10) Вага тіла:
Це
сила
,
з якою вона, внаслідок притягання Землею
або руху з прискоренням
,
тисне на опору або розтягує підвіс. Вага прикладена до опори або підвісу, а не до
самого тіла
.
Часткові випадки обчислення ваги тіла:
а) рівномірний прямолінійний рух (або спокій):
б) рух з прискоренням, напрямленим вертикально вгору:
в) рух з прискоренням, напрямленим вертикально вниз:
г) рух з прискоренням, напрямленим горизонтально:
Вага
тіла (як і сила реакції опори
)
є частковим випадком сили пружності.
Коефіцієнтом перевантаження називають відношення ваги тіла, що рухається
з
прискоренням
,
до ваги тіла в стані спокою
:
.
Невагомість
(
)
– це стан, за якого вага тіла дорівнює
нулю. Тіло перебуває
в цьому
стані тоді, коли на нього діє лише сила
тяжіння (тобто
- тіло вільно
падає).
Тіло, що стоїть на опорі або закріплене на підвісі, піддається деформації тільки
при сукупності дій сил тяжіння і сил пружності зі сторони опори або підвісу.
11) Сили тертя:
Ці сили мають електромагнітну природу, тобто в основі сил тертя лежать
електричні сили взаємодії молекул. Сили тертя залежать від швидкості руху тіл
відносно один одного.
Рис. 11
А)
Сила
тертя спокою
виникає при спробі зрушити одне зі
стичних тіл
відносно іншого. Напрямлена протилежно до сили, яка прикладена до тіла
паралельно поверхні дотику її з іншим тілом (рис. 11). Якщо паралельно цієї
поверхні
не діють ніякі сили, то
.
Модуль
сили тертя спокою:
,
де
- проекція на вісь Ох сили, що
прагне
вивести тіло зі стану спокою. Її межі:
,
де
,
де
- коефіцієнт тертя, який залежить від
роду речовини, якості обробки..;
- сила реакції опори.
Б)
Сила
тертя ковзання
завжди напрямлена протилежно відносної
швидкості
стичних
тіл. Модуль сили тертя ковзання:
.
В) Сила тертя кочення виникає через деформацію поверхні перед тілом, що
котиться.
Зазвичай
.
Г) Рідке тертя виникає при поступальному русі твердого тіла в рідині чи газі.
Сила опору напрямлена проти руху тіла. Залежить від форми і розмірів тіл
та від швидкості руху тіла відносно середовища.
При
малих швидкостях:
;
при великих швидкостях
,
де
- швидкість тіла;
- коефіцієнт опору середовища.
12) Імпульс тіла або імпульс матеріальної точки (кількість руху):
,
де
-маса
тіла;
-швидкість
тіла (напрями векторів
і
співпадають)
13) Імпульс сили:
,
де
- сила (або рівнодійна всіх сил, якщо їх
декілька), що прикладена до тіла,
(напрями
векторів
і
співпадають);
- інтервал
часу.
Другий закон Ньютона в імпульсній формі:
зміна
імпульсу тіла дорівнює імпульсу сили
.
14) Закон збереження імпульсу:
У замкнених механічних системах векторна сума імпульсів тіл залишається
незмінною при будь-яких взаємодіях тіл системи між собою або, коли сума
всіх зовнішніх сил, що діють на тіла системи дорівнює нулю
Систему тіл називають замкненою, якщо тіла системи взаємодіють лише між собою
Реактивним називають рух, зумовлений відокремленням від тіла його частин.
15) Механічна робота:
У
векторній формі (скалярний добуток
векторів):
,
де
- кут між силою
(вектором сили
)
і переміщенням
(вектором
).
Геометричний зміст роботи: якщо сила і переміщення співнапрямлені, то робота
чисельно
дорівнює площі фігури, обмеженої графіком
залежності
,
осями
координат та прямою
.
А) Робота сили, що спричиняє зміну швидкості тіла:
якщо
,
то
Б) Робота сили тяжіння:
В) Робота сили пружності:
Робота сили тяжіння та сили пружності не залежить від форми траєкторії,
а
визначається початковим
та кінцевим
станом системи.
Робота
цих сил по замкненій траєкторії
дорівнює нулю.
16) Механічна потужність:
,
,
де
- кут між силою
та швидкістю
.
17) ККД (коефіцієнт корисної дії) механізму:
,
де
(
)
– корисна робота (потужність),
(
)
– затрачена.
18) Енергія.
Енергія в механіці – це величина, що визначається станом системи – положенням
тіл та їх швидкостями; зміна енергії припереході системи із одного стану в інший
дорівнює роботі зовнішніх сил.
А) Потенціальна – це енергія взаємодії сил. Вона визначається взаємним
положенням тіл, що взаємодіють.
Потенціальна енергія тіла, піднятого в полі земного тяжіння на висоту
над нульовим рівнем (цей рівень вибирають довільно):
Потенціальна енергія деформованої пружини, жорсткість якої :
Для роботи сили тяжіння та сили пружності справедлива теорема:
Б) Кінетична – це енергія руху тіла:
Для роботи сил, що змінюють швидкість тіла, справджується теорема:
Повна механічна енергія:
Повна механічна енергія системи тіл – це сума повних механічних
енергій усіх тіл системи.