Динамика поступательного движения. Раздел 5
Сила – мера взаимодействия физических тел. Причина возникновения (изменения) движения.
Характеристики:
1. Модуль
2. Направление
3. Точка приложения
Результат действия:
1. Ускорение (изменение скорости)
2. Деформация (изменение формы)
3. Ускорение и деформация вместе
Правило: точку приложения силы можно перенести по линии действия силы.
Законы Ньютона
I Закон. Об инерциальных системах отсчёта (ИСО):
Существуют инерциальные системы отсчёта, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела.
Если , то или , то есть .
II Закон. Основное уравнение динамики:
Ускорение тела прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе.
[Н]=[кг]∙[м/с2]
III Закон.:
Силы, с которыми тела действуют друг на друга, имеют равные модули и противоположные направления. (Сила действия равна силе противодействия).
Задачи
1. Реактивный самолёт массой m = 6 т разгоняется, если сила тяги двигателей F т = 9 кН? Найти ускорение самолёта a.
2. На первоначально покоящееся тело(V 0 = 0) массой m = 0,2 кг действует в течении t = 5 с сила F = 0,1 Н. Найти скорость тела V.
3. Шарик массы m = 100 г подлетает к стенке со скоростью V 0 = 5 м/с по направлению нормали к стенке, ударяется об нее упруго. Найти среднюю силу F действия шарика на стенку, если удар продолжался t = 0,1 с.
4. Автомобиль массой m = 2 т, трогаясь с места(V 0 = 0), прошел путь S = 100 м за t = 10 с. Найти силу тяги F т.
|
|
Основные силы:
Сила гравитационного взаимодействия
[Н]
G = 6,67∙10-11 [Н∙м2/кг2] – гравитационная постоянная
M,m – массы тел [кг]
R – расстояние между центрами тел [м]
Задачи
1. Масса станции 19 т, масса космонавта в скафандре 100 кг. Найти силу гравитационного взаимодействия между станцией и космонавтом на расстоянии 100 м.
2. Ракета поднялась на высоту 990 км. Как изменилась сила тяжести, действующая на ракету, на этой высоте Mg 1 по сравнению с силой тяжестиу поверхности Земли Mg 0? Радиус Земли R з = 6400 км.
3. Найти ускорение свободного падения тела на высоте, равной половине радиуса Земли h = R з /2?
4. РадиусСолнца примерно в 110 раз больше радиусаЗемли, а средняя плотность Солнца относитсяк средней плотности Земли, как 1:4. Найти ускорение свободного падения у поверхности Солнца.
2) Сила упругости (Закон Гука)
[Н]
k – коэффициент жёсткости [Н/м]
x – деформация или удлинение тела [м]
Задачи
1. Найти удлинение троса с жесткостью 100 кН/м при буксировке автомобиля массой 2 т с ускорением 0,5 м/с2.
2. Собака привязана к будке на резиновом поводке с жесткостью 100 Н/м. Длина поводка 2 м. На каком безопасном расстоянии надо обходить будку, если собака бросается на прохожих с силой 200 Н?
|
|
3.
Под действием силы 4,5 Н пружинаудлинилась на 6 см. Найти модуль силы, под действием которой удлинение этой пружины составит 4 см?
3) Сила трения (скольжения)
[Н]
μ – коэффициент трения (нет меры)
N – сила реакции опоры [Н]
Задачи
1. Автомобиль массой 2 т движется равноускоренно по горизонтальному шоссе. Найти силу тяги автомобиля, если коэффициент трения 0,02.
2. Автомобиль массой 1,5 т движется равноускоренно по горизонтальному шоссе. Найти силу трения, действующую на автомобиль, если коэффициент трения 0,04.
3.
Брусок массой 20 кг равномерно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая к нему постоянную силу, направленную под углом 30° к поверхности. Модуль этой силы равен 75 Н. Найти коэффициент трения между бруском и плоскостью.
4) Вес – сила действия на опору или подвес P [Н]
T – сила натяжения нити [Н].
P =N, или P = T, или P = F упр
Задачи
1. В поднимающемся лифте находится пассажир массой 60 кг. Найти его вес, если ускорение лифта +2 м/с2. … если ускорение лифта -2 м/с2.
2. Автомобиль массой 1 т движется со скоростью 36 км/ч по выпуклому мосту. Траектория движения автомобиля является дугой окружности радиусом 50 м. Найти вес автомобиля в верхней точке моста.
|
|
3. Автомобиль массы 2000 кг движется со скоростью 36 км/ч по вогнутому мосту, имеющему радиус кривизны 100 м. Найти силу, с которой автомобиль давит на мост в его середине.
Домашняя работа
1. Автомобиль, трогаясь с места(V 0 = 0), прошел путь S = 200 м за t = 20 с. Сила тяги F т = 2кН. Найти. массу автомобиля.
2. Масса станции 19 т, масса космонавта в скафандре 100 кг. Найти силу гравитационного взаимодействия между станцией и космонавтом на расстоянии 100 м.
3. Под действием силы 10 Н пружинаудлинилась на 7 см. Найти удлинение пружины под действием силы 14 Н.
4.
Брусок массой 10 кг равномерно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая к нему постоянную силу, направленную под углом 30° к поверхности. Коэффициент трения 0,3. Найти модуль силы F.
5. Автомобиль массой 1,5 т движется со скоростью 72 км/ч по выпуклому мосту. Траектория движения автомобиля является дугой окружности радиусом 50 м. Найти вес автомобиля в верхней точке моста.
Движение связанных тел (нить перекинута через невесомый блок)
|
|
Запишем II закон Ньютона
Связь
Запишем проекции на оси:
Получим:
Задачи
1. На нити, перекинутой через легкий блок, помещены грузы массой 0,3 и 0,2 кг. Найти с каким ускорением движется система, если трения в блоке нет.
2.
По горизонтальному столу из состояния покоя движется брусок массой 0,8 кг, соединенный с грузом массой 0,2 кг невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через гладкий невесомый блок (см. рисунок). Груз движется с ускорением 1,2 м/с2. Найти коэффициент трения бруска о поверхность стола.
3.
Одинаковые бруски, связанные нитью, движутся под действием внешней силы F по гладкой горизонтальной поверхности (см. рисунок). Найти во сколько раз увеличится сила натяжения нити между брусками, если третий брусок переложить с первого на второй.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 180; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!