Физика
5. Типы задач для движения тела под действием
нескольких сил.
Тип задачи |
Рисунки |
Уравнение движения для |
|
общего случая |
|||
|
|
5
Движение тела по наклонной плоскости
Физика
5. Типы задач для движения тела под действием
нескольких сил.
Тип задачи |
Рисунки |
Уравнение движения для |
|
общего случая |
|||
|
|
6
Движение тела по окружности, дуге окружности
Физика
5. Типы задач для движения тела под действием
нескольких сил.
Тип задачи |
Рисунки |
Уравнение движения для |
|
общего случая |
|||
|
|
7
Движение тела на повороте
Физика
Выводы
Законы Ньютона применяются:
•для инерциальных систем отсчета;
•для материальных точек;
•для v << c (с — скорость света).
Задачи по динамике, в которых
рассматривается движение тела под действием нескольких сил, можно разделить на группы (см. табл. выше) и решить по определенным алгоритмам (7 алгоритмов).
Физика
Алгоритм решения задач по динамике для тела, движущегося под действием нескольких сил
1. Проанализировать задачу и выяснить, сколько тел входит в систему.
2.Записать краткое условие задачи, перевести все данные в СИ.
3.Изобразить на схеме движущиеся тела и силы, действующие на каждое из них.
4.Определить характер движения тела (равномерное или равноускоренное).
5.Записать уравнение движения тела в векторной форме для каждого тела (уравнение второго закона Ньютона = т , где — равнодействующая всех сил, действующих на тело).
6.Выбрать для каждого движущегося тела направление разложения сил:
если тело движется равномерно (или находится в покое), направление выбирается произвольно;
Физика
Алгоритм решения задач по динамике для тела,
движущегося под действием нескольких сил
(окончание)
7. Разложить по осям Ох и Оу силы, действующие на тело.
8. Записать уравнение второго закона Ньютона в проекциях на оси координат (проекция силы положительна, если ее направление совпадает с направлением оси, и отрицательна, если они направлены противоположно).
9. Определить число неизвестных в уравнениях; если число неизвестных больше числа уравнений, дополнить систему уравнениями кинематики.
10. Решить систему уравнений в общем виде.
11. Проверить правильность полученной формулы методом проверки единиц физических величин. 12. Найти числовые значения искомых величин.
13. Провести анализ полученных результатов.
Физика
6. Равновесие тел. Момент силы. Условие равновесия тел.
Статика как раздел механики Статика (от греч. «статике» — учение о весе,
равновесии) — раздел механики, в котором изучаются условия равновесия тел, то есть условия, при которых тело может находиться в покое относительно определенной инерциальной системы отсчета.
В работах по механике ученые Древнего Египта и Древней Греции преимущественно рассматривали вопросы статики, поскольку действие огромного количества машин и механизмов основывается на учении о равновесии тел.
Знаниями о равновесии руководствуются и сегодня в архитектуре и строительстве. Так, возводя любое
сооружение, которое должно находиться в покое,
Физика
Согласно второму закону Ньютона, если равнодействующая сил равна нулю, то тело находится в состоянии покоя:
Первое условие равновесия:
для того чтобы тело оставалось в покое (относительно инерциальной системы отсчета), необходимо, чтобы векторная сумма всех приложенных сил была равна нулю.
Первое условие равновесия рассматривается для тел, которые можно считать материальными точками.
Используя первое условие равновесия, можно вычислить силы, действующие со стороны тела,
Физика
Момент силы. Второе условие равновесия
Если тело нельзя рассматривать как материальную точку, то выполнения первого условия равновесия может быть недостаточным для того, чтобы тело оставалось в покое. Если силы приложены не в одной точке, то тело может начать вращаться.
Как известно, примером тела, способного вращаться, является рычаг.
Демонстрация 2. Приложить к рычагу две одинаковые силы, направленные в противоположные стороны, в произвольных точках. Это приводит к нарушению равновесия рычага, и он начинает вращаться.
Следовательно, правило равновесия для таких случаев должно быть более сложным. Необходимо
вспомнить такие характеристики, как плечо силы и
Физика
Момент силы.
Расстояние от оси вращения до линии действия силы называется плечом силы, расстояние от точки до прямой — это перпендикуляр, опущенный из этой точки на данную прямую (см. рис.).
Произведение модуля силы на плечо силы называется Момент силы обозначается символом
моментом силы.
М и определяется по формуле M = Fl, [М] = Н м (СИ).
Момент силы — величина скалярная. Чтобы обозначить направление оси вращения тела под действием определенной силы, моменту приписывается знак «-» или «+». Момент считается отрицательным, если сила предопределяет вращение тела по часовой стрелке, и
положительным — если против