Динамика материальной точки.Силы в природе. Решение задач на применение сил,которые действуют на тело.

Рассмотрим - силу всемирного тяготения.

- Закон Всемирного тяготения

где , - массы тел, ;

- расстояние между телами,

- постоянная всемирного тяготения, постоянная гравитации,

- константа

Закон: Тела, притягиваются друг к другу с силой, модуль которой пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

- Расстояние между телами настолько велико, что их можно считать – материальными точками.

- Если тело находится на поверхности Земли, то ,

Рассмотрим - силу упругости.

1) -сила, которая возникает при деформации (изменение формы тела) тела при растяжении или сжатии пружины.

2) - сила, которая стремится вернуть тело в прежнее положение.

4) - это сила, с которой опора действует на тело, лежащее на ней.

- сила упругости, которая действует на тело со стороны опоры или подвеса называется силой реакции опоры .

Особенности :

1) - направлена перпендикулярно к поверхности соприкасающихся тел.

2) При деформированных пружинах направлена вдоль их осей.

Рассмотрим - силу тяжести.

Определение: - - сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела.

- - действует на тело.

- направлена к центру Земли (вниз).

Формула:

где - масса тела

- ускорение свободного падения ( ).

Единица измерения: .

Движение тела под действием - это движение тела – вертикально и движение тела, которое бросили под углом к горизонту.

Рассмотрим - вес тела.

1)

Определение: - вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Формула:

Единицы измерения: .

Рассмотрим - силу трения.

Определение: - сила трения, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого тела, приложенная к движущемуся телу и направлена противоположно движению.

Формула:

где - коэффициент трения число (табличная величина)

- сила реакции опоры

Единицы измерения: .

Вес тела, которое движется с ускорением .

Рассмотрим примеры:

Движение автомобиля по выпуклому мосту.

Летчик, выводящий самолет из пикетирования, в нижний части траектории подвергается перегрузке.

Вес тела. Невесомость.

Направлены вниз. Формулы:

Невесомость – объясняется тем, что , а значит - сообщают всем телам одинаковое ускорение .

Поэтому, всякое тело, на которое действует только или вообще - находится в состоянии невесомости.

Именно в таких условиях находится всякое свободно падающее тело.

В нашем опыте исчез , то есть сила, с которой груз действует на подвес.

- остается – она причина свободного радения.

Искусственные спутники Земли.

Тело движется равномерно по окружности, то его - центростремительное ускорение

По II Закону Ньютона: ;

;

Следовательно, ;

;

Найти:

;

;

первая космическая скорость.

- Значит, если телу сообщить в горизонтальном направлении на высоте над землей эту скорость, то оно будет двигаться по окружности вокруг Земли – такое тело называется искусственным спутником Земли.

Вычислить І космическую скорость для искусственных спутников Земли, которые запускают вблизи поверхности Земли. , в этом случае , напомним, что .

Тогда получим

;

- I космическая скорость.

Такую скорость нужно сообщить телу почти вблизи поверхности Земли в горизонтальном направлении, чтобы оно не упало на Землю, а стало искусственным спутником Земли.

Задача

На полу лифта находится человек, масса которого .

Определить: с какой силой давит человек, если лифт движется;

вертикально вверх ;

вертикально вверх ;

вертикально вниз ;

вертикально вниз

равномерно ;

При решении задач по «Динамике» необходимо научиться составлять уравнение движения, а для этого необходимо пользоваться следующими правилами:

Вначале нужно найти все силы, которые действуют на данную материальную точку;

Затем следует найти равнодействующую этих сил, исходя из основного закона «Динамики»;

Записать, что равнодействующая всех сил равна ;

Составленное уравнение движения следует решить относительно неизвестной величины.

Решения задач на применение сил, которые действуют на тело.

Задача №1

Найти: С каким ускорением используют брусок по наклонной плоскости, если угол наклона плоскости , коэффициент трения .

Задача №2

Брусок массой под действием груза массой проходит из состояния покоя путь за .

Найти: коэффициент трения.

Задача №3

Вертолет массой поднимает на тросах вертикально вверх груз массой с ускорением .

Найти: силу тяги вертолета и силу, действующую со стороны груза на прицепной механизма вертолета.

Задача №4

Маневровый тепловоз массой тянет два вагона массой по каждый с ускорением .

Найти: силу тяги тепловоза и силу натяжения сцепок, если коэффициент сопротивления движения равен .

Задача №5

Груз, подвешенный на нити длиной , двигаясь равномерно, описывает в горизонтальной плоскости окружность.

Найти: с какой скоростью двигается груз, если при его движении нить образует с вертикалью угол .

Задача №6

Какой скоростью должен обладать спутник Земли на круговой орбите на высоте над поверхностью Земли? Если радиус Земли равен . Ускорение силы тяжести у поверхности Земли . Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача №7

Автомобиль массой движется по выпуклому мосту с радиусом кривизны со скоростью .

Найти: с какой силой давит автомобиль на средину моста? С какой наименьшей скоростью должен двигаться автомобиль для того, чтобы он не оказывал давления на средину моста?

Задача №8

На горизонтальной вращающейся платформе на расстоянии от оси вращения летит груз. Коэффициент трения груза о платформу равен .

Найти: при какой частоте вращения груз начнет скользить?

Задача №9

Человек везет двое связанных между собой саней, прикладывая силу под углом к горизонту. Массы саней одинаковы и равны каждая, коэффициент трения равен .

Найти: силу, приложенную человеком, и силу натяжения нити, если движение саней равномерное.

Задача №10

Для равномерного подъема груза массой по наклонной плоскости с углом при основании нужно приложить силу , параллельную наклонной плоскости.

Найти: с каким ускорением будет двигаться груз, если его отпустить?

Мертвая петля.

При движении тела по окружности возникает ускорение, направленное к центру.

Поэтому, вес тела меняется.

Задача

Самолет, который движется со скоростью совершает мертвую петлю радиуса .

Найти: с какой силой летчик притягивается к сидению (найти )?