Фізика 10 клас сила
Сила - векторна фізична величина, що є мірою інтенсивності впливу на дане тіло інших тіл, а також полів. Прикладена до масивного тіла сила є причиною зміни його швидкості або виникнення в ньому деформацій і напружень.
Сила як векторна величина характеризується модулем. напрямком і «точкою» додатка сили. Останнім параметром поняття про силу, як векторі у фізиці, відрізняється від поняття про вектор в векторній алгебрі, де рівні по модулю і напрямку вектори, незалежно від точки їх застосування, вважаються одним і тим же вектором. У фізиці ці вектори називаються вільними векторами. У механіці надзвичайно поширене уявлення про пов'язаних векторах, початок яких закріплено в певній точці простору або ж може перебувати на лінії, що продовжує напрямок вектора (ковзаючі вектори).
Також використовується поняття лінія дії сили. позначає проходить через точку прикладання сили пряму, по якій спрямована сила.
Другий закон Ньютона говорить, що в інерційних системах відліку прискорення матеріальної точки у напрямку збігається з рівнодіюча всіх сил, прикладених до тіла, а по модулю прямо пропорційно модулю сили і обернено пропорційно масі матеріальної точки. Або, що еквівалентно, швидкість зміни імпульсу матеріальної точки дорівнює прикладеній силі.
При додатку сили до тіла кінцевих розмірів в ньому виникають механічні напруги, що супроводжуються деформаціями.
З точки зору стандартної моделі фізики елементарних частинок фундаментальні взаємодії (гравітаційне, слабке, електромагнітне, сильне) здійснюються за допомогою обміну так званими калібрувальними бозонами. Експерименти з фізики високих енергій, проведені в 70-80-х рр. XX ст. підтвердили припущення про те, що слабке і електромагнітне взаємодії є проявами більш фундаментального електрослабкої взаємодії.
Розмірність сили - LMT -2. одиницею виміру в Міжнародній системі одиниць (СІ) є ньютон (N, Н), в системі СГС - Діна.
Момент сили (іноді застосовують синоніми: крутний момент, обертальний момент, крутяться момент, що обертає момент) - векторна фізична величина, що дорівнює векторному добутку радіус-вектора (проведеного від осі обертання до точки прикладання сили - за визначенням), на вектор цієї сили. Характеризує обертальний дію сили на тверде тіло.
Поняття «обертає» і «крутить» моменти в загальному випадку не тотожні, тому що в техніці поняття «обертає» момент розглядається як зовнішнє зусилля, що прикладається до об'єкта, а «крутний» - внутрішнє зусилля, що виникає в об'єкті під дією прикладених навантажень (цим поняттям оперують в опорі матеріалів). У фізиці момент сили можна часто розуміти як «вращающая сила». У Міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею вимірювання моменту сили є ньютон-метр. Момент сили іноді називають моментом пари сил, це поняття виникло в працях Архімеда над важелями. У найпростішому випадку, якщо сила прикладена до важеля перпендикулярно йому, момент сили визначається як добуток величини цієї сили на відстань до осі обертання важеля. Наприклад, сила в 3 ньютона, прикладена до важеля на відстані 2 метрів від його осі обертання, створює такий самий момент, що і сила в 1 ньютон, прикладена до важеля на відстані 6 метрів до осі обертання. Більш точно, момент сили частки визначається як векторний добуток:
де - сила, що діє на частинку, а - радіус-вектор частинки.
Закон Гука - це основний закон, що виражає зв'язок між напруженим станом і деформацією пружного тіла. Встановлено англ. фізиком Р. Гуком в 1660 для найпростішого випадку розтягування або стиснення стрижня у формі: абсолютне подовження (укорочення) Δl циліндричного стрижня прямо пропорційно розтягує (стискаючої) силі N, т. е. Δl = kN, де k = l / ES / l - довжина стержня, S - площа його поперечного перерізу, Е - модуль поздовжньої пружності, що є механічною характеристикою (константою) матеріалу]. Г. з. зручно представляти також у формі σ = Е ε, де σ = N / S - нормальна напруга в поперечному перерізі, ε = Δl / l - відносне подовження (укорочення) стрижня. При зсуві цей закон записується так: τ = G / γ, де τ - дотичне напруження, γ - зрушення, G - модуль зсуву; при зсуві дотичне напруження прямо пропорційно зсуву.
Узагальнений закон Гука - для тіла довільної форми - стверджує, що 6 величин, що визначають напружений стан в точці, виражаються лінійно через 6 величин, що визначають деформацію в околиці даної точки. Коефіцієнт пропорційності в цих співвідношеннях називаються модулями пружності. В анізотропних тілах, наприклад в кристалах, модулі пружності різні в різних напрямках, тому в загальному випадку пружні властивості твердого тіла характеризуються за допомогою 21 модуля пружності. Для ізотропних тіл число незалежних пружних постійних зводиться до двох.
Закон не має місця, коли деякі напруги (або деформації) досягають граничних значень, характерних для кожного матеріалу, і тіло переходить в пружно-пластичний стан. Закон Гука є основним співвідношенням, застосовуваним при розрахунку на міцність і деформованість конструкцій і споруд.
Питання до конспектів
Автомобіль масою 1,5 т рухається по дорозі з ухилом 30 ° вгору з прискоренням 0,5 м / с2. Сила тяги 15 кН, значить коефіцієнт тертя коліс об дорогу дорівнює (sin 30 ° = 0,5; соs30 ° = 0,87; g = 10м / с 2)
Брусок масою 0,3 кг притиснутий до вертикальної стіни горизонтальної силою 8Н. Коефіцієнт тертя між бруском і стіною дорівнює 0,3. Сила тертя ковзання бруска об стіну дорівнює
Брила льоду масою 450 т плаває у воді. Якщо обсяг надводної частини брили 50 м3. то повний обсяг брили льоду (ρв = 1000 кг / м 3)
Два тіла притягуються одне до одного. Маса кожної 400 кг. Як зміниться сила тяжіння на тій же відстані, якщо збільшити масу одного з них на 200 кг?
Два тіла, які можна вважати матеріальними точками, з однаковими масами взаємно притягуються на певній відстані. Якщо масу одного з них збільшити на 200 кг, то сила їх взаємного тяжіння на тій же відстані збільшиться в три рази. Первісна маса тел
Двоє робітників пересувають рівномірно по підлозі ящик масою 134 кг, теня за мотузку, що утворить кут 30 градусів до горизонту. Визначте силу, з якою робочі тягнуть ящик, якщо коефіцієнт тертя ящика об підлогу дорівнює 0,2.
Діаметр стрижня дорівнює 0,4 см, в ньому виникає напруга σ = 150 МПа під дією сили
Як зміниться сила тяжіння між тілами, розмірами яких можна знехтувати, якщо масу одного з тіл збільшити в 2 рази, а відстань між тілами зберегти колишнім?
Хлопчик рівномірно тягне санки масою m в результаті прикладання сили F до нитки, яка становить кут α до горизонту. Вираз, за яким визначається робота сили тертя при переміщенні на відстань s, має вигляд
На кінцях важеля діють сили спрямовані перпендикулярно вниз і рівні 30 Н і 50Н. При цьому відстань від точки опори до меншої сили 5 см. Яка довжина всього важеля, якщо воно знаходиться в рівновазі?
На малюнку представлено тіло, що рухається в горизонтальному напрямку зі швидкістю .Як пара сил діючих на тіло не робить роботу?
Визначте масу вантажу, якщо при його підйомі з прискоренням 4 м / с2 трос підйомного крана з жорсткістю 20 кН / м подовжується на 14 см. (G = 10 м / с2)
Плече сили Ғ2 - це відрізок
При розтягуванні пружини на 4 см виникає сила пружності 20 Н. Жорсткість цієї пружини дорівнює
Пружина з коефіцієнтом жорсткості 100 Н / м розтягнеться на 0,02 м під дією сили
Пружини жорсткістю 100 Н / м і 300 Н / м з'єднали паралельно. Цю. систему пружин замінили однією пружиною жорсткістю
Тіло масою m. рухаючись зі швидкістю υ, розтягує пружину. Якщо масу тіла зменшити в 4 рази, а швидкість збільшити в 4 рази, то модуль абсолютного подовження пружини
Кут між напрямком дії сили і плечем сили дорівнює
Щоб вага гирі збільшився в два рази, її треба піднімати з прискоренням
Щоб невагомий важіль перебував у рівновазі, сила F повинна мати величину