как узнать равнодействующую сил

Сила реакции опоры (сила, направленная вверх) длиннее силы тяжести, так как шарик движется по окружности, центростремительное ускорение направлено вверх

Сила реакции опоры (сила, направленная вверх) короче силы тяжести, так как шарик движется по окружности, центростремительное ускорение направлено вниз. Вектор силы тяжести, направленный вниз, длиннее.

Нахождение равнодействующей силы

Для того, чтобы найти равнодействующую силу, необходимо: во-первых, верно обозначить все силы, действующие на тело; затем изобразить координатные оси, выбрать их направления; на третьем шаге необходимо определить проекции векторов на оси; записать уравнения. Кратко: 1) обозначить силы; 2) выбрать оси, их направления; 3) найти проекции сил на оси; 4) записать уравнения.

Как записать уравнения? Если в некотором направлении тело двигается равномерно или покоится, то алгебраическая сумма (с учетом знаков) проекций сил равна нулю. Если в некотором направлении тело движется равноускоренно, то алгебраическая сумма проекций сил равна произведению массы на ускорение, согласно второму закону Ньютона.

Примеры

На движущееся равномерно по горизонтальной поверхности тело, действуют сила тяжести, сила реакции опоры, сила трения и сила, под действием которой тело движется.

Обозначим силы, выберем координатные оси

Тело, которое прижимают к вертикальной стенке, равноускоренно движется вниз. На тело действуют сила тяжести, сила трения, реакция опоры и сила, с которой прижимают тело. Вектор ускорения направлен вертикально вниз. Равнодействующая сила направлена вертикально вниз.

Тело равноускоренно движется по клину, наклон которого альфа. На тело действуют сила тяжести, сила реакции опоры, сила трения.

Главное запомнить

1) Если тело покоится или движется равномерно, то равнодействующая сила равна нулю и ускорение равно нулю;
2) Если тело движется равноускоренно, значит равнодействующая сила не нулевая;
3) Направление вектора равнодействующей силы всегда совпадает с направлением ускорения;
4) Уметь записывать уравнения проекций действующих на тело сил

Системы и блоки*

Неподвижный блок используется лишь для изменения направления силы.

Тела, связанные нерастяжимой нитью, имеют одинаковые по величине ускорения.

Подвижный блок предназначен для изменения величины прилагаемых усилий. Если концы веревки, обхватывающей блок, составляют с горизонтом равные между собой углы, то для подъёма груза потребуется сила вдвое меньше, чем вес груза. Действующая на груз сила относится к его весу, как радиус блока к хорде дуги, обхваченной канатом.

Ускорение тела А в два раза меньше ускорения тела В.

Фактически, любой блок представляет собой рычаг, в случае неподвижного блока — равноплечий, в случае подвижного — с соотношением плеч 1 к 2. Как и для всякого другого рычага, для блока справедливо правило: во сколько раз выигрываем в усилии, во столько же раз проигрываем в расстоянии

Также используется система, состоящая из комбинации нескольких подвижных и неподвижных блоков. Такая система называется полиспаст.

Источник

Формула равнодействующей всех сил

Определение и формула равнодействующей всех сил

В классической динамике основным законом, с помощью которого находят направление и модуль равнодействующей силы является второй закон Ньютона:

На тело могут действовать не одна, а некоторая совокупность сил. Суммарное действие этих сил характеризуют, используя понятие равнодействующей силы. Пусть на тело оказывают действие в один и тот же момент времени несколько сил. Ускорение тела при этом равно сумме векторов ускорений, которые возникли бы при наличии каждой силы отдельно. Силы, которые оказывают действие на тело, следует суммировать в соответствии с правилом сложения векторов. Равнодействующей силой ($\overline$) называют векторную сумму всех сил, которые оказывают действие на тело в рассматриваемый момент времени:

Основной закон динамики поступательного движения при наличии нескольких сил

Если на тело действуют несколько сил, тогда второй закон Ньютона записывают как:

$\overline=0$, если силы, приложенные к телу, взаимно компенсируют друг друга. Тогда в инерциальной системе отсчета скорость движения тела постоянна.

При изображении сил, действующих на тело, на рисунке, в случае равноускоренного движения, равнодействующую силу, изображают длиннее, чем сумму сил, которые противоположно ей направлены. Если тело перемещается с постоянной скоростью или покоится, длины векторов сил (равнодействующей и сумме остальных сил), одинаковы и направлены они в противоположные стороны.

Когда находят равнодействующую сил, на рисунке изображают все учитываемые в задаче силы. Суммируют эти силы в соответствии с правилами сложения векторов.

Примеры задач на равнодействующую сил

Решение. Сделаем рисунок.

Вычислим модуль равнодействующей силы:

\[F=\sqrt<<20>^2+<10>^2+2\cdot 20\cdot 10<\cos (60<>^\circ )\ >>\approx 26,5\ \left(Н\right).\]

Задание. На материальную точку действуют силы (рис.2). Какова равнодействующая этих сил?

Решение. Равнодействующая сил, приложенных к точке (рис.2) равна:

Равнодействующую, которая действует на материальную точку, найдем как:

Источник

Формула равнодействующей силы

Сила выступает в качестве количественной меры взаимодействия тел. Это важная физическая величина, так как в инерциальной системе отсчета любое изменение скорости тела может происходить только при взаимодействии с другими телами. Иначе говоря, при действии на тело силы.

Взаимодействия тел могут иметь разную природу, например, существуют электрические, магнитные, гравитационные и другие взаимодействия. Но при исследовании механического движения тела природа сил, вызывающих у тела ускорение значения не имеет. Проблемой происхождения взаимодействия механика не занимается. Для любого взаимодействия численной мерой становится сила. Силы разной природы измеряют в одних единицах (в Международной системе единиц в ньютонах), при этом используют одни и те же эталоны. В виду такой универсальности механика занимается исследованием и описанием движения тел, которые испытывают воздействия сил любой природы.

Результатом действия силы на тело является ускорение тела (изменение скорости его движения) или (и) его деформация.

Сложение сил

Пусть, металлический шарик удерживается упругой пружиной и его притягивает магнит(рис.1). Тогда на него действуют две силы: сила упругости со стороны пружины ($<\overline>_u$) и магнитная сила ($<\overline>_m$) со стороны магнита. Считаем, что их величины известны. При совместном действии данных, сил шарик будет находиться в состоянии покоя, если на него воздействовать третьей силой ($\overline$), которая удовлетворяет равенству:

Этот опыт дает возможность сделать вывод о том, что несколько сил, действующих на одно тело можно заменить одной равнодействующей, при этом не важна природа сил. Равнодействующая получается как результат векторного суммирования сил, действующих на тело.

Определение и формула равнодействующей силы

И так, векторная сумма всех сил, оказывающих действие на тело в один и тот же момент времени, называют равнодействующей силой ($\overline$):

Выражение (2) можно считать формулой равнодействующей силы.

Суммирование сил можно проводить графически. При этом используют правила многоугольника, параллелограмм и треугольника. Если при таком сложении сил многоугольник получился замкнутым, то равнодействующая равна нулю. При равенстве нулю равнодействующей систему называют уравновешенной.

Запись второго закона Ньютона с использованием равнодействующей силы

Второй закон Ньютона является основным законом в классической динамике. Он связывает силы, оказывающие воздействие на тело и его ускорение и позволяет решать основную задачу динамики. Если тело оказывается под воздействием нескольких сил, то второй закон Ньютона записываю так:

Формула (3) означает, что равнодействующая всех сил, приложенных к телу, может быть равна нулю, в том случае, если происходит взаимная компенсация сил. Тогда тело перемещается с постоянной скоростью или находится в состоянии покоя в инерциальной системе отсчета. Можно сказать обратное, если тело движется равномерно и прямолинейно в инерциальной системе отсчета, то на него не действуют силы или их равнодействующая равна нулю.

При решении задач и указании на схемах сил, действующих на тело, при движении тела с постоянным ускорением, равнодействующую силу направляют по ускорению и изображают длиннее, чем противоположно ей направленную силу (сумму сил). При равномерном движении (или если тело находится в состоянии покоя) длина векторов сил, имеющих противоположные направления одинакова (равнодействующая равна нулю).

Исследуя условия задачи, необходимо определить, какие силы оказывают действие на тело, будут учитываться в равнодействующей, какие силы не оказывают существенного влияния на движение тела и их можно отбросить. Значимые силы изображают на рисунке. Складывают силы по правилам сложения векторов.

Примеры задач с решением

Задание. Под каким углом должны быть расположены силы на рис. 2, чтобы их равнодействующая была равна по модулю каждой из составляющих ее сил?

Решение. Для решения задачи воспользуемся теоремой косинусов:

Так как по условию задачи:

Решением полученного тригонометрического уравнения являются углы:

\[\alpha =\frac<2\pi ><3>+\pi n\ ;;\ \alpha =\frac<4\pi ><3>+\pi n\ \left(где\ n-целое\ число\right).\ \]

Задание. Чему равна равнодействующая сила, если на тело действуют силы, представленные на рис.3.

В результате построения получен замкнутый многоугольник, это означает, что равнодействующая сил, приложенных к телу равна нулю.

Источник

Равнодействующая сила

Все тела взаимодействуют между собой. Мерой взаимодействия тел или частиц служит такая векторная физическая величина как сила ($\overline$). Результатом действия силы на тело является его деформация или изменение скорости перемещения, возможно и то и другое одновременно.

Одним из основных законов классической динамики является второй закон Ньютона, который связывает силы, действующие на тело и его ускорение:

Сложение сил, равнодействующая сила

Если к материальной точке приложено несколько сил, то их можно заменить равнодействующей силой. Равнодействующая получается в результате векторного суммирования сил, воздействующих на тело.

Векторная сумма всех сил, действующих на тело одновременно, называется равнодействующей силой ($\overline$):

Равнодействующую можно найти по правилу многоугольника (рис.1).

Если при сложении сил многоугольник получится замкнутым, следовательно, равнодействующая сил равна нулю (рис.2). Такую систему сил называют уравновешенной.

Если несколько сил приложены к одной точке, то эти силы можно уравновесить, если приложить еще уравновешивающую силу. Уравновешивающая сила равна равнодействующей, но противоположно направлена.

Если на тело действуют несколько сил, то второй закон Ньютона записывается как:

Равнодействующая всех сил, действующих на тело, может быть равна нулю, в том случае, если происходит взаимная компенсация сил, приложенных к телу. В таком случае тело движется с постоянной скоростью или находится в покое.

При решении задач и изображении сил, действующих на тело, на рисунке, если тело движется с постоянным ускорением, равнодействующую силу направляют по ускорению и изображают длиннее, чем противоположно ей направленную силу (сумму сил). При равномерном движении (или если тело находится в состоянии покоя) длина векторов сил, имеющих противоположные направления одинакова.

Изучая условия задачи, следует выяснить, какие силы действуют на тело, и войдут в равнодействующую, какие силы не оказывают существенного влияние на движение тела и их можно не учитывать. Значимые силы изображают на чертеже. Складывают силы по правилам сложения векторов.

Примеры задач с равнодействующей силой

Задание. Чему равна равнодействующая двух сил, действующих на материальную точку, если они заданы уравнениями:

Модуль равнодействующей найдем по теореме Пифагора:

Решение. По второму закону Ньютона равнодействующая сил, приложенных к телу равна:

Так как тело движется прямолинейно по оси X (это следует из закона движения), то:

В результате имеем:

Источник

Как узнать равнодействующую сил

Сила обозначается буквой F
Сила измеряется в Ньютонах [Н]
Равнодействующая сила это сила, которой можно заменить
действие нескольких сил.
Если силы сонаправлены, то равнодействующая равна
их сумме R = F 1 + F 2

На рисунке две силы 4Н и 9Н заменены одной силой 13Н

g это ускорение свободного падения, в расчетах будем округлять до 10

1. На тело действуют вправо две силы: F ₁ = 3Н и F ₂ = 8Н.
Сделать рисунок с расстановкой сил, определить
равнодействующую силу.

1-й вариант. Все силы сонаправлены: R = 3Н + 7Н + 10Н = 20Н

4. Найти плотность металла, 15,6 г которого имеют объем 2 см3

5. Найти массу бензина в 20 литровой канистре(Плотность бензина 710 кг/м3)

6. Найти плотность металла, 27 кг которого имеют объем 10000 см3

7. Найти массу воздуха в комнате длиной 6 м,шириной 3 м высотой 3 м. Плотность воздуха 1,29 кг/м3)

8. Сколько времени понадобится самолету для прохождения расстояния 500 км,если он развивает скорость 400 км/ч?(ответ дать в часах)

9. Сколько времени понадобится ракете для прохождения расстояния 32400 км,если она развивает скорость 3600 км/ч?(ответ дать в часах)

10. С какой скоростью движется лодка,если расстояние 97 км она проплывает за 4 часа?(ответ дать в км/ч)

11. Какой путь пройдет баржа за сутки,если она идет со скоростью 8 км/ч?(ответ дать в км)

12. Какое время понадобится вертолету для преодоления пути в 1250 км,если его скорость 250 км/ч?(ответ дать в часах)

13. С какой скоростью движется лошадь,если расстояние 45 км она проходит за 4 часа?(ответ дать в км/ч)

14. Турист вышел из кемпинга и направился в сторону станции со скоростью 4 км/ч,через 1 час,поняв что опаздывает,он побежал со скоростью 10 км/ч и ровно через 2 часа он был на станции.Какое расстояние от кемпинга до станции?(ответ дать в км)

15. От дома до института студент 20 минут ехал на трамвае со скоростью 36 км/ч,а затем шел пешком 10 минут со скоростью 6 км/ч.Какое расстояние от дома до института?(ответ дать в км)

Перевод из километров в час в метры в секунду

Если мы движемся со скоростью 1 километр в час,то сколько метров мы проходим за это время?

1000 метров за час

Если мы движемся со скоростью 1000 метров за час,то сколько метров мы проходим за одну секунду?

Чтобы ответить на этот вопрос подумаем для начала сколько секунд в часе? 60*60=3600

Значит мы проходим 1000 метров за 3600 секунд

А за 1 секунду мы проходим:

40. Перевести 36 км/ч в метры в секунду

41. Перевести 54 км/ч в метры в секунду

42. Перевести 72 км/ч в метры в секунду

43. Перевести 3,6 км/ч в метры в секунду

44. Перевести 18 км/ч в метры в секунду

45. Перевести 7,2 км/ч в метры в секунду

В школьных задачах по физике нужно считать и давать ответ в системе СИ,если не говорится в каких единицах измерения физической величины давать ответ

километр в час и метр в секунду это единицы измерения физической величины-СКОРОСТИ

В системе СИ скорость измеряется в метрах в секунду,путь измеряется в метрах,а время в секундах

80. Мальчик движется на самокате со скоростью 7,2 км/ч, какой путь он пройдет за 20 секунд?

81. Катер движется со скоростью 28,8 км/ч, какой путь он пройдет за 45 секунд?

82. За какое время мотоциклист преодолевает расстояние 100 метров,если его скорость 60 км/ч?

Источник

• ← как узнать рабочий телефон
• как узнать радар мегафон →