Рух тіла під дією кількох сил. Способи додавання сил.

Рух тіла під дією декількох сил.

Тіло рухається по горизонтальній дорозі. На тіло діють чотири сили: сила тяжіння, напрямлена вниз, сила нормальної реакції опори, напрямлена перпендикулярно до площини, сила тертя, напрямлена вздовж площини у бік, протилежний руху тіла і сила тяги (сила натягу мотузки або сила пружності). Тіло рухається з прискоренням а.

Розглянемо задачу:

Тіло масою 20 кг тягнуть по горизонтальній поверхні за мотузку, прикладаючи при цьому силу 80 Н, напрямлену під кутом 30 до горизонту. Прискорення тіла 3 м/с. визначте коефіцієнт тертя між тілом і поверхнею.

Пов’яжемо систему координат із тілом на поверхні Землі, спрямуємо вісь ОY вертикально вгору, вісь ОX – горизонтально.

Запишемо другий закон Ньютона у векторному вигляді:

Спроектуємо рівняння на осі координат:

ОX:

ОY: ;

;

Визначимо значення шуканої величини:

;

Рівномірний рух тіла по похилій площині.

Тіло рухається вгору (рівномірний рух):

 

Рівноприскорений рух по похилій площині.

 

 

У 7 класі розглядається додавання сил і наводиться поняття рівнодійної сил, які діють в одному напрямі. Узагальнене правило додавання сил як векторів, напрями яких різні, ілюструє дослід, схему якого зображено на рисунку.

Отже, правило додавання сил: вектор, який зображує силу, що дорівнює геометричній сумі двох сил, є діагоналлю паралелограма, побудованого на цих силах як на його сторонах.
Якщо треба знайти суму не двох, а більшого числа векторів, то спочатку обчислюють суму двох із них, а потім до одержаної суми додають ще один вектор і т. д. 

 

19.Види рівноваги.

Рівнова́га — стан фізичної системи, в якому її характеристики не змінюються з часом.

Розрізняють статичну й динамічну рівновагу. При статичній рівновазі, характерній для макроскопічних механічних систем, рух тіл припиняється..

При динамічній рівновазі, фізичні тіла рухаються, але таким чином, що певні сумарні характеристики системи залишаються незмінними. Наприклад, при течії води в руслі річки висота води й швидкість течії можуть бути фіксованими, незважаючи на постійний притік і відтік.

Поняття рівноваги відіграє велику роль в термодинаміці.

Види рівноваги за стійкістю

В залежності від поведінки фізичної системи при відхиленні від рівноважного стану розрізняють стійку, нестійку й байдужу рівновагу.

При стійкій рівновазі відхилення викликає появу сил, які намагаються повернути систему до рівноважного стану.

При нестійкій рівновазі відхилення викликає появу сил, які намагаються вивести систему з положення рівноваги.

При байдужій рівновазі відхилення переводить систему в новий рівноважний стан, не викликаючи в ній жодних сил.

Імпульс.

Імпульсом або вектором кількості руху в класичній механіці називається міра механічного руху тіла, векторна величина, що для матеріальної точки дорівнює добутку маси точки на її швидкість та має напрямок швидкості.

У системі СІ одиницею вимірювання імпульсу є кг·м/с, в системі СГС — [г·см/с].

Сумарний імпульсу для будь-якої замкнутої системи є величиною сталою.

 

Закон збереження імпульсу.Замкнута сист.тіл.

Закон збереження імпульсу - один із фундаментальних законів фізики, який стверджує, що у замкненій системі сумарний імпульс усіх тіл зберігається.

Якщо на систему тіл зовнішні сили не діють або вони врівноважені, то така система називається замкненою, для неї виконується закон збереження імпульсу: повний імпульс замкненої системи тіл залишається незмінним за будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою:

Закон збереження імпульсу є наслідком однорідності простору.

Реактивний рух.

Реактивний рух — рух, що виникає за рахунок відкидання частини маси тіла із певною швидкістю.

За законом збереження імпульсу, при відокремленні від тіла масою M маси m із швидкістю v, тіло набуває швидкості V, яку можна розрахувати за формулою

,

а, отже,

Швидкість V направлена проти руху відкинутого тіла. Вона тим більша, чим більша маса відкинутого тіла та його швидкість.

В реальних випадках реактивний рух виникає за рахунок сталого викидання газів, які утворюються при спалюванні палива. При цьому маса тіла змінюється неперервно. Спалювання забезпечує високу швидкість витоку газу.

Реактивний рух застосовується в реактивному двигуні, одному з найпоширеніших типів двигунів літальних апаратів. Реактивний двигун є варіантом газової турбіни. Повітря, проходячи через приймач спереду, стискується компресором або гвинтом і подається у камеру згоряння. Впорскується і згорає паливо (зазвичай, гас). Гарячий газ, розширюючись, обертає турбіну, яка керує компресором; і виходить із сопла з дуже великою швидкістю, що викликає віддачу, і літальний апарат рухається вперед.