что называют равнодействующей нескольких сил

Равнодействующая сила и движение тела под действием нескольких сил в физике с примерами

Равнодействующая сила и движение тела под действием нескольких сил:

Обычно на любое движущееся тело действует не одно, а сразу несколько окружающих тел. Например, когда тянем брусок по линейке, то брусок взаимодействует и с рукой (сила тяги), и с Землёй (сила тяжести), и с поверхностью линейки (сила трения скольжения, сила реакции опоры). В этом случае общее действие на тело нескольких сил можно заменить равнодействующей силой.

Силу, которая оказывает на тело такое же действие, как и несколько отдельных сил, одновременно приложенных к нему, называют равнодействующей силой.

Равнодействующую силу определяют в зависимости от направлений и значений отдельных составляющих сил.

Если к телу приложены две силы

Если к телу приложены две силы и направленные вдоль одной прямой, но в разные стороны, то, когда больше, чем , их равнодействующая равна разности этих сил, а её направление совпадает с направлением большей по значению приложенной силы (рис. 88):

Если в этом случае , то их равнодействующая равна нулю, т. е. силы и уравновешивают, или компенсируют друг друга. Поэтому покоящееся тело таким и останется, а движущееся будет продолжать двигаться прямолинейно и равномерно с начальной скоростью.

Как будет двигаться тело, если на него будут действовать одновременно несколько сил

Опыт 1. Положим брусок на стол (рис. 89).

На него действуют две силы: сила тяжести и сила реакции опоры . Эти силы одинаковы по значению, но противоположны по направлению, поэтому, их равнодействующая, или результирующая сила равна нулю.

Опыт 2. Будем тянуть брусок с помощью нити или динамометра по поверхности стола (рис. 90, а). В этом случае на тело будут действовать такие силы: сила тяжести , сила реакции опоры N, сила тяги и сила трения .

Если и , то тело будет двигаться равномерно, т. е. скорость тела не будет изменяться со временем.

Если , а сила тяги больше силы трения то при движении тела его скорость будет возрастать со временем, т. е. тело будет двигаться неравномерно (рис. 90, б).

Опыт 3. Толкнём брусок так, чтобы он двигался по поверхности стола. На него будут действовать сила тяжести , сила реакции опоры N и сила трения . Поскольку , то они компенсируют друг друга, и влиять на движение бруска будет только сила трения (рис. 91). Поскольку сила трения всегда направлена против движения, то брусок со временем остановится, что и наблюдаем на опыте.

В зависимости от значения равнодействующей силы, тело может находиться в состоянии покоя, двигаться равномерно или неравномерно.

Пример решения задачи

Пример №1

Можно ли взвесить брусок весом 8 Н. если имеются только два одинаковых динамометра, рассчитанных на измерение силы 4 Н?

Ответ: можно. Нужно укрепить оба динамометра рядом на одном уровне, а брусок подвесить сразу к обоим крючкам. При условии полного растяжения пружин динамометров к бруску будут приложенные две силы упругости по 4 Н каждая вдоль одной прямой, направленные вверх. Их равнодействующая будет равна 8 Н и уравновесит силу тяжести, действующую на брусок.

Пример №2

Каково назначение насечек на рабочих поверхностях плоскогубцев?

Ответ: за счёт насечек возрастает трение между деталью и рабочими поверхностями плоскогубцев, что обеспечивает надёжное удержание детали во время работы.

Пример №3

Стальное тело массой 50 кг тянут по льду. Какая сила трения возникает при этом?

Дано:

= 50кг

= 9,81

= 0,02

Решение:

Чтобы определить силу трения, воспользуемся формулой

.

Ответ: = 9,81 Н.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Второй закон Ньютона

Урок 11. Физика 10 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Второй закон Ньютона»

В большинстве случаев тело взаимодействует не с одним телом, а с несколькими телами одновреме́нно. К примеру, на машину действует сила тяжести со стороны Земли, сила реакции опоры со стороны дороги на колёса, силы сопротивления движению и, конечно же, сила тяги двигателя. Поэтому в механике важную роль играют понятия результирующая сила и равнодействующая сила.

Результирующая двух или нескольких сил — это сила, равная их векторной сумме.

А равнодействующей двух или нескольких сил называется сила, которая оказывает такое же действие, как эти силы совместно. Иначе говоря, равнодействующая может полностью заменить исходные силы.

Если посмотреть на эти два определения, то кажется, что они довольно-таки похожи. То есть результирующая и равнодействующая силы — это одна и та же сила. Но так ли это? Пусть у нас с вами есть брусок, к концам которого приложены две одинаковые по модулю, но разные по направлению силы. Очевидно, что под действием этих двух сил брусок начнёт вращаться.

Но ведь их результирующая равна нулю. А сила, которая равна нулю, не может вызвать вращение тела. Следовательно, в этом примере результирующая сила не является равнодействующей, так как она не заменяет действия данных сил. Это надо учитывать при решении задач, несмотря на то, что мы с вами чаще всего будем рассматривать задачи, в которых тело можно принять за материальную точку. В этом случае допускается считать, что силы приложены к телу в одной точке.

Мы уже с вами знаем, что в результате действия силы тела приобретают ускорение. Поэтому логично предположить, что между этими величинами должна существовать какая-то количественная взаимосвязь. Установим её. Для этого рассмотрим поступательное движение металлического бруска, так как только при поступательном движении ускорение всех точек тела одинаково и мы можем говорить об ускорении тела в целом. Чтобы свести к минимуму действие силы трения, положим брусок на тележку с лёгкими колёсами. Пусть на тележку со стороны нити, к концу которой прикреплён груз, действует внешняя сила, модуль которой мы можем измерять при помощи динамометра.

Если отпустить груз, то тележка придёт в движение. Если предположить, что ускорение во время движения было постоянным, то, измерив время движения тележки и путь, пройденный ею за это время, мы по формулам кинематики сможем легко определить её ускорение.

Повторим опыт ещё пару раз, увеличив внешнюю силу в два и три раза путём увеличения массы груза, подвешенного на нити.

Не трудно заметить, что увеличение модуля внешней силы в несколько раз приводит к увеличению модуля ускорения тележки во столько же раз. Значит, отношение модуля силы к модулю ускорения тела является постоянной величиной, не зависящей от силы. Эту величину мы с вами будем называть массой тела.

На прошлом уроке мы с вами говорили о том, что масса является количественной мерой инертности тел. То есть, чем больше масса тела, тем оно более инертно и тем медленнее меняется его скорость под действием постоянной силы. Следовательно, модули ускорений, приобретаемых телами под действием одинаковых сил, обратно пропорциональны массам этих тел.

Полученные нами закономерности можно выразить одной формулой:

Поэтому в СИ коэффициент k = 1.

Таким образом, ускорение, приобретаемое телом под действием приложенных к нему сил, прямо пропорционально равнодействующей силе, обратно пропорционально массе тела и направлено в сторону равнодействующей силы.

Это утверждение является основным законом динамики — вторым законом Ньютона.

Формула, выражающая математическую запись этого закона, подчёркивает, что сила является причиной, а ускорение — следствием. Поэтому её часто называют уравнением движения тела.

Второй закон Ньютона — это фундаментальный закон природы, которому с удивительной точностью подчиняются движения макроскопических тел: от маленьких снежинок до огромных космических объектов.

Обратим ваше внимание на то, что второй закон Ньютона выполняется только для материальных точек, движущихся в инерциальных системах отсчёта.

Теперь давайте мы с вами более подробно поговорим о массе. Что нам о ней известно на данный момент?

Во-первых, это то, что масса является количественной мерой инертности тел.

А во-вторых, мы знаем, что единицей массы в СИ является килограмм, эталон которого выполнен из сплава платины и иридия.

Имея на руках эталон килограмма, мы с вами можем определить массу любого тела, например, с помощью рычажных весов. Ведь очевидно, что если какое-либо тело, располагающееся на одной чашке весов, уравновешивает эталон, то его масса равна одному килограмму. Теперь мы можем измерять тело массой два килограмма и так далее.

Если мы разделим эталон на две равные части, то получим два тела по 500 грамм каждое, которые тоже можно использовать для измерения. А разделив пополам одно из таких тел, мы получим ещё меньшие массы и так далее.

В рассмотренном примере измерение массы основано на том, что на тела действует сила притяжения Земли. Поэтому измеряемую таким способом массу называют гравитационной массой.

Измерить массу тела также можно на основе явления инерции. Мы уже с вами знаем, что ускорение прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально его массе. Тогда, если на любых два тела действуют одинаковые силы, то отношение их масс равно обратному отношению ускорений:

Из формулы видно, что если есть тело известной массы, то, измерив ускорения этого тела и тела с неизвестной массой, движущихся под действием одинаковых сил, легко найти неизвестную массу:

Определяемая таким способом масса называется инертной массой.

Многочисленные опыты показали, что гравитационная масса равна массе инертной.

Также в классической механике Ньютона считают, что:

· масса тела не зависит от скорости его движения;

· масса тела равна сумме масс всех частиц (или материальных точек), из которых оно состоит;

· и для данной системы тел выполняется закон сохранения массы: при любых процессах, происходящих в системе тел, её масса остаётся неизменной.

Для закрепления материала решим с вами небольшую задачу. Тело массой 50 кг тянут по горизонтальному участку пути, прикладывая силу под углом 60 о к горизонту. Модуль прикладываемой силы равен 200 Н), а модуль силы трения скольжения — 100 Н. Определите модуль ускорения тела.

Источник

Вопросы к параграфу 31 Физика 7 класс Перышкин. Сложение сил

1. Приведите примеры действия на тело нескольких сил.
2. Какую силу называют равнодействующей нескольких сил?
3. Опишите опыт, в котором определяют равнодействующую двух сил, направленных по одной прямой в одну сторону. Чему равна эта равнодействующая?
4. Чему равна равнодействующая двух сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны?
5. Как будет двигаться тело под действием двух равных противоположно направленных сил?

у меня ответы такие
§31. СЛОЖЕНИЕ ДВУХ СИЛ, НАПРАВЛЕННЫХ ПО ОДНОЙ ПРЯМОЙ. РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ СИЛ
№1
На парашютиста, спускающегося на землю, действуют сила тяжести и сила сопротивления воз­духа. На тело, висящее на пружине, действуют две силы: сила тяжести и сила упругости пружины. На санки, скатывающиеся с горы, действует сила тяже­сти и сила трения санок о снег.
№2
Сила, которая производит на тело такое же дей­ствие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил.
№3
У нас имеется пружина и два груза весом 1 и 2Н. Подвесив их на пружину, сделаем отметку, на какую длину она растянулась. Затем возьмем один груз весом ЗН, и увидим, что пружина растянулась на такую же длину. Из этого опыта следует, что равнодействующая этих сил, направленных по од­ной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а её модуль равен сумме модулей состав­ляющих сил. Аналитически это будет выглядеть так: R = F1 + F2
№4
Равнодействующая двух сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляю­щих сил. Это отображено на рис. 80. Аналитиче­ски это условие записывается следующим обра­зом: R = F2 – F1
№5
Тело под действием двух равных противопо­ложно направленных сил будет оставаться в покое или двигаться прямолинейно и равномерно.

Источник

Формула равнодействующей всех сил

Определение и формула равнодействующей всех сил

В классической динамике основным законом, с помощью которого находят направление и модуль равнодействующей силы является второй закон Ньютона:

На тело могут действовать не одна, а некоторая совокупность сил. Суммарное действие этих сил характеризуют, используя понятие равнодействующей силы. Пусть на тело оказывают действие в один и тот же момент времени несколько сил. Ускорение тела при этом равно сумме векторов ускорений, которые возникли бы при наличии каждой силы отдельно. Силы, которые оказывают действие на тело, следует суммировать в соответствии с правилом сложения векторов. Равнодействующей силой ($\overline$) называют векторную сумму всех сил, которые оказывают действие на тело в рассматриваемый момент времени:

Основной закон динамики поступательного движения при наличии нескольких сил

Если на тело действуют несколько сил, тогда второй закон Ньютона записывают как:

$\overline=0$, если силы, приложенные к телу, взаимно компенсируют друг друга. Тогда в инерциальной системе отсчета скорость движения тела постоянна.

При изображении сил, действующих на тело, на рисунке, в случае равноускоренного движения, равнодействующую силу, изображают длиннее, чем сумму сил, которые противоположно ей направлены. Если тело перемещается с постоянной скоростью или покоится, длины векторов сил (равнодействующей и сумме остальных сил), одинаковы и направлены они в противоположные стороны.

Когда находят равнодействующую сил, на рисунке изображают все учитываемые в задаче силы. Суммируют эти силы в соответствии с правилами сложения векторов.

Примеры задач на равнодействующую сил

Решение. Сделаем рисунок.

Вычислим модуль равнодействующей силы:

\[F=\sqrt<<20>^2+<10>^2+2\cdot 20\cdot 10<\cos (60<>^\circ )\ >>\approx 26,5\ \left(Н\right).\]

Задание. На материальную точку действуют силы (рис.2). Какова равнодействующая этих сил?

Решение. Равнодействующая сил, приложенных к точке (рис.2) равна:

Равнодействующую, которая действует на материальную точку, найдем как:

Источник

Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил.

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема: Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил.

Цель урока: создать условия для:

1.формирования у обучающихся понятия равнодействующей силы как векторной суммы всех сил, действующих на тело; умений сложения и вычитания сил, решать задачи на нахождение равнодействующей сил;

2.развития речи, умений анализировать познавательный объект(текст, задачу), выделять главное, использовать наблюдение, эксперимент как научные методы познания, умений осуществлять самоконтроль, самооценку и самокоррекцию учебных действий;

3. формирования позитивного отношения к учебной деятельности, интереса к изучению предмета. добросовестного отношения к труду, умения работать в парах.

Оборудование: демонстрационные динамометры, набор грузов, компьютер, проектор, мультимедийная презентация, распечатанные тексты тестов, смайлики.

Тип урока : комбинированный.

Форма проведения: проблемная беседа, исследовательская работа.

1.Организационный этап и мотивация к учебной деятельности — 1мин.

3. Этап постановки целей и задач урока — 2мин.

4.Этап формирования новых знаний — 20 мин.

5.Физкультминутка – 1 мин

6.Этап закрепления новых знаний— 5 мин.

6. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению — 2мин.

7.Заключительный этап — 1мин.

1.Организационный этап: Здравствуйте, ребята! Садитесь. На доске записан девиз нашего урока. Как вы понимаете его? Выслушиваются высказывания учеников.

В течение урока мы будем обращаться к нашему девизу.

А какое у вас настроение? Поднимите смайлики, которые у вас на столе. Я тоже поднимаю смайлик.

Желаю успехов на уроке.

2.Этап актуализации изученного ранее:

Класс разбивается на две группы. I группа выполняет задания за своими партами с применением мультимедийной презентации, II группа выполняет «Блиц – тест». Контроль проводится в быстром темпе для выявления степени усвоения простых учебных навыков, которыми обязаны овладеть учащиеся для дальнейшей успешной работы.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ I ГРУППЫ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ I I ГРУППЫ

Технология проведения : Тест распечатывается и кладется на парты текстом вниз. По команде учителя учащиеся переворачивают текст и приступают к работе. По истечении времени работа прекращается и выполняется взаимопроверка.

1.Сила является мерой…

А. массы; Б. длины; В. взаимодействия тел; Г. площади;

2.Результат действия силы на тело зависит от…

А. его массы; Б. от её модуля и направления; В. От точки приложения;

Г. от её модуля, направления и точки приложения;

3. Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется…

А. силой упругости; Б. силой тяжести; В. Весом тела; Г. законом Гука;

4.Сила упругости возникает в теле, если его…

А. покрасили; Б. деформировали; В. Спрятали; Г. сжали;

5.Деформация тела – это…

А. сжатие; Б. растяжение; В. изгиб; Г. нет правильного ответа;

6.Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле…

А. падает на Землю; Б. деформируется; В. Действует на опору или подвес; Г. растягивается;

7.Сила – физическая величина, которая измеряется в…

А. метрах; Б. граммах; В. Ньютонах; Г. Амперах;

ПОДВЕДЁМ ИТОГИ НАШЕЙ РАБОТЫ: правильные ответы вывешиваются

1.В; 2.Г; 3.Б; 4.Б; 5.Г; 6.В; 7.В.

Проверим, можно ли кого похвалить за работу: 7 верных ответов — оценка 5; 6 верных ответов — оценка 4, 5-4 верных ответов — оценка 3.

У кого «5», «4» подняли смайлик с улыбкой.

Задания на доске проверим все вместе, устраним имеющиеся ошибки.

3.Этап постановки целей и задач урока :

Звучит аудиозапись басни И.А.Крылова «Лебедь, рак и щука», на экране слайд презентации.

Вопросы учителя: 1) Почему «воз и ныне там»?

2)В каком направлении должны действовать герои басни, чтобы сдвинуть воз?

3) Как можно ещё сдвинуть воз?

4) Чем (или кем) можно заменить действие трёх сил?

Учащиеся выдвигают множество идей и в результате совместного обсуждения приходят к мнению: чтобы сдвинуть повозку, нужно направить приложенные силы в одном направлении или три силы заменить одной « равноценной», например, силой тяги лошади.

Учитель: Что мы сегодня будем изучать?

Совместно с учащимися формулируется тема урока и записывается учителем на доске:

«Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил».

А как вы можете достигнуть поставленной цели? (Использовать текст учебника. Провести эксперимент.).

4.Этап формирование новых знаний:

-Приведите примеры из повседневной жизни, когда на тело действует не одна сила, а сразу несколько.

После высказывания учащихся, я тоже привожу примеры: на движущийся корабль, действует сила тяги вращающего винта, силы сопротивления воды и воздуха, сила тяжести и выталкивающаяся сила со стороны воды. На тело, висящее на пружине, действуют две силы: сила тяжести и сила упругости пружины.

4.1 Самостоятельная работа с текстом.

Используя учебник, стр.87, найдите обозначения равнодействующей сил и двух сил, действующих на тело.

Результат работы записывается одним из учащихся на доске: R – равнодействующая сил, действующих на тело;

F1 и F2 – силы, действующие на тело.

Найдем равнодействующую двух сил, действующих на тело по одной прямой в одну сторону( разные стороны)

4.2.Демонстрационный эксперимент по определению равнодействующей двух сил, действующих на тело по одной прямой в одну сторону( разные стороны). Эксперимент проводят ученики под руководством учителя. Смотри рис.№6 и рис.№7

— Ребята какие мы выводы сделаем по данному эксперименту?

Учащиеся в результате совместного обсуждения формулируют три правила:1) Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих сил. 2) Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а ее модуль равен разности модулей составляющих сил.

3) Тело под действием двух равных и противоположно направленных сил будет находится в покое или двигаться прямолинейно и равномерно.

— Изобразим эти силы графически в тетради, используя масштаб: 1 клетка- 1Ньютон.

-Запишите формулу по нахождению равнодействующей сил.

На доске один из учеников записывает формулы: R=F1+F2; R=F1-F2; R =0.

R – равнодействующая сил, действующих на тело;

F1 и F2 – силы, действующие на тело

5. Физкультминутка: Учащиеся выполняют физические упражнения под видеосопровождение.

6.Этап закрепления новых знаний.

1)Решим задачу. Условие задачи на слайде презентации.

Задание №1 Дед, взявшись за репку(рис.9), развивает силу тяги до 600 Н, бабка – до 100 Н, внучка – до 50 Н, Жучка – до 30 Н, кошка – до 10 Н и мышка – до 2 Н. Справилась бы с репкой эта компания без мышки, если силы, удерживающие репку в земле, равны 791 Н?

Методический приём решения задачи :«Да – нетка»: устно подсчитывают равнодействующую силу и записывают ответ в тетради «да», «нет».

— Учитель хвалит тех учащихся, которые верно решили задачу.

6.Рефлексия: Ребята, вспомним девиз нашего урока. Что мы с вами повторили? Что узнали нового? Зачем нам нужно уметь рассчитывать равнодействующую силу?( Это пригодится в повседневной жизни. Поняли, что при выполнении совместных дел нужно поступать так, чтобы все усилия были направлены в одну сторону ). Выполните задание «Продолжи фразу».

• Я сегодня на уроке открыл для себя…

• Мне понравилось на уроке то, что…

• На уроке меня порадовало…

• Я удовлетворён своей работой, потому что…

• Мне хотелось бы порекомендовать…

• Если бы я был учителем, то …

Зачем нам нужно уметь рассчитывать равнодействующую? (Это пригодится в повседневной жизни. Поняли, что при выполнении совместных дел нужно поступать так, чтобы все усилия были направлены в одну сторону).

Доволен ли ты своей работой на уроке? Поднимите один из смайликов.

7. Этап информации о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

Домашнее задание: а)обязательное для всех:§31, упр. 12;

б)желающие составляют кроссворд по теме «Силы».

Домашнее упражнение выполняется по новым изученным формулам.

8.Заключительный этап : в журнал выставляются оценки учеников.

Источник