4. Сила тяготения. Закон всемирного тяготения.

Силой тяжести называется сила, действующая на любое находящееся вблизи земной поверхности тело.

Частным, но крайне важным для нас видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле. Эту силу называют силой тяжести. Согласно закону всемирного тяготения, она выражается формулой

где т – масса тела, М – масса Земли, R – радиус Земли, h – высота тела над поверхностью Земли. Сила тяжести направлена вертикально вниз, к центру Земли

Закон всемирного тяготения – два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

Силы тяготения или иначе гравитационные силы, действующие между двумя телами:

- дальнодействующие;

- для них не существует преград;

- направлены вдоль прямой, соединяющей тела;

- равны по величине;

- противоположны по направлению.

УСЛОВИЯ ПРИМЕНИМОСТИ ЗАКОНА ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

1. если размеры тел много меньше, чем расстояния между ними;

2. если оба тела шары и они однородны;

3. если одно тело большой шар , а другое находится вблизи него.

5. Сила тяжести. Вес. Невесомость. Перегрузки.

Силой тяжести называется сила, действующая на любое находящееся вблизи земной поверхности тело.

Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса.

P=m(g-a)

Исчезновение веса при движении опоры с ускорением свободного падения называется невесомостью.

Если тело вместе с опорой свободно падает, то a =g, и из формулы P=m(g-a) следует, что P=0.

Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называется перегрузкой.

При ускоренном движении тела и опоры с ускорением, направленным вертикально вверх, вес тела оказывается больше действующей на него силы тяжести.

P=m(g+a)

6. Сила трения. Виды трения. Сила трения скольжения.

При соприкосновении движущихся (или приходящих в движение) тел с другими телами, а также с частицами вещества окружающей среды возникают силы, препятствующие такому движению. Эти силы называют силами трения

При наличии относительного движения двух контактирующих тел силы трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на :

• Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.

• Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого.

• Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микроперемещениях (например, при деформации) контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

7. Деформация. Ее виды. Сила упругости. Закон Гука.

Деформация – изменение формы или объема тела.

Виды:

• Упругие – после снятия нагрузки внешнего действия тело восстанавливает форму и объем.

  1. Растяжение

  2. Изгиб

  3. Сжатие

  4. Кручение

  5. Сдвиг

• Пластические – не восстанавливает объем.

Сила упругости – сила, препятствующая деформации, возникает из-за изменения расстояний между молекулами и атомами деформированного тела.

Закон Гука: при упругих деформациях сила упругости прямопропорциональна изменению линейных размеров тела.

F_упр= k*x, где k-коэфицент жесткости и упругости.

F_упр прямопропорциональна x

K= F_упр /x(H/M)

Коэф. Жесткости показывает такая сила упругости может возникнуть, если линейные размеры тела изменяются на 1 метр

k= F_упр, если x=1

8. Механическая работа и мощность КПД.

Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы на тело, зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки тела.

Механическая работа - работа какой-нибудь силы ( силы тяжести, упругости, трения и т.д.) над телом, в результате действия которой тело перемещается.

Механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила, и оно движется.

Механическая работа прямо пропорциональна силе и прямо пропорциональна длине пути.

A= F·s, Где A– работа, F– сила, s- пройденный путь.

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н, на пути, равном 1 м. Единицу измерения работы называют джоулем (обозначается Дж)

Быстроту выполнения работы в технике характеризуют особой величиной, называемой мощностью.

Мощность (N) – определяет работу за единицу времени.

N=A/t, где N– мощность, А – работа, t – время выполнения работы.

За единицу мощности принимают такую мощность, при которой в 1с совершается работа в 1 Дж. Эту единицу называют ваттом (обозначается Вт)

Работа совершённая, приложенной силой называется полной работой. Полезной работой является работа по подъёму груза или преодоления какого-либо сопротивления. На практике полная работа всегда больше полезной работы.

Отношение полезной работы к полной работе называют коэффициентом полезного действия. (Сокращённо обозначают коэффициент полезного действия КПД).

КПД определяет, сколько % состоит полезная работа от затраченной

КПД=A_п/A*100%, где А_п – полезная работа, А – полная работа. КПД обычно выражают в процентах.

КПД любого механизма всегда меньше единицы, так как А_п (полезная работа) всегда меньше чем А (полная работа).