Сложение двух сил. Равнодействующая сила.
| В жизни мы ежедневно встречаемся с действием сил на тело. Причем, как правило, на тело оказывают действие сразу несколько сил одновременно.
Например, на парашютиста, который спускается на землю, действует две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха.
| | На грузовик действуют также несколько сил: сила тяги двигателя и сила трения колес о дорожное покрытие.
| | Иногда удобно все силы, которые действуют на тело, заменить одной силой, оказывающей такое же действие на тело, как и все силы одновременно.
Эта сила получила название - равнодействующая сила.
Равнодействующая сила — это сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил.
| | Определим, как найти равнодействующую силу. Рассмотрим два простейших случая:
1. К телу приложены две силы и направлены в одну сторону.
2. К телу приложены две силы и направлены в противоположные стороны.
| | Рассмотрим первый случай.
К телу приложены две силы, которые направлены в одну сторону.
Проведем опыт. Поставим на динамометр первый груз, весом в 102 грамма, при этом показание динамометра изменится и станет один Ньютон. Подвесим еще один груз массой в 204 грамма. Сила действует на груз в том же направлении и равна два Ньютона.
Равнодействующая сила, равноценная по своему действию этим двум силам, стала три Ньютона.
Таким образом, если силы действуют по одной прямой в одном направлении, то их равнодействующая равна сумме модулей этих сил.
Запомним: равнодействующая сил, направленных вдоль по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих сил.
| Изобразим этот опыт графически.
Пусть к телу приложены две силы: «F1» и «F2», которые направлены по одной прямой в одну сторону.
Тогда равнодействующая «R» по направлению совпадает с направлением сил « и  », а ее величина равна их сумме: «R= +  ».
| Рассмотрим пример.
Два мальчика везут санки, один их тянет, а второй толкает в одном направлении. Определите равнодействующую силу и изобразите ее графически, если известно, что первый мальчик тянет санки с силой 400 Ньютонов, а тот, что толкает, прикладывает силу 100 Ньютонов.
Так как силы направлены в одном направлении, то равнодействующая равна сумме сил. Сложив 400 Ньютонов и 100 Ньютонов, находим, что равнодействующая равна 500 Ньютонам.
R=  + 
R=400Н+100Н=500Н
Для изображения выберем масштаб: 1деление = 100Н.
Движение санок не изменилось бы, если бы их тянул только один человек, но с силой 500 Ньютонов.
То есть результирующая сила оказывает такое же действие, как и две силы действующие одновременно.
| | Рассмотрим второй случай.
Силы, которые приложены к телу, направлены в противоположные стороны.
Проведем опыт.
На подвес, состоящий из трех грузов, будет действовать сила тяжести 3 Ньютона, направленная вниз. Подействуем на него силой 2 Ньютона, направленной в противоположную сторону - вверх. Динамометр показал силу 1 Ньютон, то есть равнодействующая двух сил равна одному Ньютону. То есть для того, чтобы найти результирующую силу, нужно из большей силы вычесть меньшую.
Результирующая сила направлена в ту же сторону, что и большая сила.
Запомним: равнодействующая сил, направленных вдоль по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей силы, а ее модуль равен разности модулей составляющих сил.
| Изобразим этот опыт графически.
Пусть к телу приложены две силы и , направленные в противоположные стороны вдоль по прямой.
Если «F2>F1», то для нахождения равнодействующей вычтем из большей силы F2 меньшую F1:
R=F2-F1.
Направим равнодействующую в сторону большей силы F1.
| Подумайте, чему будет равна равнодействующая, если к телу приложены две равные по величине, но противоположные по направлению силы?
Если к телу приложены две равные по величине, но противоположные по направлению силы, то равнодействующая сил будет равна нулю.
Это условие обязательно при выполнении лабораторных работ. Ведь, по сути, мы измеряем только одну силу, а про парную силу говорим только при условии равномерного движения.
| | Когда равнодействующая равна нулю, тело будет находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.
| Решим задачу.
Определите, чему равна равнодействующая двух сил, приложенных к телу в точке М? Определите направление движения тела?
Проверьте ответ и оцените свои достижения.
Равнодействующая двух сил, приложенных к телу в точке М, равна разности модулей ее составляющих и будет составлять 12 Н:
R=20 Н – 8 Н= 12Н.
Тело будет двигаться в сторону большей силы.
|
|
Поиск по сайту:
|