Динамика поступательного движения. Раздел 5

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

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?

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.

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.

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.

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.

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!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!