Закон всемирного тяготения. Вес тела. Невесомость. Трение. Сила трения. Коэффициент трения - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Савченко Оливер Яковлевич, д ф. м н, профессор. Сила трения 1 21.34kb.
Основы теории трения и изнашивания внутреннее трение и внешнее трение 5 641.37kb.
Закон всемирного тяготения 1 124.61kb.
Урок по изучению закона всемирного тяготения целесообразно провести... 1 77.51kb.
Урок физики в 7-м классе по теме "Ох эта сила трения, ах эта сила... 1 72.07kb.
Закон Всемирного тяготения все тела во вселенной взаимно притягиваются... 1 58.61kb.
Закон всемирного тяготения 1 39.57kb.
С. В. Фёдоров Анализируется принципиальное существо внешнего трения... 1 154.55kb.
11 класс. Задача Условие 1 58kb.
План урока. Тема урока: Силы сопротивления движения. Сила трения... 1 78.43kb.
М. М. Аксиров Поправка к закону всемирного тяготения из уравнений... 1 96.06kb.
Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 01. 1 95.25kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Закон всемирного тяготения. Вес тела. Невесомость. Трение. Сила трения. Коэффициент - страница №1/1

ЛЕКЦИЯ 5

Силы в природе.

  1. Гравитационные поля. Закон всемирного тяготения.

  2. Вес тела. Невесомость.

  3. Трение. Сила трения. Коэффициент трения.

  4. Деформация. Силы упругости.

  5. Силы инерции.

1

Коперник – польский ученый установил законы движения планет, на основе которых Ньютон вывел закон всемирного тяготения.



 , (1) где

F – гравитационная сила, m1, m2 – массы, r – расстояние, G – гравитационная постоянная.

Сила взаимодействия между телами пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

G =

Выразим G из уравнения (1):

Если m1 = 1кг, m2 = 1кг, r = 1м, то

 G=F

G = 6,67·10-11 м32кг

F – принимает значения только в случае больших масс.

Поля вокруг тел – гравитационные поля.

Силы гравитации центральные направления вдоль линии соединяющие центры масс тел.



Рис.1.


Силы тяготения не зависят от среды, в которой взаимодействие происходит. Тяготение существует и в вакууме. Взаимодействие осуществляется благодаря полю тяготения или гравитационному полю.

2

Вес тела – сила с которой тело давит на опору или растягивает нить подвеса.

Тело покоится или движется равномерно прямолинейно по горизонтальной поверхности P = mg (рис. 2).

Рис.2


Тело массой m поднимается вверх с ускорением P = mg + ma = m(g + a) – перегрузка (рис. 3).

Рис. 3


Тело массой m опускается вниз с ускорением P = mg - ma = m(g - a) (рис. 4).

Рис. 4


В случае, если тело падает с ускорением , то P = m(g – g) = 0.

Невесомость состояние, когда тело не давит на опору и не испытывает внутренних напряжений.



3

Сила трения.

На поверхностях тел имеются шероховатости, которые цепляются друг за друга и возникает трение, при соприкосновении идеально отполированных тел трение обусловлено силами молекулярного сцепления. Трение, возникающее при соприкосновении поверхности тел, называется внешним. Если соприкасающиеся тела неподвижны друг относительно друга, то говорят о трении покоя, если происходит их перемещение, то в зависимости от характера относительного движения говорят о трении качения, скольжения или верчения. Тело стронется с места, если F>Fтр. Французами Ш. Кулоном и Г. Амонтоном установлено, что

Fтр=μN

Рис. 5


сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления (N), где N – сила нормального давления перпендикулярная к соприкасающейся поверхности. Fтр=μmg, где μ – коэффициент трения, N = mg в данном случае (рис. 5).

- безразмерная величина.

μ зависит от рода трущихся поверхностей, качества их обработки и угла наклона если движение происходит по наклонной плоскости.



Рис. 6 Рис. 7





В случае равномерного движения Fтр = mgsinα или , то есть коэффициент трения зависит от угла наклона, если движение происходит по наклонной плоскости.

Если брусок зажат под действием двух сил Fсж,

Очень часто трение выполняет вредную роль – смазка или замена трения скольжения трением качением (подшипники).



4.

Деформация – изменение размеров и форм тела под действием внешних сил. Деформация называется упругой, если после снятия внешней нагрузки тело приобретает свои формы и размеры. В противном случае деформация называется пластической. Рассмотрим стержень имеющий длину l0 и площадью поперечного сечения S и находящийся в подвешенном состоянии. Под действием силы стержень растянется и его конечная длина будет равна l.



Введем понятия:



- абсолютное удлинение. l = l-l0,

– относительное удлинение.


– механическое напряжение []

приложенная сила.

= – поперечное относительное растяжение или сжатие.

Если ε положительно, то  отрицательно и на оборот. Между ε и  существует зависимость: =με; μ – коэффициент Пуассона.

Гук установил 2 закона для абсолютного и относительного удлинения.

1. В пределах упругости сила упругости прямо пропорциональна деформации или смещению , где Fупсилы упругости, Δх - смещение, k – коэффициент жесткости, знак «-» указывает на то, что сила упругости (Fуп) всегда направлена противоположно смещению (Δх)



  1. Для относительного удлинения закон Гука звучит так: относительное удлинение прямо пропорционально механическому напряжению в приделах упругости.

,

где Е – коэффициент пропорциональности, называемый модулем Юнга, табличное значение характеризующее упругие свойства тела. Выразим модуль Юнга из закона Гука:



 – модуль Юнга.

(численно равен механическому напряжению, при котором стержень удлиняется вдвое).

Сила упругости внутренняя сила, стремящаяся вернуть деформируемое тело в исходное состояние.

5.

Силы инерции.

Закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета. Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальных систем с ускорением называются неинерциальными. Законы динамики в них не выполняются, но их можно применять, введя силы инерции. Если учитывать силы инерции, то второй закон Ньютона будет справедлив для любой системы отсчета.

Произведение массы на ускорение в рассматриваемой системе отсчета равно сумме всех сил, действующих на тело, включая и силы инерции.



F=ma,

Рассмотрим конкретные примеры.



  1. Силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета. Шарик массой m подвешен на нити. Если тележка начнет двигаться с ускорением , то нить отклонится на угол α и сила сообшит шарику ускорение .

Сила F определяется F = mgtgα = ma0, отсюда tg= , чем а>, тем больше ускорение.

Шарик покоится относительно системы, движущейся с ускорением а0 и сила F уравновешенна силой инерции, которая противоположно ей направлена.

Fи = - ma0


  1. Силы инерции действующие на тело, покоящиеся по вращающейся системе.

Пусть диск вращается с угловой скоростью.



, где Fн – силы натяжения,

F=maц, aц=ω2R, где aц – центростремительное ускорение, ω - угловая скорость.

F=mω2R=mg·tgα

α>, чем >ω и R

шарик будет покоиться если Fин= - 2R – центробежные силы инерции проявляются при поворотах, выполнении пилотажа



  1. Силы инерции, действующие на тело, движущиеся во вращательной системе отсчета.

Пусть шарик массой m движется вдоль радиуса. Если ν=const, ω=0, то шарик окажется в точке А. Если ν=const ω const, то шарик окажется в точке В.

F-сила, действующая на шарик со стороны желоба.



Если ν=const , то это возможно, если F уравнять Fк – кориолисова сила инерции.







В английском суде подсудимый считается невиновным, пока он не докажет, что он ирландец. Тед Уайтхед
ещё >>