과 수평으로 향하는 마찰력입니다. 그러나 이것들은 같은 물체 사이에 작용하는 두 개의 힘입니다. 왜 우리는 하나의 힘, 즉 벡터 합을 그리는 것이 어떻습니까? (그런데 이것은 때때로 수행됩니다). 편의성의 문제가 아닐까 합니다 :)

그래서 이 특정 작업을 어떻게 해야 할지 혼란스럽습니다. 가장 쉬운 방법은 아마도 그것을 재구성하고 중력의 크기에 대해 질문하는 것입니다.

걱정하지 마세요. 괜찮습니다. 등록할 때 이메일을 제공해야 합니다. 이제 귀하의 계정 아래 사이트로 이동하면 "귀하의 이메일" 창에 댓글을 남기려고 하면 동일한 주소가 즉시 나타나야 합니다. 그 후 시스템은 자동으로 메시지에 서명합니다.

지금까지 우리는 두 개(또는 그 이상)의 힘이 몸에 작용할 때의 비교를 고려했습니다. 이 힘의 벡터 합은 0입니다. 이 경우 몸은 휴식을 취하거나 균일하게 움직일 수 있습니다. 몸이 쉬고 있으면 몸에 적용된 모든 힘의 총 작업은 0입니다. 0 및 각 개별 힘의 작업과 같습니다. 몸이 균일하게 움직이면 모든 힘의 총 작업은 여전히 ​​0입니다. 그러나 각 힘은 운동 방향에 수직이 아닌 경우 개별적으로 특정 작업(양수 또는 음수)을 수행합니다.

이제 몸체에 가해진 모든 힘의 합이 0이 아니거나 하나의 힘만 몸체에 작용하는 경우를 고려해 보겠습니다. 이 경우 뉴턴의 제2법칙에서와 같이 물체는 가속도를 가지고 움직일 것이다. 몸의 속도는 변할 것이고, 이 경우 힘이 한 일은 0이 아니며, 양수 또는 음수일 수 있습니다. 신체의 속도 변화와 신체에 가해지는 힘에 의해 하는 일 사이에는 어느 정도 연관이 있을 것으로 예상할 수 있습니다. 설치해보도록 하겠습니다. 간단한 추론을 위해 신체가 직선을 따라 움직이고 신체에 가해진 힘의 합이 절대값이 일정하다고 상상해 보십시오. 그리고 같은 선을 따라 움직인다. 이 합력을 로 지정하고 힘의 방향에 대한 변위의 투영을 로 지정합시다. 힘의 방향을 따라 좌표축을 지시합시다. 그런 다음 § 75에서와 같이 한 일은 물체의 변위를 따라 좌표축을 지시하자와 같습니다. 그러면 § 75에서 볼 수 있듯이 결과가 한 일 A는 다음과 같습니다. 힘과 변위의 방향이 일치하면 양수이고 일은 양수입니다. 결과가 신체의 운동 방향과 반대 방향으로 향하면 그 일은 음수입니다. 힘은 몸에 가속을 부여합니다. 뉴턴의 제2법칙에 따르면. 다른 한편으로, 두 번째 장에서 우리는 직선으로 균일하게 가속된 운동에서

따라서 다음이 따른다.

여기 - 신체의 초기 속도, 즉 움직임이 시작될 때의 속도 -이 섹션이 끝날 때의 속도.

우리는 힘이 한 일을 이 힘으로 인한 물체의 속도 변화(보다 정확하게는 속도의 제곱)와 관련시키는 공식을 얻었습니다.

물체의 질량과 속도의 제곱을 곱한 곱의 절반에는 물체의 운동 에너지라는 특별한 이름이 있으며 공식 (1)은 종종 운동 에너지 정리라고합니다.

힘의 일은 신체의 운동 에너지의 변화와 같습니다.

크기가 일정하고 운동을 따라 향하는 힘에 대해 우리가 도출한 공식 (1)은 힘이 변하고 그 방향이 운동 방향과 일치하지 않는 경우에도 유효하다는 것을 보여줄 수 있습니다.

식 (1)은 여러 면에서 주목할 만하다.

첫째, 신체에 작용하는 힘의 작용은 신체 속도의 초기 및 최종 값에만 의존하고 다른 지점에서 이동한 속도에는 의존하지 않는다는 결론이 나옵니다.

둘째, 식 (1)로부터 몸의 속도가 증가하는지 감소하는지에 따라 오른쪽이 양수일 수도 음수일 수도 있음을 알 수 있습니다. 물체의 속도가 증가하면 식 (1)의 우변은 양수이므로 일해야 하므로 물체의 속도(절대값)를 높이려면 물체에 작용하는 힘이 다음과 같아야 합니다. 움직임과 같은 방향으로 움직입니다. 반대로 물체의 속도가 감소하면 식 (1)의 우변은 음의 값을 취한다(힘은 변위와 반대 방향으로 향함).

초기 점에서 몸체의 속도가 0이면 일에 대한 표현식은 다음과 같은 형식을 취합니다.

공식 (2)를 사용하면 정지 상태의 몸에 다음과 같은 속도로 말하기 위해 수행해야 하는 작업을 계산할 수 있습니다.

반대는 분명합니다. 신체가 속도로 움직이는 것을 멈추려면 일을 해야 합니다.

힘의 충격과 물체의 운동량 변화 사이를 설정하는 이전 장(§ 59 참조)에서 얻은 공식을 매우 연상시킵니다.

실제로, 공식 (3)의 왼쪽은 힘이 몸체에 의해 수행된 변위가 아니라 힘의 지속 시간에 의해 곱해진다는 점에서 공식 (1)의 왼쪽과 다릅니다. 식 (3)의 우변은 식 (1)의 우변에 나타나는 체질량과 그 속력의 ​​제곱의 곱의 절반 대신에 체질량과 그 속력(운동량)의 곱이다. 이 두 공식은 뉴턴의 법칙(이로부터 파생됨)의 결과이며 양은 운동의 특성입니다.

그러나 공식 (1)과 (3) 사이에는 근본적인 차이점도 있습니다. 공식 O)는 스칼라 양 사이의 연결을 설정하는 반면 공식 (3)은 벡터 공식입니다.

작업 I. 속도로 움직이는 기차가 기차의 속도를 증가시키려면 어떤 작업을 수행해야 합니까? 이 속도 증가가 2km 구간에 걸쳐 발생하려면 열차에 어떤 힘을 가해야 합니까? 움직임은 균일하게 가속되는 것으로 간주됩니다.

해결책. 작업 A는 공식으로 찾을 수 있습니다.

여기에 문제에 주어진 데이터를 대입하면 다음을 얻습니다.

그러나 정의상 따라서,

작업 2, 초기 속도로 던진 물체의 높이는 얼마입니까?

해결책. 몸체는 속도가 0이 될 때까지 상승합니다. 중력의 힘만이 물체의 질량이고 자유낙하의 가속도인 물체에 작용합니다(공기 저항과 아르키메데스 힘은 무시합니다).

공식 적용

우리는 이미 이 표현을 더 복잡한 방식으로 더 일찍 얻었습니다(60페이지 참조).

운동 48

1. 힘의 작용은 신체의 운동 에너지와 어떤 관련이 있습니까?

2 물체에 작용하는 힘이 양의 작용을 하면 물체의 운동 에너지는 어떻게 변합니까?

3. 물체에 작용하는 힘이 음의 작용을 하면 물체의 운동 에너지는 어떻게 변합니까?

4. 물체는 반지름이 0.5m이고 운동에너지가 10J인 원을 따라 균일하게 움직인다. 몸에 작용하는 힘은? 어떻게 지시됩니까? 이 힘이 하는 일은 무엇입니까?

5. 40N의 힘이 3kg의 질량을 가진 정지해 있는 물체에 가해집니다. 그 후, 물체는 3m 동안 마찰이 없는 매끄러운 수평면을 통과한 다음 힘이 20n으로 감소하고 또 다른 3m를 이동합니다. 운동의 끝점에서 물체의 운동 에너지를 찾으십시오.

6. 108km/h의 속도로 움직이는 1,000톤의 기차를 멈추려면 어떻게 해야 합니까?

7. 6m / s의 속도로 움직이는 5kg의 질량을 가진 물체는 움직임의 반대 방향으로 지시되는 8n의 힘을 받습니다. 결과적으로 몸체의 속도는 2m/sec로 감소합니다. 힘이 한 일의 크기와 부호는 얼마입니까? 몸이 이동한 거리는 얼마입니까?

8. 4N의 힘이 원래 정지해 있던 물체에 작용하기 시작하여 수평선에 대해 60° 각도로 향합니다. 물체는 마찰 없이 매끄러운 수평면에서 움직입니다. 물체가 1m의 거리를 이동할 때 힘이 한 일을 계산하십시오.

9. 운동 에너지 정리는 무엇입니까?

신체에 적용된 모든 힘의 결과에 대한 지식의 체계화; 벡터 추가에 대해.

  • 합력의 개념에 관한 뉴턴의 제1법칙의 해석.
  • 이 법의 표현에 대한 인식.
  • 신체적 문제를 해결하기 위해 습득한 지식을 친숙하고 새로운 상황에 적용합니다.
  • 수업 목표 (교사용):

    교육적인:

    • 결과적인 힘과 그것을 찾는 방법에 대한 지식을 명확히 하고 확장합니다.
    • 운동법칙(뉴턴의 법칙)의 정당화에 합력의 개념을 적용하는 능력 형성
    • 주제를 마스터하는 수준을 결정하십시오.
    • 상황에 대한 자기 분석과 자제력을 계속 개발하십시오.

    교육적인:

    • 주변 세계의 현상 및 속성 인식 가능성에 대한 세계관 아이디어 형성에 기여합니다.
    • 물질의 인식 가능성에서 변조의 중요성을 강조합니다.
    • 보편적 인간의 자질 형성에주의하십시오.
      a) 효율성,
      b) 독립성
      c) 정확성;
      d) 징계
      e) 학습에 대한 책임감 있는 태도.

    개발 중:

  • 어린이의 정신 발달을 수행하기 위해;
  • 현상을 비교하고 결론을 내리고 일반화하는 기술 형성에 대한 작업;
  • 배우다:
    ) 현상에 대한 설명에서 유사성의 표시를 강조 표시하고,
    b) 상황 분석
    c) 이 분석 및 기존 지식을 기반으로 논리적 추론을 수행합니다.
  • 다양한 상황에서 기존 지식의 적용에 대한 학생의 독립적 사고 수준을 확인하십시오.
  • 장비 및 시연.

    1. 삽화:
      I.A.의 우화 스케치 Krylov "백조, 가재 및 파이크",
      I. Repin의 그림 스케치 "볼가의 바지선 운반선",
      문제 번호 108 "순무"- G. Oster의 "물리학자의 작업 책".
    2. 폴리에틸렌 기준으로 색칠된 화살표.
    3. 복사 용지.
    4. 독립적 인 작업의 두 가지 문제를 해결 한 Kodoscope 및 필름.
    5. Shatalov "지원 메모".
    6. 패러데이의 초상화.

    보드 레이아웃:

    "당신이 이 안에 있다면
    제대로 파악하다
    당신은 더 잘 따라갈 수 있습니다
    내 생각의 기차를 따라
    다음에서."
    M. 패러데이

    수업 중

    1. 조직적 순간

    시험:

    • 결석;
    • 일기, 노트북, 펜, 통치자, 연필의 존재;

    외모 평가.

    2. 반복

    수업 시간에 우리는 다음과 같이 반복합니다.

    • 나 뉴턴의 법칙.
    • 힘은 가속의 원인입니다.
    • 뉴턴의 제2법칙.
    • 삼각형 및 평행 사변형의 규칙에 벡터 추가.

    3. 주요 재료

    수업 문제.

    “한 때 백조, 게자리, 그리고 창꼬리
    짐을 싣고 카트가 왔다.
    그리고 함께, 셋, 모두 그것을 이용했습니다.
    피부 밖으로 올라오다
    그리고 카트는 여전히 움직이지 않습니다!
    그들에게는 수하물이 쉬울 것 같았습니다.
    예, 백조는 구름 속으로 부서지고,
    암이 뒤로 물러난다
    그리고 파이크는 물 속으로 당깁니다!
    누가 그들에게 죄가 있고 누가 옳습니까?
    우리가 판단할 일이 아닙니다.
    네, 아직 물건이 있을 뿐입니다!”

    (I.A. 크릴로프)

    이 우화는 알렉산더 1세에 대한 회의적인 태도를 표현하고 있으며, 1816년 국무원의 소란을 조롱하며, 알렉산드르 1세가 시작한 개혁과 위원회는 깊이 수렁에 빠진 ​​독재 정권의 수레를 조금도 움직일 수 없었습니다. 이 점에서 정치적인 관점에서 Ivan Andreevich가 옳았습니다. 하지만 물리적인 측면을 알아보자. 크릴로프가 맞나요? 그러기 위해서는 몸에 가해지는 힘의 합이라는 개념에 좀 더 익숙해질 필요가 있다.

    몸체(점)에 적용된 모든 힘의 기하학적 합과 같은 힘을 합력 또는 합력이라고 합니다.

    그림 1

    이 몸은 어떻게 행동합니까? 정지해 있거나 직선으로 균일하게 움직인다. 뉴턴의 I 법칙에 따르면 다른 물체가 작용하지 않거나 속도가 일정하지 않은 경우 점진적으로 움직이는 물체가 속도를 일정하게 유지하는 기준틀이 있기 때문이다. 이러한 신체의 행동은 보상됩니다.

    즉 |F 1 | = |F 2 | (결과물의 정의가 도입됨).

    동시에 작용하는 여러 힘과 동일한 효과를 신체에 생성하는 힘을 이러한 힘의 합이라고 합니다.

    여러 힘의 결과를 찾는 것은 작용하는 힘의 기하학적 추가입니다. 삼각형 또는 평행 사변형의 규칙에 따라 수행됩니다.

    그림 1에서 R=0, 왜냐하면 .

    두 벡터를 더하려면 두 번째 벡터의 시작을 첫 번째 벡터의 끝에 적용하고 첫 번째 벡터의 시작을 두 번째 벡터의 끝에 연결합니다. (폴리에틸렌 기반 화살표가 있는 보드 조작).이 벡터는 몸체에 적용된 모든 힘의 결과입니다. R \u003d F 1 - F 2 \u003d 0

    합력의 정의에 기초하여 뉴턴의 제1법칙을 어떻게 공식화할 수 있습니까? 뉴턴의 첫 번째 법칙의 잘 알려진 공식:

    “주어진 몸에 다른 몸이 작용하지 않거나 다른 몸의 작용이 보상(균형)되면 이 몸은 정지해 있거나 직선으로 균일하게 움직인다.”

    새로운 뉴턴의 I 법칙의 공식화 (기록을 위해 Newton의 I 법칙의 공식화를 제공하십시오):

    "몸에 가해진 힘의 합이 0이면 몸은 정지 상태 또는 균일한 직선 운동을 유지합니다."

    몸에 가해지는 힘이 한 직선을 따라 한 방향으로 향하는 경우 결과를 찾을 때 어떻게 진행합니까?

    작업 #1 (문제 책 "물리학"에서 Grigory Oster의 문제 번호 108의 솔루션).

    순무를 들고 있는 할아버지는 견인력을 최대 600N, 할머니는 최대 100N, 손녀는 최대 50N, 벌레는 최대 30N, 고양이는 최대 10N 및 마우스를 개발합니다. - 최대 2 N. 같은 방향으로 같은 직선을 가리키는 이러한 모든 힘의 결과는 무엇입니까? 땅에 순무를 쥐고 있는 힘이 791N이라면 이 회사는 쥐 없이 순무를 다룰 것인가?

    (폴리에틸렌 기반 화살표가 있는 보드 조작).

    대답. 결과 힘의 모듈은 할아버지가 순무를 당기고, 할머니가 할아버지를 당기고, 손녀가 할머니를 당기고, 벌레가 손녀를 당기고, 고양이가 벌레를 당기는 힘의 모듈의 합과 같습니다. 쥐가 고양이를 잡아당기면 792N이 됩니다. 이 강력한 충동에 대한 쥐의 근육력 기여도는 2N입니다. Myshkin의 뉴턴이 없으면 일이 작동하지 않습니다.

    작업 번호 2.

    그리고 몸에 작용하는 힘이 서로 직각으로 향한다면? (폴리에틸렌 기반 화살표가 있는 보드 조작).

    (우리는 규칙 p. 104 Shatalov "지원 참고 사항"을 기록합니다).

    작업 번호 3.

    우화에 나오는 I.A.가 맞는지 알아봅시다. 크릴로프.

    우화에 묘사된 세 동물의 견인력이 카트의 무게와 동일하고 비슷하거나(또는 그 이상) 정지 마찰력을 초과한다고 가정하면 문제 3에 대해 그림 2(1)을 사용합니다. , 결과를 구성한 후 And .BUT를 얻습니다. 물론 Krylov가 맞습니다.

    학생들이 미리 준비한 아래 데이터를 사용하면 약간 다른 결과를 얻습니다(과제 3은 그림 2(1) 참조).

    이름 치수, cm 무게, kg 속도, m/s
    암(강) 0,2 - 0,5 0,3 - 0,5
    단창 60 -70 3,5 – 5,5 8,3
    백조 180 7 – 10 (13) 13,9 – 22,2

    견인력과 저항력이 같을 때 가능한 등속 직선 운동 시 물체가 발전하는 힘은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

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