Точку застосування сили тяжіння називають. Схематичне позначення діючих на тіло сил

Приватним, але дуже важливим для нас видом сили всесвітнього тяжінняє сила тяжіння тіл до Землі. Цю силу називають силою тяжіння. Згідно із законом всесвітнього тяжіння, вона виражається формулою

де m – маса тіла, М – маса Землі, R – радіус Землі, h – висота тіла над поверхнею Землі. Сила тяжіння спрямована вертикально донизу, до центру Землі.

Сила тяжіння повідомляє тілу прискорення, що називається прискоренням вільного падіння. Відповідно до другого закону Ньютона

З урахуванням виразу (3.6.1) для модуля прискорення вільного падіння матимемо

На поверхні Землі (h = 0) модуль прискорення вільного падіння дорівнює

а сила тяжіння дорівнює

Модуль прискорення вільного падіння, що входить до формул (3.6.4) та (3.6.5), дорівнює приблизно 9,8 м/с 2 .

Прискорення вільного падіння

З формули (3.6.3) видно, що прискорення вільного падіння залежить від маси тіла. Воно зменшується під час підйому тіла над поверхнею Землі: прискорення вільного падіння обернено пропорційно квадрату відстані тіла від центру Землі.

Однак, якщо висота h тіла над поверхнею Землі не перевищує 100 км, то при розрахунках, що допускають похибку ≈ 1,5%, цією висотою можна знехтувати порівняно з радіусом Землі (R = 6370 км). Прискорення вільного падіння на висотах до 100 км вважатимуться постійним і рівним 9,8 м/с 2 .

І все-таки біля Землі прискорення вільного падіння не скрізь однаково. Воно залежить від географічної широти: більше на полюсах Землі, ніж на екваторі Справа в тому що земну кулюдещо сплюснуть біля полюсів. Екваторіальний радіус Землі більший за полярний на 21 км.

Інший, більш суттєвою причиною залежності прискорення вільного падіння від географічної широти є обертання Землі. Другий закон Ньютона, за допомогою якого одержано формулу (3.6.4), справедливий в інерційній системі відліку.

Такою системою є, наприклад, геліоцентрична система. Систему ж відліку, пов'язану із Землею, строго кажучи, не можна вважати інерційною. Земля обертається навколо своєї осі і рухається замкненою орбітою навколо Сонця.

Обертання Землі та сплюснутість її біля полюсів призводить до того, що прискорення вільного падіння щодо геоцентричної системивідліку на різних широтахпо-різному: на полюсах g підлога ≈ 9,83 м/с 2 , на екваторі g екв ≈ 9,78 м/с 2 , на широті 45° g = 9,81 м/с 2 . Втім, у наших розрахунках ми вважатимемо прискорення вільного падіння приблизно 9,8 м/с 2 .

Через обертання Землі навколо своєї осі прискорення вільного падіння у всіх місцях, крім екватора та полюсів, не спрямоване до центру Землі.

Крім того, прискорення вільного падіння залежить від щільності порід, що залягають у надрах Землі. У районах, де залягають породи, густина яких більша середньої щільностіЗемлі (наприклад, Залізна руда), g більше. А там, де є поклади нафти, менше. Цим користуються геологи під час пошуку корисних копалин.

Маса Землі

Без «земних» дослідів щодо визначення гравітаційної постійної G ми ніякими астрономічними способами не змогли визначити масу Землі та інших планет.

Визначивши досвідченим шляхом прискорення вільного падіння, можна, використовуючи вираз (3.6.4), обчислити масу Землі:

Підставивши в цю формулу R ≈ 6,4 10 6 м, g ≈ 9,8 м/с 2 і G = 6,67 10 -11 Н м 2 /кг 2 отримаємо

Центр ваги

Сила тяжіння(1) діє на всі тіла. Але до якої точки тіла прикладена ця сила, якщо тіло не можна вважати матеріальною точкою?

Візьмемо тіло довільної форми, наприклад, шматок фанери. Проколем у ньому кілька отворів: у точках А, В, D (рис. 3.9 а).

Мал. 3.9

Підвісимо цей шматок фанери на спиці, пропущеної через отвір у точці А. На шматок фанери діють сила тяжкості і сила з боку опори (спиці) - сила реакції опори . Під дією цих двох сил тіло перебуває у рівновазі (покоїться). Тому, згідно з другим законом Ньютона,

тому що прискорення тіла дорівнює нулю. З виразу (3.6.7) випливає, що

тобто сила тяжкості і сила реакції опори спрямовані протилежно, і лінії їх дії лежать на одній прямій. Ця пряма вертикальна і проходить через точку А (пряма АК), так як сила реакції спиці прикладена до шматка фанери в точці підвісу, тобто в точці А. Отже, точка застосування сили тяжіння (початок вектора сили тяжіння), що діє на шматок фанери лежить на прямий АК.

Тепер підвісимо цей же шматок фанери в точці (рис. 3.9,6). Аналогічними міркуваннями дійдемо висновку, що точка докладання сили тяжіння лежить на прямий BL. Але якщо точка докладання сили тяжіння лежить і на прямій BL, і на прямій АК, то вона повинна збігтися з точкою їх перетину. Підвісивши шматок фанери в точці D (рис. 3.9, в) і провівши через неї вертикаль, переконаємося, що вона теж проходить через точку С. Таким чином, за будь-якого положення тіла в просторі точкою докладання сили тяжіння, що діє на тіло, є одна і та сама точка. Ця точка називається центром тяжкості тіла.

Центром тяжкості тіла називається точка докладання сили тяжіння, що діє на тіло, за будь-якого його положення в просторі.

Потрібно добре розуміти, що сила тяжіння діє на всі частинки, з яких складається тіло. Але якщо становище центру тяжкості відоме, ми можемо «забути» у тому, що у всі частини тіла діють сили тяжкості, і вважати, що є лише одне сила, прикладена у центрі тяжкості.

Керуючись міркуваннями симетрії, можна вказати положення центру ваги однорідних тіл простої форми (рис. 3.10):

• диск та куля - у центрі;
• пластинка у формі паралелограма та брус у формі паралелепіпеда - у точці перетину їх діагоналей;
• циліндр – на середині його осі.

Мал. 3.10

Сила тяжіння тіл до Землі – сила тяжіння – один із проявів сили всесвітнього тяжіння. Ця сила прикладена у точці, яка називається центром тяжкості тіла.

Запитання для самоперевірки

1. Де більше прискорення вільного падіння: у Москві чи Санкт-Петербурзі?
2. Відомо, що Місяць притягується до Землі із силою F = 2 10 20 Н. Обчисліть масу Місяця.
3. Чи може центр ваги перебувати поза тілом?
4. Де знаходиться центр ваги однорідної платівки трикутної форми?
5. Виріжте з картону кілька пластинок довільної форми і досвідченим шляхом знайдіть центр тяжіння.

Щоб змінити положення тіла чи швидкість його переміщення, до тіла необхідно докласти сили. У механіці силою називають міру дії одного тіла інше. Сила зазвичай характеризується величиною, напрямом та точкою докладання.

Величина сили вимірюється динамометром і найчастіше виражається в кілограмах.

Піднімаючи вантаж, величина сили залежить від відстані до точки опори. Щоб визначити дію сили на тіло, треба знати точку її застосування до цього тіла. Точка застосування сили має велике значенняу техніці.

Графічний спосібзображення сил.Силу можна зобразити графічно як лінії зі стрілкою в довільно обраному масштабі. Стрілка вказує напрямок сили. Початок лінії називають точкою докладання сили. Пряму, на якій лежить відрізок, що зображає силу, називають лінією дії сили.

Правило складання та розкладання сил.Сили, спільна діяяких може бути замінено рівнодією, що надає на тіло таку ж дію, що і задана системасил, називають складовими. Скласти сили – це означає знайти рівнодіючу.

Рівнодійнадвох або кількох сил, спрямованих по одній прямій, дорівнює по великій їх алгебраїчній сумі.

Рівнодійнадвох сил, що мають загальну точкудодатки та діючих під кутом один до одного, дорівнює за величиною та напрямком діагоналі паралелограма побудованого на цих силах на сторонах.

Таку рівнодіючу називають геометричною (або векторною) сумою складових сил. Зі зміною кута між силами величина рівнодіючої також змінюється.

Дія, зворотне додавання сил, називають розкладанням сили на складові. Щоб розкласти силу на дві складові, необхідно знати їх лінії дії, які перетинаються в якійсь точці, або величину та напрямок однієї зі складових сил.

Центр ваги.При невеликих розмірах тіла сили тяжкості, що діють на його частинки, можуть бути прийняті за паралельні. У цьому випадку центр паралельних сил називають центромтяжкості. Отже, центр тяжкості є центром усіх паралельних сил, що діють на окремі частинки тіла.

Центр тяжкості займає певне становище у тілі, хоч би як тіло було повернуто щодо напряму сили тяжіння. Рівнодіюча всіх сил тяжіння, що діє на окремі частинки тіла, прикладена в центрі тяжіння, є вагою тіла.

Кожне тіло має власний центр тяжкості. Наприклад, центр тяжкості однорідного стрижня перебуває в його середині; центр ваги кола збігається з його центром; центр тяжкості площі трикутника лежить у точці перетину його медіан, а центр тяжкості кулі - у його геометричному центрі.

Стійкість рівноваги.Положення тіла вважається стійкиви м, якщо тіло повертається у колишнє становище після того, як воно було виведено з нього якоюсь силою. Куля, підвішена в одній точці, розташованій на одній вертикалі з центром тяжіння, знаходиться у стійкому положенні або в положенні стійкої рівноваги.

Становище називають нестійким, якщо тіло, виведене з положення рівноваги, не може бути повернене своєю вагою в початкове положення. горизонтальній площині). Це положення називають безразівособистим, або становищем байдужої рівноваги.

Момент сили.Момент сили характеризує обертальний рух.

Якщо брус, що спирається на нерухому опору в точці З, покласти вантаж Q, віддалений від точки С на відстань НД,то брус почне переміщатися проти годинникової стрілки навколо точки З.

Моменти сил, що обертають тіло проти годинникової стрілки, умовно вважають негативними, а моменти сил, що обертають тіло за годинниковою стрілкою, є позитивними. Щоб зберегти рівновагу системи, необхідно до кінця бруса, наприклад, у точці А,докласти чинності Р,спрямовану убік, протилежний напрямсили тяжіння Q. Чим більша відстаньвід точки додатку Адо точки опори, тим меншою повинна бути величина сили Р для збереження рівноваги. відстані АСі НДназивають плечима.Позначимо плече АСбуквою в.Твір сили Р на плече вназивають моментом цієї сили щодо точки опори. Для рівноваги бруса необхідно, щоб алгебраїчна сумамоментів усіх діючих силщодо точки опори дорівнювала нулю. Позначимо плече НДлітерою а, тоді Qa-Рв = 0.

Умови рівноваги сил знаходять широке застосуванняпід час розрахунку нових машин.

У технічної системиза одиницю виміру моменту сили застосовують момент сили в 1 кгс,має плече в 1 м.

Відцентрова та доцентрова сили. При обертанні кульки, прив'язаної до нитки, одночасно виникають відцентрова і відцентрова сили; у разі припинення обертання вони зникають. Сила, що утримує кульку на колі, спрямована вздовж нитки до центру обертання і називається доцентрової.Силу, прикладену до нитки, як протидіє доцентрової, називають відцентровий. Відцентрова і доцентрова сили зазвичай рівні між собою, але протилежно спрямовані.

У техніці велику рольграє відцентрова сила. Якщо центр ваги деталей, що обертаються (підшипників і валиків) зміщений щодо осі, то величина відцентрової силиможе перевищувати в десятки та сотні разів вагу самого тіла. В результаті цього підшипники та шийки у валиків зносяться, що призведе до поломки обладнання.

Відцентрова сила може бути корисною для машин, наприклад, центрифуга призначена для поділу сипких тілпри збагаченні руд. При обертанні центрифуги частинки з найбільшою питомою вагою розташовуються на периферії, а частинки з меншою питомою вагою - ближче до осі обертання. У відцентровому насосі рух рідини та необхідний напір створюються за рахунок відцентрової сили, що виходить при обертанні лопатевого колеса в корпусі насоса.

Точка застосування сили тяжіння називається центром тяжіння.
Точку застосування сили тяжіння (центр тяжіння) легко визначити, якщо тіло закріпити в одній точці так, щоб воно могло вільно обертатися. Якщо тіло перебуває у положенні рівноваги, то центр тяжкості повинен бути на вертикалі, що проходить через точку закріплення тіла.
Так як цегла однорідна, то точка докладання сили тяжіння кожної з цегли лежатиме посередині його довжини.
При цьому стрижень АВ пересунеться поступово і траєкторіями точок докладання сил тяжкості mtg і m - ig виявляться горизонтальні прямі.
Розкладання сили на дві паралельні складові. Землі на тверде тіло таке, ніби точка застосування сили тяжіння лежала в центрі тяжкості тіла. Ми будемо користуватися цим надалі, замінюючи дію сил тяжіння, доданих до окремим частинамтвердого тіла, дією однієї сили, прикладеної в його центрі тяжкості та рівної силі тяжіння, що діє на все тіло.
За точку приведення приймемо центр мас S ланки, який є точкою докладання сили тяжіння - Fg ланки та сили інерції Ри. Головний вектор сил, що діють на ланку, F F0 Рг Fg Ри - Значення та напрямок сили F можна отримати аналітично, використовуючи операторну функцію SMVKT (див. гл.
Ці формули є наближеними, оскільки координати xk, yk, zk точки докладання сили тяжіння Pk k - vi матеріальної частки визначаються з точністю до розмірів цієї частки.
Таким чином, дія тяжіння Землі на тверде тіло така, якби точка застосування сили тяжіння лежала в центрі тяжіння тіла.
Ці формули є наближеними, тому що координати Хь, г /, Zk точки докладання сили тяжіння Pk k - Ь матеріальної частки визначаються з точністю до розмірів цієї частки.
Визначення центру крену при підвісках різних типів. До центру тяжкості підресорених мас додані сила тяжкості GK та відцентрова сила Рку. Точка докладання сили тяжіння GH і відцентрової сили Рау безпружинних мас розташована на висоті, що дорівнює приблизно радіусу колеса.
Серед заданих сил завдання можуть бути: зосереджені навантаження, зображені на кресленнях до завдань у вигляді векторів сил; ваги елементів конструкцій; розподілені навантаження із заданою інтенсивністю. Якщо задачах на тіло чи систему тіл діють задані пари сил, вони зазвичай задаються величиною моменту і напрямом обертання. Точки застосування зосереджених навантажень завжди вказуються в умові завдання. Точки застосування сил тяжіння, як правило, не вказуються. Вважається, що кожен вирішальне завдання, Докладе цю силу в центрі тяжкості тіла, що розглядається. На розподілених навантаженнях слід зупинитися докладніше.
З умов рівноваги випливає, що повністю занурена грань паралелепіпеда має бути горизонтальна. При відхиленні паралелепіпеда від положення рівноваги центр тяжкості витісненого обсягу переміщається у той самий бік, куди нахилився паралелепіпед. Внаслідок того, що точка застосування сили тяжіння О і точка застосування підйомної сили С не лежать на одній вертикалі, виникають моменти сили тяжіння та підйомної сили. Якщо повністю занурена в рідину грань EF паралелепіпеда більше, ніж частково занурені DE і GF (рис. 283), то момент, що виник, буде повертати тіло до положення рівноваги - рівновага буде стійко. В іншому випадку (рис. 284), коли повністю занурена в рідину грань EF менше, ніж частково занурені грані DE і GF, момент, що виник, буде ще більше нахиляти тіло - рівновага буде нестійка.

У даному параграфіми нагадаємо Вам про силу тяжкості, доцентрове прискорення та вагу тіла

На кожне тіло, що знаходиться на планеті, діє гравітація Землі. Сила, з якою Земля притягує кожне тіло, визначається за формулою

Точка програми знаходиться в центрі тяжкості тіла. Сила тяжіння завжди спрямована вертикально вниз.

Силу, з якою тіло притягується до Землі під впливом поля тяжіння Землі, називають силою тяжіння.За законом всесвітнього тяжіння на поверхні Землі (або поблизу цієї поверхні) на тіло масою m діє сила тяжіння

F т = GMm/R 2

де М – маса Землі; R – радіус Землі.
Якщо тіло діє лише сила тяжкості, проте інші сили взаємно врівноважені, тіло робить вільне падіння. Згідно з другим законом Ньютона та формулою F т = GMm/R 2 модуль прискорення вільного падіння g знаходять за формулою

g=F т /m=GM/R 2 .

З формули (2.29) слід, що прискорення вільного падіння залежить від маси m падаючого тіла, тобто. всім тіл у цьому місці Землі воно однаково. З формули (2.29) випливає, що Fт = mg. У векторному вигляді

F т = mg

У § 5 було зазначено, що оскільки Земля не куля, а еліпсоїд обертання, її полярний радіус менший за екваторіальний. З формули F т = GMm/R 2 видно, що з цієї причини сила тяжкості і прискорення вільного падіння, що викликається нею, на полюсі більше, ніж на екваторі.

Сила тяжіння діє попри всі тіла, що у полі тяжіння Землі, проте в повному обсязі тіла падають Землю. Це тим, що руху багатьох тіл перешкоджають інші тіла, наприклад опори, нитки підвісу тощо. Тіла, обмежують рух інших тіл, називають зв'язками.Під впливом сили тяжкості зв'язку деформуються і сила реакції деформованого зв'язку за третім законом Ньютона врівноважує силу тяжкості.

На прискорення вільного падіння впливає обертання Землі. Цей вплив пояснюється так. Системи відліку, пов'язані з поверхнею Землі (крім двох, пов'язаних із полюсами Землі), не є, строго кажучи, інерційними системамивідліку - Земля обертається навколо своєї осі, а разом з нею рухаються по колам з доцентровим прискореннямта такі системи відліку. Ця неінерціальність систем відліку проявляється, зокрема, у тому, що значення прискорення вільного падіння виявляється різним у різних місцях Землі та залежить від географічної широти того місця, де знаходиться пов'язана із Землею система відліку, щодо якої визначається прискорення вільного падіння.

Вимірювання, проведені різних широтах, показали, що числові значенняприскорення вільного падіння мало відрізняються один від одного. Тому при не дуже точних розрахунках можна знехтувати неінерційністю систем відліку, пов'язаних з поверхнею Землі, а також відмінністю форми Землі від сферичної, і вважати, що прискорення вільного падіння в будь-якому місці Землі однаково 9,8 м/с 2 .

З закону всесвітнього тяжіння випливає, що сила тяжкості та прискорення вільного падіння, що викликається нею, зменшуються при збільшенні відстані від Землі. На висоті від поверхні Землі модуль прискорення вільного падіння визначають за формулою

g=GM/(R+h) 2.

Встановлено, що у висоті 300 км над поверхнею Землі прискорення вільного падіння менше, ніж в Землі, на 1 м/с2.
Отже, поблизу Землі (до висот кількох кілометрів) сила тяжкості мало змінюється, тому вільне падіння тіл поблизу Землі є рухом рівноприскореним.

Вага тіла. Невагомість та перевантаження

Силу, в якій внаслідок тяжіння до Землі тіло діє на свою опору чи підвіс, називають ваги тіла.На відміну від сили тяжіння, що є гравітаційною силою, доданої до тіла, вага - це пружна сила, прикладена до опори або підвісу (тобто зв'язку).

Спостереження показують, що вага тіла Р, який визначається на пружинних вагах, дорівнює силі тяжкості F т, що діє на тіло, тільки в тому випадку, якщо ваги з тілом щодо Землі спочивають або рухаються рівномірно і прямолінійно; В цьому випадку

Р = F т = mg.

Якщо ж тіло рухається прискорено, його вага залежить від значення цього прискорення і його напряму щодо напрями прискорення вільного падіння.

Коли тіло підвішене на пружинних терезах, на нього діють дві сили: сила тяжіння F т = mg і сила пружності F yп пружини. Якщо при цьому тіло рухається по вертикалі вгору або вниз щодо напрямку прискорення вільного падіння, значить векторна сума сил F т і F уп дає рівнодіючу, що викликає прискорення тіла, тобто.

F т + F уп = mа.

Згідно з наведеним вище визначенням поняття "вага", можна написати, що Р=-F yп. З формули: F т + F уп = mа. з урахуванням того, що Fт =mg, слід, що mg-mа=-F yп . Отже, Р = m (g-а).

Сили F т і F уп спрямовані по одній вертикальній прямій. Тому якщо прискорення тіла а спрямоване вниз (тобто збігається у напрямку із прискоренням вільного падіння g), то за модулем

P=m(g-a)

Якщо ж прискорення тіла спрямоване вгору (тобто протилежне напрямку прискорення вільного падіння), то

Р = m = m(g+а).

Отже, вага тіла, прискорення якого збігається у напрямку з прискоренням вільного падіння, менше ваги тіла, що спокою, а вага тіла, прискорення якого протилежне напрямку прискорення вільного падіння, більше ваги тіла, що спокою. Збільшення ваги тіла, спричинене його прискореним рухом, називають перевантаження.

При вільному падінні a = g. З формули: P=m(g-a)

слід, що у разі Р=0, т. е. вага відсутня. Отже, якщо тіла рухаються тільки під дією сили тяжіння (тобто вільно падають), вони перебувають у стані невагомості. Характерною ознакоюцього стану є відсутність у тіл, що вільно падають, деформацій і внутрішніх напруг, які викликаються у тіл, що покояться силою тяжіння. Причина невагомості тіл полягає в тому, що сила тяжіння повідомляє тілу, що вільно падає, і його опорі (або підвісу) однакові прискорення.

Необхідно знати точку застосування та напрямок кожної сили. Важливо вміти визначити, які саме сили діють на тіло і в якому напрямку. Сила позначається як , вимірюється у Ньютонах. Щоб розрізняти сили, їх позначають так

Нижче наведені основні сили, що діють у природі. Вигадувати не існуючі силипри вирішенні завдань не можна!

Сил у природі багато. Тут розглянуто сили, які розглядаються в шкільному курсіфізики щодо динаміки. Також згадані інші сили, які будуть розглянуті в інших розділах.

Сила тяжіння

На кожне тіло, що знаходиться на планеті, діє гравітація Землі. Сила, з якою Земля притягує кожне тіло, визначається за формулою

Точка програми знаходиться в центрі тяжкості тіла. Сила тяжіння завжди спрямована вертикально вниз.

Сила тертя

Познайомимося із силою тертя. Ця сила виникає під час руху тіл і дотику двох поверхонь. Виникає сила внаслідок того, що поверхні, якщо розглянути під мікроскопом, не є гладкими, як здається. Визначається сила тертя за такою формулою:

Сила прикладена у точці дотику двох поверхонь. Спрямована у бік протилежного руху.

Сила реакції опори

Уявимо дуже важкий предмет, що лежить на столі. Стіл прогинається під вагою предмета. Але згідно з третім законом Ньютона стіл впливає на предмет з такою ж силою, що і предмет на стіл. Сила спрямована протилежно до сили, з якою предмет тисне на стіл. Тобто нагору. Ця сила називається реакцією опори. Назва сили "каже" реагує опора. Ця сила виникає завжди, коли вплив на опору. Природа її виникнення на молекулярному рівні. Предмет хіба що деформував звичне становище і зв'язку молекул (всередині столу), вони, своєю чергою, прагнуть повернутися у своє початкове стан, " пручаються " .

Абсолютно будь-яке тіло, навіть дуже легке (наприклад, олівець, що лежить на столі), на мікрорівні деформує опору. Тому виникає реакція опори.

Спеціальної формули знаходження цієї сили немає. Позначають її буквою, але ця сила просто окремий виглядсили пружності, тому вона може бути позначена і як

Сила прикладена у точці зіткнення предмета з опорою. Направлена ​​перпендикулярно до опори.

Оскільки тіло представляємо як матеріальної точки, силу можна зображати з центру

Сила пружності

Ця сила виникає внаслідок деформації (зміни початкового стану речовини). Наприклад, коли пружину розтягуємо, ми збільшуємо відстань між молекулами матеріалу пружини. Коли стискаємо пружину – зменшуємо. Коли перекручуємо чи зрушуємо. У всіх цих прикладах виникає сила, яка перешкоджає деформації – сила пружності.

Закон Гука

Сила пружності спрямована протилежно до деформації.

Оскільки тіло представляємо як матеріальної точки, силу можна зображати з центру

При послідовному з'єднаннінаприклад, пружин жорсткість розраховується за формулою

При паралельному з'єднанні жорсткість

Жорсткість зразка. Модуль Юнг.

Модуль Юнг характеризує пружні властивості речовини. Це постійна величина, що залежить тільки від матеріалу, його фізичного стану. Характеризує здатність матеріалу чинити опір деформації розтягування або стиснення. Значення модуля Юнга табличне.

Докладніше про властивості твердих тіл.

Вага тіла

Вага тіла - це сила, з якою предмет впливає опору. Ви скажете, то це ж сила тяжіння! Плутанина відбувається в наступному: дійсно часто вага тіла дорівнює силітяжкості, але це сили зовсім різні. Сила тяжкості - сила, що виникає внаслідок взаємодії із Землею. Вага – результат взаємодії з опорою. Сила тяжіння прикладена у центрі тяжкості предмета, вага - сила, яка прикладена на опору (не предмет)!

Формули визначення ваги немає. Позначається ця сили буквою.

Сила реакції опори або сила пружності виникає у відповідь на вплив предмета на підвіс або опору, тому вага тіла завжди чисельно однакова силі пружності, але має протилежний напрямок.

Сила реакції опори і вага - сили однієї природи, згідно із законом Ньютона вони рівні і протилежно спрямовані. Вага – це сила, яка діє на опору, а не на тіло. Сила тяжіння діє тіло.

Вага тіла може бути не дорівнює силі тяжіння. Може бути як більше, так і менше, а може бути і таке, що вага дорівнює нулю. Цей стан називається невагомістю. Невагомість - стан, коли предмет не взаємодіє з опорою, наприклад, стан польоту: сила тяжіння є, а вага дорівнює нулю!

Визначити напрямок прискорення можливо, якщо визначити, куди спрямована сила, що діє.

Зверніть увагу, вага - сила, що вимірюється в Ньютонах. Як правильно відповісти на запитання: "Скільки ти важиш"? Ми відповідаємо 50 кг, називаючи не вагу, а власну масу! У цьому прикладі наша вага дорівнює силі тяжіння, тобто приблизно 500Н!

Перевантаження- Відношення ваги до сили тяжіння

Сила Архімеда

Сила виникає в результаті взаємодії тіла з рідиною (газом), при його зануренні в рідину (або газ). Ця сила виштовхує тіло із води (газу). Тому спрямована вертикально вгору (виштовхує). Визначається за такою формулою:

У повітрі силою Архімеда нехтуємо.

Якщо сила Архімеда дорівнює силі тяжіння, тіло плаває. Якщо сила Архімеда більша, воно піднімається поверхню рідини, якщо менше - тоне.

Електричні сили

Існують сили електричного походження. Виникають за наявності електричного заряду. Ці сили, такі як сила Кулона, сила Ампера, сила Лоренца, докладно розглянуті в розділі Електрика.

Схематичне позначення діючих на тіло сил

Часто тіло моделюють матеріальною точкою. Тому на схемах різні точкипрограми переносять в одну точку - в центр, а тіло зображують схематично навколо або прямокутника.

А, щоб правильно позначити сили, потрібно перерахувати всі тіла, із якими досліджуване тіло взаємодіє. Визначити, що відбувається в результаті взаємодії з кожним: тертя, деформація, тяжіння або можливо відштовхування. Визначити вид сили, правильно позначити напрямок. Увага! Кількість сил співпадатиме з числом тіл, з якими відбувається взаємодія.

Головне запам'ятати

1) Сили та їх природа;
2) Напрям сил;
3) Вміти позначити чинні сили

Розрізняють зовнішнє (сухе) та внутрішнє (в'язке) тертя. Зовнішнє тертя виникає між твердими поверхнями, що дотикаються, внутрішнє - між шарами рідини або газу при їх відносному русі. Існує три види зовнішнього тертя: тертя спокою, тертя ковзання та тертя кочення.

Тертя кочення визначається за формулою

Сила опору виникає під час руху тіла у рідині чи газі. Величина сили опору залежить від розмірів та форми тіла, швидкості його руху та властивостей рідини чи газу. При не великих швидкостяхруху сила опору пропорційна швидкості тіла

При великих швидкостях пропорційна квадрату швидкості

Розглянемо взаємне тяжінняпредмета та Землі. Між ними, згідно із законом гравітації, виникає сила

А зараз порівняємо закон гравітації та силу тяжіння

Величина прискорення вільного падіння залежить від маси Землі та її радіусу! Таким чином, можна вирахувати, з яким прискоренням будуть падати предмети на Місяці або на будь-якій іншій планеті, використовуючи масу та радіус тієї планети.

Відстань від центру Землі до полюсів менша, ніж до екватора. Тому і прискорення вільного падіння на екваторі трохи менше, ніж на полюсах. Разом з тим слід зазначити, що основною причиною залежності прискорення вільного падіння від широти місцевості є факт обертання Землі навколо своєї осі.

При віддаленні поверхні Землі сила земного тяжіння і прискорення вільного падіння змінюються назад пропорційно квадрату відстані до центру Землі.