بزرگی کشش نخ را پیدا کنید. کشش نخ و کاربرد فرمول در موقعیت های روزمره. سفتی نمونه مدول یانگ

مسئله 10048

یک بلوک دیسکی شکل با جرم m = 0.4 کیلوگرم تحت تأثیر نیروی کشش یک نخ می چرخد ​​که به انتهای آن وزنه های جرمی m 1 = 0.3 کیلوگرم و m 2 = 0.7 کیلوگرم معلق می شود. نیروهای کششی T 1 و T 2 نخ را در دو طرف بلوک تعیین کنید.

مسأله 13144

یک نخ سبک روی یک محور استوانه ای جامد همگن به شعاع R = 5 سانتی متر و جرم M = 10 کیلوگرم پیچیده می شود که به انتهای آن باری به جرم m = 1 کیلوگرم متصل می شود. تعیین کنید: 1) وابستگی s(t) که بر اساس آن بار حرکت می کند. 2) نیروی کشش نخ T; 3) وابستگی φ(t)، که بر اساس آن شفت می چرخد. 4) سرعت زاویه ای ω شفت t = 1 ثانیه پس از شروع حرکت. 5) شتاب مماسی (a τ) و عادی (an) نقاط واقع در سطح شفت.

مسأله 13146

یک نخ بی وزن از طریق یک بلوک ثابت به شکل یک استوانه جامد همگن با جرم m = 0.2 کیلوگرم پرتاب می شود که به انتهای آن اجسامی با جرم m 1 = 0.35 کیلوگرم و m 2 = 0.55 کیلوگرم متصل می شود. با غفلت از اصطکاک در محور بلوک، تعیین کنید: 1) شتاب بار. 2) نسبت T 2 / T 1 نیروهای کششی نخ.

مشکل 40602

یک نخ (نازک و بی وزن) به دور استوانه ای توخالی با دیواره نازک به جرم m پیچیده شده است. انتهای آزاد آن به سقف آسانسوری متصل است که با شتاب a l به سمت پایین حرکت می کند. سیلندر به حال خود رها شده است. شتاب سیلندر را نسبت به آسانسور و نیروی کشش رزوه را بیابید. در حین حرکت، نخ را عمودی در نظر بگیرید.

مشکل 40850

جرمی به وزن 200 گرم روی نخی به طول 40 سانتی متر در یک صفحه افقی می چرخد. اگر بار در یک دقیقه 36 دور بچرخد، نیروی کشش رزوه چقدر است؟

مسأله 13122

یک گلوله باردار به جرم m = 0.4 g در هوا روی نخ ابریشمی آویزان شده است، یک بار q با قدر متفاوت و مساوی از پایین به آن در فاصله r = 2 سانتی متر آورده می شود. در نتیجه، نیروی کشش رزوه T به میزان 2.0 برابر افزایش می یابد. مقدار شارژ q را پیدا کنید.

مسئله 15612

نسبت مدول نیروی کشش نخ آونگ ریاضی را در موقعیت انتهایی با مدول نیروی کشش نخ آونگ مخروطی پیدا کنید. طول نخ ها، جرم وزنه ها و زوایای انحراف آونگ ها یکسان است.

مسئله 16577

دو توپ کوچک یکسان، هر یک به وزن 1 میکروگرم، بر روی نخ هایی با طول مساوی آویزان شده و لمس می شوند. وقتی توپ ها شارژ شدند با فاصله 1 سانتی متری از هم جدا شدند و نیروی کششی روی نخ برابر 20 نانونیوتن شد. بارهای توپ ها را پیدا کنید.

مسئله 19285

قانونی وضع کنید که بر اساس آن نیروی کشش F نخ یک آونگ ریاضی در طول زمان تغییر کند. آونگ طبق قانون α = α max cosωt، جرم آن m، طول نوسان می کند. ل.

مسئله 19885

شکل یک صفحه بی نهایت باردار با صفحه سطحی بار σ = 40 μC/m 2 و یک توپ باردار مشابه با جرم m = l g و بار q = 2.56 nC را نشان می دهد. نیروی کشش نخی که توپ به آن آویزان است ...

در فیزیک، کشش نیرویی است که بر طناب، طناب، کابل یا جسم مشابه یا گروهی از اجسام وارد می‌شود. هر چیزی که توسط طناب، طناب، کابل و غیره کشیده می‌شود، آویزان می‌شود، حمایت می‌شود یا تاب می‌خورد، هدف نیروی کششی است. مانند تمام نیروها، کشش می تواند اجسام را شتاب دهد یا باعث تغییر شکل آنها شود. توانایی محاسبه نیروی کششی نه تنها برای دانشجویان دانشکده فیزیک، بلکه برای مهندسان و معماران نیز یک مهارت مهم است. کسانی که خانه های پایدار می سازند باید بدانند که آیا طناب یا کابل خاصی در برابر نیروی کششی وزن جسم بدون افتادگی یا فروریختن مقاومت می کند یا خیر. برای یادگیری نحوه محاسبه نیروی کشش در برخی از سیستم های فیزیکی، خواندن این مقاله را شروع کنید.

مراحل

تعیین کشش روی یک نخ

1. نیروهای موجود در هر انتهای نخ را تعیین کنید.کشش در یک نخ یا طناب معین در نتیجه نیروهایی است که در هر انتها روی طناب می‌کشند. این را به شما یادآوری می کنیم نیرو = جرم × شتاب. با فرض کشیده بودن طناب، هر گونه تغییر در شتاب یا جرم جسم معلق از طناب، منجر به تغییر نیروی کشش در خود طناب می شود. شتاب ثابت گرانش را فراموش نکنید - حتی اگر سیستم در حال استراحت باشد، اجزای آن در معرض گرانش هستند. می توانیم فرض کنیم که نیروی کشش یک طناب معین T = (m × g) + (m × a) است، که در آن "g" شتاب ناشی از گرانش هر یک از اجسام تحت حمایت طناب است، و "a" هر شتاب دیگری است که بر روی اجسام عمل می کند.

   • برای حل بسیاری از مشکلات فیزیکی، فرض می کنیم طناب کامل- به عبارت دیگر طناب ما نازک است، جرم ندارد و نمی تواند کشیده شود یا بشکند.
   • به عنوان مثال، اجازه دهید سیستمی را در نظر بگیریم که در آن باری با استفاده از یک طناب از یک تیر چوبی آویزان می شود (تصویر را ببینید). نه خود بار و نه طناب حرکت نمی کند - سیستم در حال استراحت است. در نتیجه می دانیم که برای اینکه بار در حالت تعادل باشد، نیروی کشش باید برابر با نیروی گرانش باشد. به عبارت دیگر کشش (F t) = گرانش (F g) = m × g.
     • فرض کنید که بار دارای جرم 10 کیلوگرم است، بنابراین نیروی کشش 10 کیلوگرم × 9.8 متر بر ثانیه است 2 = 98 نیوتن.

2. شتاب را در نظر بگیرید.گرانش تنها نیرویی نیست که می تواند بر کشش یک طناب تأثیر بگذارد - همان اثر با هر نیرویی که به یک جسم روی یک طناب با شتاب وارد می شود ایجاد می شود. برای مثال، اگر جسمی که از یک طناب یا کابل آویزان است، توسط نیرویی شتاب بگیرد، آنگاه نیروی شتاب (جرم × شتاب) به نیروی کششی ایجاد شده توسط وزن جسم اضافه می شود.

   • در مثال ما، فرض کنید یک بار 10 کیلوگرمی از یک طناب آویزان شده و به جای اینکه به یک تیر چوبی متصل شود، با شتاب 1 m/s 2 به سمت بالا کشیده شود. در این مورد باید شتاب بار و همچنین شتاب گرانش را به شرح زیر در نظر بگیریم:
     • F t = F g + m × a
     • F t = 98 + 10 کیلوگرم × 1 متر بر ثانیه 2
     • F t = 108 نیوتن.

3. شتاب زاویه ای را در نظر بگیرید.جسمی روی طناب که حول نقطه ای که مرکز در نظر گرفته می شود می چرخد ​​(مانند آونگ) از طریق نیروی گریز از مرکز به طناب کشش وارد می کند. نیروی گریز از مرکز نیروی کشش اضافی ناشی از طناب است که آن را به سمت داخل "فشار" می کند تا بار به جای اینکه در یک خط مستقیم به حرکت خود در یک قوس ادامه دهد. هرچه جسم سریعتر حرکت کند، نیروی گریز از مرکز بیشتر می شود. نیروی گریز از مرکز (F c) برابر m × v 2 / r است که در آن "m" جرم، "v" سرعت، و "r" شعاع دایره ای است که بار در امتداد آن حرکت می کند.

   • از آنجایی که جهت و بزرگی نیروی گریز از مرکز بسته به نحوه حرکت جسم و تغییر سرعت آن تغییر می کند، کشش کل در طناب همیشه موازی با طناب در نقطه مرکزی است. به یاد داشته باشید که نیروی گرانش دائماً بر روی یک جسم تأثیر می گذارد و آن را به پایین می کشد. بنابراین اگر جسم به صورت عمودی در حال نوسان باشد، کشش کامل است قوی تریندر پایین قوس (برای آونگ به این نقطه تعادل گفته می شود) زمانی که جسم به حداکثر سرعت خود می رسد، و ضعیف تریندر بالای قوس با کاهش سرعت جسم.
   • بیایید فرض کنیم در مثال ما جسم دیگر به سمت بالا شتاب نمی گیرد، بلکه مانند یک آونگ در حال نوسان است. بگذارید طناب ما 1.5 متر طول داشته باشد و بار ما در هنگام عبور از نقطه پایین تاب با سرعت 2 متر بر ثانیه حرکت کند. اگر نیاز به محاسبه نیروی کشش در نقطه پایین قوس داشته باشیم، زمانی که بیشترین مقدار است، ابتدا باید دریابیم که آیا فشار گرانش توسط بار در این نقطه تجربه می شود، همانطور که در حالت سکون - 98 نیوتن. برای یافتن نیروی گریز از مرکز اضافی، باید موارد زیر را حل کنیم:
     • F c = m × v 2 /r
     • F c = 10 × 2 2 / 1.5
     • F c = 10 × 2.67 = 26.7 نیوتن.
     • بنابراین کشش کل 98 + 26.7 = خواهد بود 124.7 نیوتن.

4. لطفاً توجه داشته باشید که نیروی کشش ناشی از گرانش با عبور بار از قوس تغییر می کند.همانطور که در بالا ذکر شد، جهت و بزرگی نیروی گریز از مرکز با نوسانات جسم تغییر می کند. در هر صورت، اگرچه گرانش ثابت می ماند، نیروی کشش خالص ناشی از گرانشنیز در حال تغییر است. هنگامی که جسم در حال چرخش است نهدر پایین قوس (نقطه تعادل)، گرانش آن را به پایین می کشد، اما کشش آن را با زاویه به بالا می کشد. به همین دلیل، نیروی کشش باید با بخشی از نیروی گرانش مقابله کند، نه تمام آن.

   • تقسیم نیروی گرانش به دو بردار می تواند به شما در تجسم این حالت کمک کند. در هر نقطه از قوس یک جسم در حال نوسان عمودی، طناب با خطی که از نقطه تعادل و مرکز چرخش می گذرد، یک زاویه "θ" ایجاد می کند. به محض اینکه آونگ شروع به نوسان کرد، نیروی گرانشی (m × g) به 2 بردار تقسیم می شود - mgsin(θ) که به صورت مماس بر قوس در جهت نقطه تعادل و mgcos(θ) عمل می کند و موازی با نیروی کشش، اما در جهت مخالف. کشش فقط می تواند در برابر mgcos(θ) - نیرویی که به آن وارد می شود - مقاومت کند - نه کل نیروی گرانش (به جز در نقطه تعادل که همه نیروها برابر هستند).
   • فرض کنید وقتی آونگ با زاویه 15 درجه نسبت به عمود کج می شود، با سرعت 1.5 متر بر ثانیه حرکت می کند. نیروی کشش را با مراحل زیر پیدا می کنیم:
     • نسبت نیروی کشش به نیروی گرانشی (Tg) = 98cos(15) = 98(0.96) = 94.08 نیوتن
     • نیروی گریز از مرکز (F c) = 10 × 1.5 2 / 1.5 = 10 × 1.5 = 15 نیوتن
     • کشش کل = Tg + F c = 94.08 + 15 = 109.08 نیوتن.

5. اصطکاک را محاسبه کنید.هر جسمی که توسط یک طناب کشیده شود و از اصطکاک جسم دیگر (یا مایع) نیروی "ترمز" را تجربه کند، این نیرو را به کشش طناب منتقل می کند. نیروی اصطکاک بین دو جسم مانند هر موقعیت دیگری محاسبه می شود - با استفاده از معادله زیر: نیروی اصطکاک (معمولاً به صورت F r نوشته می شود) = (mu)N، که در آن mu ضریب نیروی اصطکاک بین اجسام و N است. نیروی متقابل معمول بین اجسام یا نیرویی است که با آن آنها به یکدیگر فشار می آورند. توجه داشته باشید که اصطکاک ایستا، که اصطکاک ناشی از تلاش برای وادار کردن جسم در حال سکون به حرکت است، با اصطکاک حرکتی، که اصطکاک ناشی از تلاش برای وادار کردن جسم متحرک برای ادامه حرکت است، متفاوت است.

   • بیایید فرض کنیم که بار 10 کیلوگرمی ما دیگر در حال نوسان نیست، بلکه اکنون با استفاده از طناب در امتداد یک صفحه افقی یدک می کشد. فرض کنید ضریب اصطکاک حرکت زمین 0.5 است و بار ما با سرعت ثابتی حرکت می کند، اما باید شتابی معادل 1 متر بر ثانیه به آن بدهیم. این مشکل دو تغییر مهم را ایجاد می کند - اول اینکه ما دیگر نیازی به محاسبه نیروی کشش در رابطه با گرانش نداریم، زیرا طناب ما وزنه ای را معلق نگه نمی دارد. دوم، ما باید کشش ناشی از اصطکاک و همچنین به دلیل شتاب جرم بار را محاسبه کنیم. ما باید در مورد موارد زیر تصمیم بگیریم:
     • نیروی نرمال (N) = 10 کیلوگرم و × 9.8 (شتاب گرانش) = 98 نیوتن
     • نیروی اصطکاک حرکتی (F r) = 0.5 × 98 N = 49 نیوتن
     • نیروی شتاب (F a) = 10 کیلوگرم × 1 متر بر ثانیه 2 = 10 نیوتن
     • کشش کل = F r + F a = 49 + 10 = 59 نیوتن.

   محاسبه نیروی کشش روی چند نخ

   1. وزنه های موازی عمودی را با استفاده از یک بلوک بلند کنید.قرقره ها مکانیسم های ساده ای هستند که از یک دیسک معلق تشکیل شده اند که به شما امکان می دهد جهت نیروی کشش روی طناب را تغییر دهید. در یک پیکربندی ساده قرقره، یک طناب یا کابل از یک وزنه آویزان به یک قرقره و سپس به وزنه دیگر پایین می‌رود و در نتیجه دو بخش طناب یا کابل ایجاد می‌شود. در هر صورت، کشش در هر یک از مقاطع یکسان خواهد بود، حتی اگر هر دو انتها توسط نیروهایی با قدرهای مختلف کشش داشته باشند. برای سیستمی متشکل از دو جرم که به صورت عمودی در یک بلوک معلق هستند، نیروی کشش برابر با 2g(m 1) (m 2)/(m 2 +m 1) است، که در آن "g" شتاب گرانش، "m 1" است. جرم جسم اول است، "m2" - جرم جسم دوم.

      • به موارد زیر توجه کنید: مشکلات جسمی فرض می شود بلوک ها کامل هستند- جرم ندارند، اصطکاک ندارند، نمی شکنند، تغییر شکل نمی دهند و از طناب حمایت کننده جدا نمی شوند.
      • بیایید فرض کنیم که دو وزنه داریم که به صورت عمودی در انتهای موازی یک طناب معلق هستند. وزن یک وزن 10 کیلوگرم و وزن دوم 5 کیلوگرم است. در این صورت باید موارد زیر را محاسبه کنیم:
        • T = 2 گرم (m 1) (m 2) / (m 2 + m 1)
        • T = 2 (9.8) (10) (5)/(5 + 10)
        • T = 19.6 (50)/(15)
        • T = 980/15
        • T= 65.33 نیوتن.
      • توجه داشته باشید که از آنجایی که یک وزنه سنگین تر است، همه عناصر دیگر برابر هستند، این سیستم شروع به شتاب گرفتن می کند، بنابراین وزن 10 کیلوگرمی به سمت پایین حرکت می کند و باعث بالا رفتن وزنه دوم می شود.

   2. وزنه ها را با استفاده از قرقره هایی با رشته های عمودی غیر موازی آویزان کنید.بلوک ها اغلب برای هدایت نیروی کشش در جهتی غیر از پایین یا بالا استفاده می شوند. به عنوان مثال، اگر باری به صورت عمودی از یک سر طناب معلق باشد و سر دیگر آن بار را در یک صفحه مورب نگه دارد، سیستم غیر موازی قرقره ها به شکل مثلث با گوشه هایی در نقاط طناب به خود می گیرد. بار اول، دومی و خود قرقره. در این حالت، کشش در طناب هم به گرانش و هم به مؤلفه نیروی کشش که موازی با قسمت مورب طناب است بستگی دارد.

      • فرض کنید ما یک سیستم با بار 10 کیلوگرمی (m 1) داریم که به صورت عمودی معلق است و به یک بار 5 کیلوگرمی (m2) روی صفحه شیبدار 60 درجه متصل است (این شیب بدون اصطکاک فرض می شود). برای یافتن کشش در یک طناب، ساده ترین راه این است که ابتدا معادلاتی را برای نیروهای شتاب دهنده بارها تنظیم کنید. در ادامه به این صورت عمل می کنیم:
        • وزن معلق سنگین تر است، اصطکاک وجود ندارد، بنابراین می دانیم که به سمت پایین شتاب می گیرد. کشش در طناب به سمت بالا کشیده می شود، به طوری که با توجه به نیروی حاصل F = m 1 (g) - T یا 10 (9.8) - T = 98 - T شتاب می گیرد.
        • می دانیم که جرمی در صفحه شیب دار به سمت بالا شتاب می گیرد. از آنجایی که اصطکاک ندارد، می دانیم که کشش بار را در امتداد هواپیما به سمت بالا می کشد و آن را به پایین می کشد. فقطوزن خودت مولفه نیرویی که شیب را به پایین می کشد به صورت mgsin(θ) محاسبه می شود، بنابراین در مورد ما می توانیم نتیجه بگیریم که با توجه به نیروی حاصل F = T - m 2 (g)sin(60) = T - در حال شتاب است. 5 ( 9.8) (0.87) = T - 42.14.
        • اگر این دو معادله را برابر کنیم، 98 - T = T - 42.14 به دست می آید. ما T را پیدا می کنیم و 2T = 140.14 یا به دست می آوریم T = 70.07 نیوتن.

   3. از چند رشته برای آویزان کردن شی استفاده کنید.در نهایت، بیایید تصور کنیم که جسم از یک سیستم طناب های "Y-شکل" آویزان شده است - دو طناب به سقف ثابت می شوند و در یک نقطه مرکزی به هم می رسند که طناب سوم با وزنه از آن امتداد می یابد. کشش روی طناب سوم واضح است - کشش ساده به دلیل گرانش یا m(g). کشش در دو طناب دیگر متفاوت است و با فرض اینکه سیستم در حالت سکون است، باید نیرویی برابر با نیروی گرانش به سمت بالا در حالت عمودی و صفر در هر دو جهت افقی باشد. کشش در طناب به جرم بارهای معلق و زاویه کج شدن هر طناب از سقف بستگی دارد.

      • فرض کنید در سیستم Y شکل ما وزن پایینی دارای جرم 10 کیلوگرم است و روی دو طناب آویزان است که یکی از آنها با سقف زاویه 30 درجه و دیگری 60 درجه می کند. اگر نیاز به یافتن کشش در هر یک از طناب ها داشته باشیم، باید اجزای افقی و عمودی کشش را محاسبه کنیم. برای یافتن T 1 (کشش در طناب که شیب آن 30 درجه است) و T 2 (کشش در طنابی که شیب آن 60 درجه است) باید حل کنید:
        • بر اساس قوانین مثلثات، نسبت بین T = m(g) و T 1 و T 2 برابر است با کسینوس زاویه بین هر یک از طناب ها و سقف. برای T 1، cos(30) = 0.87، مانند T 2، cos(60) = 0.5
        • کشش طناب پایین (T=mg) را در کسینوس هر زاویه ضرب کنید تا T 1 و T 2 را پیدا کنید.
        • T 1 = 0.87 × m(g) = 0.87 × 10 (9.8) = 85.26 نیوتن.
        • T 2 = 0.5 × m(g) = 0.5 × 10 (9.8) = 49 نیوتن.

دانستن نقطه اعمال و جهت هر نیرو ضروری است. مهم است که بتوانیم تعیین کنیم که کدام نیروها و در چه جهتی بر بدن وارد می شوند. نیرو را با نیوتن اندازه گیری می کنند. به منظور تمایز بین نیروها، آنها به شرح زیر تعیین می شوند

در زیر نیروهای اصلی فعال در طبیعت آورده شده است. اختراع نیروهایی که وجود ندارند در هنگام حل مشکلات غیرممکن است!

نیروهای زیادی در طبیعت وجود دارد. در اینجا نیروهایی را در نظر می گیریم که در درس فیزیک مدرسه هنگام مطالعه دینامیک در نظر گرفته می شود. به نیروهای دیگری نیز اشاره شده است که در بخش های دیگر به آنها پرداخته خواهد شد.

جاذبه زمین

هر جسم روی این سیاره تحت تأثیر گرانش زمین قرار دارد. نیرویی که زمین با آن هر جسم را جذب می کند با فرمول تعیین می شود

نقطه کاربرد در مرکز ثقل بدن است. جاذبه زمین همیشه به صورت عمودی به سمت پایین هدایت می شود.

نیروی اصطکاک

بیایید با نیروی اصطکاک آشنا شویم. این نیرو زمانی ایجاد می شود که اجسام حرکت می کنند و دو سطح با هم تماس پیدا می کنند. این نیرو به این دلیل اتفاق می‌افتد که سطوح، وقتی زیر میکروسکوپ مشاهده می‌شوند، آنقدر که به نظر می‌رسند صاف نیستند. نیروی اصطکاک با فرمول تعیین می شود:

نیرو در نقطه تماس دو سطح اعمال می شود. در جهت مخالف حرکت هدایت می شود.

نیروی واکنش زمین

بیایید یک جسم بسیار سنگین را تصور کنیم که روی یک میز خوابیده است. میز زیر وزن جسم خم می شود. اما طبق قانون سوم نیوتن، میز دقیقاً با همان نیروی جسم روی میز روی جسم وارد می کند. نیرو بر خلاف نیرویی است که جسم بر روی میز فشار می آورد. یعنی بالا. این نیرو واکنش زمین نامیده می شود. نام نیرو "صحبت می کند" پشتیبانی واکنش نشان می دهد. این نیرو هر زمان که ضربه ای به تکیه گاه وارد شود، ایجاد می شود. ماهیت وقوع آن در سطح مولکولی. به نظر می رسید این شی موقعیت و اتصالات معمول مولکول ها (داخل میز) را تغییر می دهد، آنها نیز به نوبه خود در تلاش برای بازگشت به حالت اولیه خود هستند، "مقاومت".

مطلقاً هر بدنی، حتی بدن بسیار سبک (مثلاً مدادی که روی میز قرار دارد)، تکیه گاه را در سطح میکرو تغییر شکل می دهد. بنابراین، یک واکنش زمین رخ می دهد.

هیچ فرمول خاصی برای یافتن این نیرو وجود ندارد. با حرف نشان داده می شود، اما این نیرو صرفاً یک نوع جداگانه از نیروی کشسانی است، بنابراین می توان آن را به صورت زیر نیز نشان داد.

نیرو در نقطه تماس جسم با تکیه گاه اعمال می شود. جهت عمود بر تکیه گاه.

از آنجایی که بدن به عنوان یک نقطه مادی نشان داده می شود، نیرو را می توان از مرکز نشان داد

نیروی الاستیک

این نیرو در نتیجه تغییر شکل (تغییر حالت اولیه ماده) به وجود می آید. به عنوان مثال، وقتی فنر را کش می دهیم، فاصله بین مولکول های ماده فنر را افزایش می دهیم. وقتی فنر را فشرده می کنیم آن را کم می کنیم. وقتی می پیچیم یا جابجا می کنیم. در تمام این مثال ها، نیرویی ایجاد می شود که از تغییر شکل جلوگیری می کند - نیروی الاستیک.

قانون هوک

نیروی الاستیک در مقابل تغییر شکل هدایت می شود.

از آنجایی که بدن به عنوان یک نقطه مادی نشان داده می شود، نیرو را می توان از مرکز نشان داد

به عنوان مثال، هنگام اتصال فنرها به صورت سری، سفتی با استفاده از فرمول محاسبه می شود

هنگامی که به صورت موازی متصل می شود، سفتی

سفتی نمونه مدول یانگ

مدول یانگ ویژگی های کشسانی یک ماده را مشخص می کند. این یک مقدار ثابت است که فقط به ماده و وضعیت فیزیکی آن بستگی دارد. توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل کششی یا فشاری را مشخص می کند. مقدار مدول یانگ به صورت جدولی است.

در مورد خواص جامدات بیشتر بخوانید.

وزن بدن

وزن بدن نیرویی است که جسم بر روی تکیه گاه اثر می کند. شما می گویید این نیروی جاذبه است! سردرگمی در موارد زیر رخ می دهد: در واقع، اغلب وزن یک جسم برابر با نیروی گرانش است، اما این نیروها کاملاً متفاوت هستند. گرانش نیرویی است که در نتیجه تعامل با زمین به وجود می آید. وزن نتیجه تعامل با حمایت است. نیروی گرانش در مرکز ثقل جسم اعمال می شود، در حالی که وزن نیرویی است که به تکیه گاه (نه به جسم) وارد می شود!

هیچ فرمولی برای تعیین وزن وجود ندارد. این نیرو با حرف مشخص می شود.

نیروی واکنش نگهدارنده یا نیروی کشسان در پاسخ به برخورد یک جسم به تعلیق یا تکیه گاه ایجاد می شود، بنابراین وزن بدنه همیشه از نظر عددی با نیروی کشسان یکسان است، اما جهت مخالف دارد.

نیروی واکنش پشتیبانی و وزن نیروهایی با ماهیت یکسان هستند؛ طبق قانون سوم نیوتن، آنها برابر و خلاف جهت هستند. وزن نیرویی است که بر روی تکیه گاه عمل می کند نه بر بدن. نیروی گرانش بر بدن اثر می گذارد.

وزن بدن ممکن است با جاذبه زمین برابر نباشد. ممکن است بیشتر یا کمتر باشد یا ممکن است وزن صفر باشد. این حالت نامیده می شود بی وزنی. بی وزنی حالتی است که یک جسم با یک تکیه گاه تعامل نداشته باشد، مثلاً حالت پرواز: گرانش وجود دارد، اما وزن آن صفر است!

اگر تعیین کنید نیروی حاصل به کجا هدایت می شود، می توان جهت شتاب را تعیین کرد

لطفا توجه داشته باشید که وزن نیرو است که بر حسب نیوتن اندازه گیری می شود. چگونه به سؤال "وزن شما چقدر است" به درستی پاسخ دهید؟ ما 50 کیلوگرم را بدون نام بردن از وزن خود، اما وزن خود را پاسخ می دهیم! در این مثال وزن ما برابر است با گرانش، یعنی تقریباً 500 نیوتن!

اضافه بار- نسبت وزن به گرانش

نیروی ارشمیدس

نیرو در نتیجه برهمکنش جسم با مایع (گاز)، زمانی که در مایع (یا گاز) غوطه ور می شود، به وجود می آید. این نیرو بدن را از آب (گاز) بیرون می راند. بنابراین به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود (هل می کند). با فرمول تعیین می شود:

در هوا از قدرت ارشمیدس غفلت می کنیم.

اگر نیروی ارشمیدس برابر با نیروی گرانش باشد، جسم شناور می شود. اگر نیروی ارشمیدس بیشتر باشد، به سطح مایع بالا می رود، اگر کمتر باشد، فرو می رود.

نیروهای الکتریکی

نیروهایی با منشاء الکتریکی وجود دارد. در حضور بار الکتریکی رخ می دهد. این نیروها مانند نیروی کولن، نیروی آمپر، نیروی لورنتس در بخش الکتریسیته به تفصیل مورد بحث قرار گرفته اند.

تعیین شماتیک نیروهای وارد بر جسم

اغلب یک بدن به عنوان یک نقطه مادی مدل می شود. بنابراین، در نمودارها، نقاط مختلف کاربرد به یک نقطه - به مرکز منتقل می شود، و بدن به صورت شماتیک به صورت دایره یا مستطیل به تصویر کشیده می شود.

برای تعیین صحیح نیروها، لازم است تمام اجسامی را که بدن مورد مطالعه با آنها تعامل دارد فهرست کنید. تعیین کنید که در نتیجه تعامل با هر یک چه اتفاقی می افتد: اصطکاک، تغییر شکل، جاذبه یا شاید دافعه. نوع نیرو را مشخص کنید و جهت را به درستی نشان دهید. توجه! مقدار نیروها با تعداد اجسامی که برهمکنش با آنها اتفاق می افتد منطبق خواهد بود.

نکته اصلی که باید به خاطر بسپارید

1) نیروها و ماهیت آنها.
2) جهت نیروها;
3) قادر به شناسایی نیروهای عامل باشد

اصطکاک خارجی (خشک) و داخلی (ویسکوز) وجود دارد. اصطکاک خارجی بین سطوح جامد در تماس رخ می دهد، اصطکاک داخلی بین لایه های مایع یا گاز در طول حرکت نسبی آنها رخ می دهد. سه نوع اصطکاک خارجی وجود دارد: اصطکاک استاتیک، اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی.

اصطکاک نورد با فرمول تعیین می شود

نیروی مقاومت زمانی اتفاق می افتد که جسم در یک مایع یا گاز حرکت می کند. بزرگی نیروی مقاومت به اندازه و شکل جسم، سرعت حرکت آن و خواص مایع یا گاز بستگی دارد. در سرعت های پایین حرکت، نیروی کشش متناسب با سرعت بدنه است

در سرعت های بالا با مجذور سرعت متناسب است

بیایید جاذبه متقابل یک جسم و زمین را در نظر بگیریم. بین آنها، طبق قانون گرانش، نیرویی ایجاد می شود

حالا بیایید قانون جاذبه و نیروی گرانش را با هم مقایسه کنیم

بزرگی شتاب ناشی از گرانش به جرم زمین و شعاع آن بستگی دارد! بنابراین، می توان با استفاده از جرم و شعاع آن سیاره، محاسبه کرد که اجرام روی ماه یا هر سیاره دیگری با چه شتابی سقوط خواهند کرد.

فاصله مرکز زمین تا قطب ها کمتر از خط استوا است. بنابراین، شتاب گرانش در استوا کمی کمتر از قطب است. در عین حال، باید توجه داشت که دلیل اصلی وابستگی شتاب گرانش به عرض جغرافیایی منطقه، واقعیت چرخش زمین به دور محور خود است.

با دور شدن از سطح زمین، نیروی گرانش و شتاب گرانش به نسبت معکوس مربع فاصله تا مرکز زمین تغییر می کند.

3.10 تنش: نسبت نیروی کششی به سطح مقطع یک پیوند در ابعاد اسمی آن. منبع: GOST 30188 97: زنجیر بالابر با استحکام بالا کالیبره شده. مشخصات فنی...

تنش برشی- تنش برشی 2.1.5: نسبت نیروی محرکه به واحد سطح جریان سیال. برای یک ویسکومتر چرخشی، سطح روتور ناحیه برشی است. گشتاور اعمال شده به روتور، Тr، N×m، با استفاده از فرمول Тr = 9.81m (R0 +… … فرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی

GOST R 52726-2007: جدا کننده های AC و کلیدهای زمین برای ولتاژهای بیش از 1 کیلو ولت و درایوهای آنها. شرایط فنی عمومی- اصطلاحات GOST R 52726 2007: قطع کننده های AC و کلیدهای زمین برای ولتاژهای بالاتر از 1 کیلو ولت و درایوهای آنها. شرایط فنی عمومی سند اصلی: 3.1 کد IP: یک سیستم کدگذاری مشخص کننده درجه حفاظت ارائه شده توسط... ... فرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی

ویلم آینهوون- (هلندی Willem Einthoven؛ 21 مه 1860، Semarang 28 سپتامبر 1927، لیدن) فیزیولوژیست هلندی، بنیانگذار الکتروکاردیوگرافی. او در سال 1903 دستگاهی برای ثبت فعالیت الکتریکی قلب طراحی کرد، برای اولین بار در سال 1906... ... ویکی پدیا

آینهوون ویلم

Einthoven V.- Willem Einthoven Willem Einthoven (هلندی Willem Einthoven؛ 21 مه 1860، Semarang، 28 سپتامبر 1927، لیدن) فیزیولوژیست هلندی، بنیانگذار الکتروکاردیوگرافی. در سال 1903 دستگاهی برای ثبت فعالیت های الکتریکی طراحی کرد... ... ویکی پدیا

بیسکویت- I. GALETE I s, w. galette f. 1. کولین. گالت. نوعی خمیر نان که در تنور پخته می شود. Sl. pov 1 334. || نان های خشک بزرگ که اغلب از آرد گندم برای سفرهای دریایی تهیه می شود، برای غذا برای ارتش در طول یک لشکرکشی و در ... فرهنگ لغت تاریخی گالیسم های زبان روسی

لامپ رشته ای- مصارف عمومی (230 ولت، 60 وات، 720 لیتر، پایه E27، ارتفاع کلی حدوداً 110 میلی متر لامپ رشته ای منبع برق نور ... ویکی پدیا

ابزارهای اندازه گیری الکتریکی- وسایل اندازه گیری E. ابزار و وسایلی هستند که برای اندازه گیری E. و همچنین کمیت های مغناطیسی استفاده می شوند. اکثر اندازه گیری ها به تعیین جریان، ولتاژ (تفاوت پتانسیل) و مقدار الکتریسیته انجام می شود.

روشنایی برق- § 1. قوانین تشعشع. § 2. بدن با جریان الکتریکی گرم می شود. § 3. لامپ رشته ای کربنی. § 4. ساخت لامپ های رشته ای. § 5. تاریخچه لامپ رشته ای کربنی. § 6. لامپ های Nernst و Auer. § 7. قوس ولتایی جریان مستقیم. …… فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

در این مسئله لازم است نسبت نیروی کشش به

برنج. 3. حل مسئله 1 ()

نخ کشیده در این سیستم بر روی بلوک 2 عمل می کند و باعث حرکت به سمت جلو می شود، اما روی بلوک 1 نیز عمل می کند و سعی می کند از حرکت آن جلوگیری کند. این دو نیروی کششی از نظر بزرگی برابر هستند و ما فقط باید این نیروی کشش را پیدا کنیم. در چنین مسائلی لازم است راه حل را به صورت زیر ساده کنیم: فرض می کنیم که نیرو تنها نیروی خارجی است که سیستم سه میله ای یکسان را به حرکت در می آورد و شتاب بدون تغییر باقی می ماند، یعنی نیرو باعث حرکت هر سه میله می شود. با همین شتاب سپس تنش همیشه فقط یک بلوک را حرکت می دهد و طبق قانون دوم نیوتن برابر با ma خواهد بود. برابر با دو برابر حاصلضرب جرم و شتاب خواهد بود، زیرا میله سوم روی میله دوم قرار دارد و نخ کششی باید دو میله را حرکت دهد. در این صورت نسبت به برابر 2 خواهد بود. پاسخ صحیح اولین پاسخ است.

دو جسم جرمی و 2 که توسط یک نخ غیر قابل امتداد بی وزن به هم متصل شده اند، می توانند بدون اصطکاک در امتداد یک سطح افقی صاف تحت تأثیر نیروی ثابت بلغزند (شکل 4). نسبت نیروهای کشش رزوه در موارد a و b چقدر است؟

پاسخ منتخب: 1. 2/3; 2. 1; 3. 3/2; 4. 9/4.

برنج. 4. تصویر برای مسئله 2 ()

برنج. 5. حل مسئله 2 ()

نیروی یکسان روی میله ها فقط در جهات مختلف وارد می شود، بنابراین شتاب در حالت "الف" و "ب" یکسان خواهد بود، زیرا همان نیرو باعث شتاب دو جرم می شود. اما در حالت "الف" این نیروی کششی نیز بلوک 2 را به حرکت در می آورد، در حالت "ب" بلوک 1 است. آنگاه نسبت این نیروها برابر با نسبت جرم آنها خواهد بود و به پاسخ 1.5 می رسیم. این پاسخ سوم است.

یک بلوک به وزن 1 کیلوگرم روی میز قرار دارد که یک نخ به آن بسته شده است و روی یک بلوک ثابت پرتاب می شود. باری به وزن 0.5 کیلوگرم از انتهای دوم نخ آویزان شده است (شکل 6). اگر ضریب اصطکاک بلوک روی میز 0.35 باشد، شتاب حرکت بلوک را تعیین کنید.

برنج. 6. تصویر برای مسئله 3 ()

بیایید بیانیه مختصری از مشکل را بنویسیم:

برنج. 7. راه حل مسئله 3 ()

باید به خاطر داشت که نیروهای کششی و به عنوان بردارها متفاوت هستند، اما بزرگی این نیروها یکسان و مساوی است، به همین ترتیب، ما شتاب های یکسانی از این اجسام خواهیم داشت، زیرا آنها با یک رشته غیر قابل انبساط به هم متصل می شوند، هر چند که هستند. هدایت در جهات مختلف: - افقی، - عمودی. بر این اساس، ما محورهای خود را برای هر بدنه انتخاب می کنیم. بیایید معادلات قانون دوم نیوتن را برای هر یک از این اجسام بنویسیم؛ هنگامی که به آن اضافه می شود، نیروهای کشش داخلی کاهش می یابد، و معادله معمول را به دست می آوریم، با جایگزینی داده ها در آن، متوجه می شویم که شتاب برابر است با .

برای حل چنین مشکلاتی، می توانید از روشی استفاده کنید که در قرن گذشته مورد استفاده قرار گرفت: نیروی محرکه در این مورد، نیروهای خارجی ناشی از اعمال شده به بدن است. نیروی گرانش جسم دوم این سیستم را مجبور به حرکت می کند، اما نیروی اصطکاک بلوک روی میز مانع از حرکت می شود، در این مورد:

از آنجایی که هر دو جسم در حال حرکت هستند، جرم محرک برابر با مجموع جرم ها خواهد بود، پس شتاب برابر با نسبت نیروی محرکه به جرم محرک خواهد بود. از این طریق می توانید بلافاصله به پاسخ برسید.

یک بلوک در بالای دو صفحه شیبدار و با افق ثابت شده است. بر روی سطح صفحات با ضریب اصطکاک 0.2، میله های کیلوگرم و با نخی که روی یک بلوک پرتاب شده است، حرکت می کنند (شکل 8). نیروی فشار روی محور بلوک را پیدا کنید.

برنج. 8. تصویر برای مسئله 4 ()

بیایید یک بیانیه مختصر از شرایط مسئله و یک نقاشی توضیحی ارائه کنیم (شکل 9):

برنج. 9. راه حل مسئله 4 ()

ما به یاد داریم که اگر یک صفحه با افق زاویه 60 0 بسازد و صفحه دوم با افق 30 0 شود، آنگاه زاویه راس 90 0 خواهد بود، این یک مثلث قائم الزاویه معمولی است. نخی در سراسر بلوک پرتاب می شود که میله ها از آن آویزان می شوند؛ با همان نیرو به پایین می کشند و عمل نیروهای کششی F H1 و F H2 منجر به این واقعیت می شود که نیروی حاصل از آنها روی بلوک تأثیر می گذارد. اما این نیروهای کششی با یکدیگر برابر خواهند بود، آنها یک زاویه قائم با یکدیگر تشکیل می دهند، بنابراین هنگام جمع کردن این نیروها، به جای متوازی الاضلاع منظم، یک مربع به دست می آورید. نیروی مورد نیاز F d قطر مربع است. می بینیم که برای نتیجه باید نیروی کشش نخ را پیدا کنیم. بیایید تجزیه و تحلیل کنیم: سیستم دو میله متصل به کدام جهت حرکت می کند؟ بلوک حجیم تر به طور طبیعی بلوک سبک تر را می کشد، بلوک 1 به پایین می لغزد و بلوک 2 از شیب بالا می رود، سپس معادله قانون دوم نیوتن برای هر یک از میله ها به صورت زیر خواهد بود:

حل سیستم معادلات اجسام جفت شده با روش جمع انجام می شود، سپس تبدیل می کنیم و شتاب را پیدا می کنیم:

این مقدار شتاب باید در فرمول نیروی کشش جایگزین شود و نیروی فشار روی محور بلوک را پیدا کند:

ما دریافتیم که نیروی فشار روی محور بلوک تقریباً 16 نیوتن است.

ما راه‌های مختلفی را برای حل مشکلاتی که بسیاری از شما در آینده مفید خواهید یافت، بررسی کردیم تا اصول طراحی و عملکرد ماشین‌ها و مکانیسم‌هایی را که باید در تولید، ارتش و ارتش با آنها سر و کار داشته باشید، درک کنید. زندگی روزمره.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. فیزیک (سطح پایه) - M.: Mnemosyne، 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. فیزیک پایه دهم. - M.: Mnemosyne، 2014.
3. Kikoin I.K.، Kikoin A.K. فیزیک-9. - م.: آموزش و پرورش، 1990.

مشق شب

1. هنگام نوشتن معادلات از چه قانونی استفاده می کنیم؟
2. برای اجسامی که با یک رشته غیر قابل انبساط به هم متصل شده اند چه مقادیری یکسان است؟

1. پورتال اینترنتی Bambookes.ru ( ).
2. پورتال اینترنتی 10klass.ru ().
3. پورتال اینترنتی Festival.1september.ru ().