قوة رد فعل الدعم هو تعيين وحدة القياس. كيف تجد قوة رد الفعل الداعمة

قوة رد الفعل يدعميشير إلى القوى المرنة ، ويتم توجيهه دائمًا بشكل عمودي على السطح. إنه يقاوم أي قوة تجعل الجسم يتحرك بشكل عمودي على الدعم. من أجل حسابها ، تحتاج إلى تحديد ومعرفة القيمة العددية لجميع القوى التي تعمل على جسم يقف على دعامة.

سوف تحتاج

• - مقاييس؛
• - عداد السرعة أو الرادار.
• - مقياس الزوايا.

تعليمات

• تحديد وزن الجسم باستخدام الميزان أو بأي طريقة أخرى. إذا كان الجسم على سطح أفقي (ولا يهم ما إذا كان يتحرك أو في حالة سكون) ، فإن قوة رد فعل الدعم تساوي قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم. من أجل حسابها ، اضرب كتلة الجسم في تسارع الجاذبية ، والذي يساوي 9.81 م / ث² N \ u003d م جم.
• عندما يتحرك جسم على طول مستوى مائل موجه بزاوية مع الأفق ، تكون قوة رد فعل الدعم بزاوية في الجاذبية. في الوقت نفسه ، تعوض فقط عن عنصر الجاذبية الذي يعمل بشكل عمودي على المستوى المائل. لحساب قوة رد فعل الدعم ، استخدم مقياس الزوايا لقياس الزاوية التي يقع عندها المستوى في الأفق. احسب فرضدعم التفاعلات بضرب كتلة الجسم في تسارع السقوط الحر وجيب تمام الزاوية التي يكون عندها المستوى في الأفق N = m g Cos (α).
• في حالة تحرك الجسم على طول السطح ، وهو جزء من دائرة نصف قطرها R ، على سبيل المثال ، جسر ، تل ، فإن قوة رد فعل الدعم تأخذ في الاعتبار القوة المؤثرة في الاتجاه من مركز الدائرة ، بعجلة تساوي الجذب المركزي ، تعمل على الجسم. لحساب قوة رد فعل الدعم عند أعلى نقطة ، اطرح نسبة مربع السرعة إلى نصف قطر انحناء المسار من تسارع الجاذبية.
• اضرب الرقم الناتج في كتلة الجسم المتحرك N = m (g-v² / R). يجب قياس السرعة بالمتر في الثانية ونصف القطر بالمتر. عند سرعة معينة ، يمكن لقيمة التسارع الموجه من مركز الدائرة أن تساوي بل وتتجاوز تسارع السقوط الحر ، وعند هذه النقطة سيختفي التصاق الجسم بالسطح ، لذلك ، على سبيل المثال ، يحتاج السائقون بوضوح إلى التحكم في السرعة في مثل هذه الأجزاء من الطريق.
• إذا تم توجيه الانحناء لأسفل وكان مسار الجسم مقعرًا ، فاحسب قوة رد فعل الدعم عن طريق إضافة نسبة مربع السرعة ونصف قطر انحناء المسار إلى تسارع السقوط الحر ، واضرب النتيجة في كتلة الجسم N = m (g + v² / R).
• إذا كانت قوة الاحتكاك ومعامل الاحتكاك معروفتين ، فاحسب قوة رد الفعل للدعم بقسمة قوة الاحتكاك على هذا المعامل N = Ftr / μ.

حركة موحدة

س= الخامس* ر

س - المسار ، المسافة [م] (متر)

الخامس - السرعة [م / ث] (متر في الثانية)

ر - الوقت [ثوان] (ثانية)

صيغة تحويل السرعة:

x كم / ساعة =عائلة الخطوط: Arial "> m / s

متوسط ​​السرعة

الخامسالأربعاء= EN-US style = "font-family: Arial" "> sفي – الكلطريق

ر في - الكلزمن

كثافة المادة

ρ= EN-US style = "font-family: Arial" "> ρ- كثافة

م - الكتلة [كلغ] (كيلوغرام)

الخامس - الحجم [م 3] (متر مكعب)

الجاذبية والوزن وقوة رد الفعل الداعمة

الجاذبيةهي قوة الجاذبية تجاه الأرض. تعلق بالجسم. موجهة نحو مركز الأرض.

الوزن- القوة التي يضغط بها الجسم على الدعامة أو يمتد التعليق. تعلق بالجسم. موجه بشكل عمودي على الدعم وبالتوازي مع التعليق لأسفل.

قوة رد الفعل الداعمة - القوة التي يقاوم بها الدعم أو التعليق الضغط أو الشد. تعلق على دعامة أو تعليق. موجه بشكل عمودي على الدعم أو بالتوازي مع التعليق لأعلى.

Fر= م * ز ؛ P = m * g * cosα ؛ N = m * g * cosα

F ت - الجاذبية [N] (نيوتن)

P - الوزن [N]

ن - قوة رد الفعل الداعمة [N]

م - الكتلة [كلغ] (كيلوغرام)

α - الزاوية بين مستوى الأفق ومستوى الدعم [º ، راديان] (درجة ، راديان)

ز≈9.8 م / ثانية 2

القوة المرنة (قانون هوك)

Fالسابق= ك* x

التحكم F - القوة المرنة [N] (نيوتن)

ك - عامل الصلابة [N / m] (نيوتن لكل متر)

x - تمديد / ضغط الزنبرك [م] (متر)

عمل ميكانيكي

A = F * l * cosα

أ - العمل [J] (الجول)

F - القوة [N] (نيوتن)

ل - المسافة التي تؤثر فيها القوة [م] (متر)

α هي الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الحركة [º ، راديان] (درجة ، راديان)

حالات خاصة:

1) α = 0 ، أي أن اتجاه القوة يتزامن مع اتجاه الحركة

أ = F * ل ؛

2) α = π / 2 = 90 º ، أي أن اتجاه القوة عمودي على اتجاه الحركة

أ = 0 ؛

3) α = π \ u003d 180 أي أن اتجاه القوة هو عكس اتجاه الحركة

أ=- F* ل;

قوة

ن= EN-US "style =" font-family: Arial "> N- الطاقة [W] (واط)

أ - العمل [J] (الجول)

ر - الوقت (ثانية)

الضغط في السوائل والمواد الصلبة

ص= font-family: Arial "> ؛ ص= ρ * ز* ح

ص - الضغط (باسكال)

F - قوة الضغط [N] (نيوتن)

س - مساحة القاعدة [م 2] (متر مربع)

ρ هي كثافة المادة / السائل[kg / m3] (كيلوغرام لكل متر مكعب)

ز - تسارع السقوط الحر [م / ث 2] (متر في الثانية تربيع)

ح - ارتفاع الجسم / عمود السائل [م] (متر)

قوة أرخميدس

قوة أرخميدس- القوة التي يميل بها سائل أو غاز إلى دفع جسم مغمور فيهما.

Fقوس= ρ و* الخامسدفن* ز

F القوس - قوة أرخميدس [N] (نيوتن)

ρ ث - كثافة الغاز السائل [kg / m3] (كيلوغرام لكل متر مكعب)

الخامس الدفن - الصوت جزء مغمورالجسم [م 3] (متر مكعب)

ز - تسارع السقوط الحر [م / ث 2] (متر في الثانية تربيع)

حالة الأجسام العائمة:

ρ و≥ρ ر

ρ ر هي كثافة مادة الجسم[kg / m3] (كيلوغرام لكل متر مكعب)

حكم العتلة

F1 * ل1 = F2 * ل2 (ميزان الرافعة)

F 1.2 - قوة العمل على الرافعة [N] (نيوتن)

1.2 لتر - طول ذراع الرافعة للقوة المقابلة [م] (متر)

حكم اللحظة

م= F* ل

م - عزم القوة [N * م] (نيوتن متر)

F - القوة [N] (نيوتن)

ل - الطول (الذراع) [م] (متر)

M1 = M2(حالة توازن)

قوة الإحتكاك

Fآر=µ* ن

F tr - قوة الاحتكاك [N] (نيوتن)

µ - معامل الاحتكاك[ , %]

ن - قوة رد الفعل الداعمة [N] (نيوتن)

طاقة الجسم

هقريب= font-family: Arial "> ؛ هص= م* ز* ح

E ذوي القربى - الطاقة الحركية [J] (جول)

م - وزن الجسم [كلغ] (كيلوغرام)

الخامس - سرعة الجسم [م / ث] (متر في الثانية)

EP - الطاقة الكامنة[J] (جول)

ز - تسارع السقوط الحر [م / ث 2] (متر في الثانية تربيع)

ح - الارتفاع عن سطح الأرض [م] (متر)

قانون حفظ الطاقة: لا تختفي الطاقة إلى العدم ولا تظهر من العدم ، بل تنتقل فقط من شكل إلى آخر.

دعونا نضع حجرًا على سطح طاولة أفقي ، ونقف على الأرض (الشكل 104). بما أن تسارع الحجر بالنسبة إلى الأرض يساوي رصاصة ، فوفقًا لقانون نيوتن الثاني ، يكون مجموع القوى المؤثرة عليه صفرًا. وبالتالي ، يجب تعويض تأثير قوة الجاذبية m · g على الحجر ببعض القوى الأخرى. من الواضح أنه تحت تأثير الحجر يكون سطح الطاولة مشوهًا. لذلك ، من جانب الطاولة ، تعمل قوة مرنة على الحجر. إذا افترضنا أن الحجر يتفاعل فقط مع الأرض وسطح الطاولة ، فيجب أن توازن القوة المرنة قوة الجاذبية: التحكم F = -m · g. تسمى هذه القوة المرنة دعم قوة رد الفعلويُشار إليها بالحرف اللاتيني N. بما أن تسارع السقوط الحر موجه عموديًا لأسفل ، فإن القوة N موجهة رأسياً إلى أعلى - عموديًا على سطح سطح الطاولة.

نظرًا لأن سطح الطاولة يعمل على الحجر ، إذن ، وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، يعمل الحجر أيضًا على سطح الطاولة بالقوة P = -N (الشكل 105). هذه القوة تسمى وزن.

وزن الجسم هو القوة التي يعمل بها هذا الجسم على التعليق أو الدعم ، كونه في حالة ثابتة بالنسبة للتعليق أو الدعم.

من الواضح أنه في الحالة المدروسة ، يكون وزن الحجر مساويًا لقوة الجاذبية: P = m · g. سيكون هذا صحيحًا لأي جسم يستريح على تعليق (دعم) بالنسبة إلى الأرض (الشكل 106). من الواضح ، في هذه الحالة ، أن نقطة التعلق بالتعليق (أو الدعم) ثابتة بالنسبة إلى الأرض.

بالنسبة لجسم مستريح على تعليق (دعم) غير متحرك بالنسبة إلى الأرض ، فإن وزن الجسم يساوي قوة الجاذبية.

سيكون وزن الجسم أيضًا مساويًا لقوة الجاذبية المؤثرة على الجسم إذا كان الجسم والتعليق (الدعم) يتحركان بشكل موحد في خط مستقيم بالنسبة إلى الأرض.

إذا تحرك الجسم والتعليق (الدعم) بالنسبة إلى الأرض مع التسارع بحيث يظل الجسم ثابتًا بالنسبة إلى التعليق (الدعم) ، فلن يكون وزن الجسم مساويًا لقوة الجاذبية.

تأمل في مثال. دع جسمًا كتلته m يرقد على أرضية مصعد تتجه تسارعه a عموديًا لأعلى (الشكل 107). سنفترض أن قوة الجاذبية m g وقوة رد الفعل الأرضية N فقط تؤثر على الجسم (لا يؤثر وزن الجسم على الجسم ، ولكن على الدعم - أرضية المصعد.) في إطار مرجعي وهو ثابت بالنسبة إلى الأرض ، يتحرك الجسم الموجود على أرضية المصعد مع قوة الرفع مع التسارع أ. وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، حاصل ضرب كتلة الجسم وتسارعه يساوي مجموع كل القوى المؤثرة على الجسم. لذلك: م أ = ن - م ز.

لذلك ، N = m a + m g = m (g + a). هذا يعني أنه إذا كان للمصعد تسارع موجه عموديًا لأعلى ، فإن معامل القوة N لتفاعل الأرض سيكون أكبر من معامل الجاذبية. في الواقع ، يجب ألا تعوض قوة رد الفعل الأرضية تأثير الجاذبية فحسب ، بل يجب أيضًا أن تمنح الجسم تسارعًا في الاتجاه الإيجابي للمحور X.

القوة N هي القوة التي تؤثر بها أرضية المصعد على الجسم. وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، يعمل الجسم على الأرض بقوة P ، مقياسها يساوي المقياس N ، لكن القوة P موجهة في الاتجاه المعاكس. هذه القوة هي وزن الجسم في المصعد المتحرك. معامل هذه القوة هو P = N = m (g + a). في هذا الطريق، في مصعد يتحرك بعجلة تصاعدية بالنسبة إلى الأرض ، يكون معامل وزن الجسم أكبر من معامل الجاذبية.

تسمى هذه الظاهرة الزائد.

على سبيل المثال ، دع تسارع المصعد يتم توجيهه عموديًا لأعلى وقيمته تساوي g ، أي a = g. في هذه الحالة ، معامل وزن الجسم - القوة المؤثرة على أرضية المصعد - سيكون مساويًا لـ P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. أي أن وزن الجسم في هذه الحالة سيكون ضعف وزن المصعد ، الذي يكون في حالة سكون بالنسبة إلى الأرض أو يتحرك بشكل موحد في خط مستقيم.

بالنسبة لجسم معلق (أو داعم) يتحرك بعجلة متناسبة مع الأرض ، وموجهًا عموديًا لأعلى ، يكون وزن الجسم أكبر من قوة الجاذبية.

تسمى نسبة وزن الجسم في المصعد الذي يتحرك بمعدل متسارع بالنسبة للأرض إلى وزن نفس الجسم في المصعد عند السكون أو يتحرك بشكل موحد في خط مستقيم عامل الزائدأو باختصار أكثر الزائد.

معامل الحمل الزائد (الزائد) هو نسبة وزن الجسم أثناء الحمل الزائد إلى قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم.

في الحالة المذكورة أعلاه ، فإن الحمولة الزائدة تساوي 2. ومن الواضح أنه إذا تم توجيه تسارع المصعد لأعلى وكانت قيمته مساوية لـ a = 2g ، فإن معامل الحمل الزائد سيكون مساويًا لـ 3.

تخيل الآن أن جسمًا كتلته m يقع على أرضية مصعد يتم توجيه تسارعه نسبة إلى الأرض عموديًا لأسفل (عكس المحور X). إذا كانت الوحدة أ من تسارع المصعد أقل من وحدة تسارع السقوط الحر ، فستظل قوة رد فعل أرضية المصعد موجهة لأعلى ، في الاتجاه الإيجابي للمحور X ، وستكون وحدتها متساوية إلى N = م (ز - أ). وبالتالي ، فإن معامل وزن الجسم سيكون مساويًا لـ P = N = m (g - a) ، أي أنه سيكون أقل من معامل الجاذبية. وهكذا ، فإن الجسم سوف يضغط على أرضية المصعد بقوة يكون معاملها أقل من معامل الجاذبية.

هذا الشعور مألوف لأي شخص ركب مصعدًا عالي السرعة أو يتأرجح على أرجوحة كبيرة. عندما تتحرك لأسفل من أعلى نقطة ، تشعر أن ضغطك على الدعم ينخفض. إذا كان تسارع الدعم موجبًا (يبدأ المصعد والتأرجح في الارتفاع) ، يتم الضغط عليك بشدة مقابل الدعم.

إذا كان تسارع المصعد بالنسبة للأرض موجهًا نحو الأسفل وكان مساويًا في القيمة المطلقة لتسارع السقوط الحر (يسقط المصعد بحرية) ، فإن قوة رد فعل الأرضية ستصبح صفرًا: N \ u003d m (g - a) \ u003d m (g - g) \ u003d 0. B في هذه الحالة ، لن تضغط أرضية المصعد على الجسم الذي يرقد عليه. لذلك ، وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، لن يضغط الجسم على أرضية المصعد ، مما يؤدي إلى سقوط حر مع المصعد. وزن الجسم سيصبح صفرا. مثل هذه الدولة تسمى انعدام الوزن.

تسمى الحالة التي يكون فيها وزن الجسم صفرًا انعدام الوزن.

أخيرًا ، إذا أصبح تسارع المصعد نحو الأرض أكبر من تسارع السقوط الحر ، فسيتم الضغط على الجسم مقابل سقف المصعد. في هذه الحالة ، يغير وزن الجسم اتجاهه. ستختفي حالة انعدام الوزن. يمكن التحقق من ذلك بسهولة عن طريق سحب البرطمان مع وجود الشيء بداخله بحدة ، وإغلاق الجزء العلوي من البرطمان براحة يدك ، كما هو موضح في الشكل. 108.

نتائج

وزن الجسم هو القوة التي يعمل بها هذا الجسم على الناقل أو الدعم ، أثناء ثباته بالنسبة إلى التعليق أو الدعم.

وزن الجسم في المصعد الذي يتحرك بعجلة تصاعدية بالنسبة إلى الأرض أكبر في المعامل من معامل الجاذبية. تسمى هذه الظاهرة الزائد.

معامل الحمل الزائد (الزائد) هو نسبة وزن الجسم أثناء الحمل الزائد إلى قوة الجاذبية المؤثرة على هذا الجسم.

إذا كان وزن الجسم صفرًا ، فإن هذه الحالة تسمى انعدام الوزن.

أسئلة

1. ما هي القوة التي تسمى قوة رد فعل الدعم؟ ما هو وزن الجسم؟
2. ما هو وزن الجسم؟
3. أعط أمثلة عندما يكون وزن الجسم: أ) يساوي قوة الجاذبية ؛ ب) يساوي صفرًا ؛ ج) المزيد من الجاذبية. د) جاذبية أقل.
4. ما يسمى الحمل الزائد؟
5. ما هي الدولة التي تسمى انعدام الوزن؟

تمارين

1. يقف سيرجي ، طالب الصف السابع ، على ميزان الأرضية في الغرفة. تم ضبط سهم الجهاز مقابل قسمة 50 كجم. أوجد معامل وزن سيرجي. أجب عن الأسئلة الثلاثة الأخرى حول هذه القوة.
2. أوجد قوة الجاذبية التي يواجهها رائد الفضاء الموجود في صاروخ يرتفع عموديًا بعجلة a = 3g.
3. ما هي القوة التي يؤثر بها رائد فضاء كتلته م = 100 كجم على الصاروخ المشار إليه في التمرين 2؟ ما اسم هذه القوة؟
4. أوجد وزن رائد فضاء كتلته م = 100 كجم في صاروخ ، وهو: أ) يقف بلا حراك على قاذفة ؛ ب) يرتفع بعجلة a = 4g موجهة رأسياً لأعلى.
5. حدد مقاييس القوى المؤثرة على وزن كتلته م = 2 كجم ، والذي يتدلى بلا حراك على خيط خفيف متصل بسقف الغرفة. ما هي وحدات القوة المرنة التي تعمل من جانب الخيط: أ) على الوزن ؛ ب) على السقف؟ ما هو وزن الجرس؟ تلميح: استخدم قوانين نيوتن للإجابة على الأسئلة.
6. أوجد وزن حمولة كتلتها م = 5 كجم ، معلقة على خيط من سقف مصعد عالي السرعة ، إذا: أ) يرتفع المصعد بشكل موحد ؛ ب) المصعد ينزل بالتساوي. ج) المصعد الذي يصعد بسرعة v = 2 m / s بدأ بالفرملة مع تسارع a = 2 m / s 2 ؛ د) ينزل المصعد بسرعة v = 2 m / s ، وبدأ المصعد بالفرملة مع تسارع a = 2 m / s 2 ؛ هـ) بدأ المصعد يتحرك لأعلى بعجلة أ = 2 م / ث 2 ؛ و) بدأ المصعد يتحرك لأسفل بعجلة أ = 2 م / ث 2.

القوة المؤثرة على الجسم من جانب الدعم (أو التعليق) تسمى قوة رد فعل الدعم. عندما تتلامس الأجسام ، يتم توجيه قوة رد فعل الدعم بشكل عمودي على سطح التلامس. إذا كان الجسم مستلقيًا على طاولة أفقية ثابتة ، فإن قوة رد الفعل للدعم يتم توجيهها عموديًا لأعلى وتوازن قوة الجاذبية:

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

شاهد ما هي "قوة رد الفعل للدعم العادي" في القواميس الأخرى:

قوة الاحتكاك الانزلاقي هي القوة التي تحدث بين الأجسام المتلامسة أثناء حركتها النسبية. إذا لم يكن هناك طبقة سائلة أو غازية (تزييت) بين الأجسام ، فإن هذا الاحتكاك يسمى جافًا. خلاف ذلك ، الاحتكاك ...... ويكيبيديا

يعيد توجيه "القوة" هنا ؛ انظر أيضا معاني أخرى. قوة البعد LMT − 2 وحدات SI ... ويكيبيديا

يعيد توجيه "القوة" هنا ؛ انظر أيضا معاني أخرى. قوة البعد LMT − 2 وحدات SI نيوتن ... ويكيبيديا

قانون أمونتون كولوم هو قانون تجريبي يؤسس علاقة بين قوة الاحتكاك السطحي الناشئة عن الانزلاق النسبي للجسم مع قوة رد الفعل العادية التي تعمل على الجسم من السطح. قوة الاحتكاك ، ...... ويكيبيديا

قوى الاحتكاك المنزلقة هي القوى التي تنشأ بين الأجسام المتلامسة أثناء حركتها النسبية. إذا لم يكن هناك طبقة سائلة أو غازية (تزييت) بين الأجسام ، فإن هذا الاحتكاك يسمى جافًا. خلاف ذلك ، الاحتكاك ...... ويكيبيديا

الاحتكاك الساكن ، الاحتكاك المتماسك هو القوة التي تحدث بين جسمين متصلين وتمنع حدوث حركة نسبية. يجب التغلب على هذه القوة من أجل تحريك جسمين متصلين كل منهما ... ... ويكيبيديا

يتم هنا إعادة توجيه طلب "المشي في وضع مستقيم". هذا الموضوع يحتاج إلى مقال منفصل. المشي البشري هو الحركة البشرية الأكثر طبيعية. عمل آلي للمحرك ، يتم تنفيذه نتيجة لنشاط منسق معقد ...... ويكيبيديا

دورة المشي: دعم على ساق واحدة ودعم فترة دعم للرجل الأخرى ... يعتبر مشي الإنسان من أكثر الحركات البشرية طبيعية. عمل المحرك الآلي ، الذي يتم تنفيذه نتيجة النشاط المنسق المعقد للهيكل العظمي ... ويكيبيديا

لا تعتمد قوة الاحتكاك عندما ينزلق الجسم على سطح ما على منطقة التلامس بين الجسم والسطح ، ولكنها تعتمد على قوة رد الفعل الطبيعي لهذا الجسم وعلى حالة البيئة. تحدث قوة الاحتكاك الانزلاقي عند انزلاق معين ...... ويكيبيديا

قانون أمونتون كولوم ، قوة الاحتكاك عندما ينزلق الجسم على سطح ما لا تعتمد على منطقة ملامسة الجسم للسطح ، ولكنها تعتمد على قوة رد الفعل الطبيعي لهذا الجسم وعلى حالة بيئة. تحدث قوة الاحتكاك المنزلقة عندما ...... ويكيبيديا

تعليمات

الحالة الأولى: معادلة الانزلاق: Ftr = mN ، حيث m هو معامل الاحتكاك الانزلاقي ، N هي قوة رد فعل الدعم ، N بالنسبة لجسم ينزلق على مستوى أفقي ، N = G = mg ، حيث G هي وزن الجسم ، N ؛ م - وزن الجسم ، كجم ؛ g هو تسارع السقوط الحر ، m / s2. تم إعطاء قيم المعامل غير ذي الأبعاد m لزوج معين من المواد في المرجع. معرفة كتلة الجسم واثنين من المواد. الانزلاق بالنسبة لبعضهما البعض ، أوجد قوة الاحتكاك.

الحالة الثانية: تخيل أن جسمًا ينزلق على سطح أفقي ويتحرك بعجلة منتظمة. تعمل عليه أربع قوى: القوة التي تحرك الجسم ، وقوة الجاذبية ، وقوة رد فعل الدعم ، وقوة الاحتكاك المنزلق. نظرًا لأن السطح أفقي ، يتم توجيه قوة رد فعل الدعم وقوة الجاذبية على طول خط مستقيم واحد وتوازن بعضها البعض. يصف الإزاحة المعادلة: Fdv - Ftr = ma ؛ حيث Fdv هو معامل القوة الذي يحرك الجسم ، N ؛ Ftr هو معامل قوة الاحتكاك ، N ؛ م - وزن الجسم ، كجم ؛ أ هو تسارع ، م / ث 2. معرفة قيم الكتلة ، وتسارع الجسم والقوة المؤثرة عليه ، أوجد قوة الاحتكاك. إذا لم يتم تعيين هذه القيم بشكل مباشر ، فتحقق مما إذا كانت هناك بيانات في الحالة يمكن من خلالها العثور على هذه القيم.

مثال على المشكلة 1: شريط 5 كجم ملقى على السطح يتعرض لقوة مقدارها 10 N. نتيجة لذلك ، يتحرك الشريط بعجلة منتظمة ويمر 10 لمدة 10. أوجد قوة الاحتكاك الانزلاقي.

معادلة حركة الشريط: Fdv - Ftr \ u003d ma. يتم إعطاء مسار الجسم للحركة المتسارعة بشكل منتظم من خلال المعادلة: S = 1 / 2at ^ 2. من هنا يمكنك تحديد التسارع: a = 2S / t ^ 2. استبدل هذه الشروط: أ \ u003d 2 * 10/10 ^ 2 \ u003d 0.2 م / ث 2. الآن أوجد ناتج القوتين: ma = 5 * 0.2 = 1 N. احسب قوة الاحتكاك: Ftr = 10-1 = 9 N.

الحالة الثالثة: إذا كان جسم على سطح أفقي في حالة سكون أو يتحرك بشكل موحد ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، فإن القوى في حالة توازن: Ftr = Fdv.

مثال المشكلة 2: يتم إخبار شريط 1 كجم على سطح مستو ، ونتيجة لذلك يسافر 10 أمتار في 5 ثوانٍ ويتوقف. أوجد قوة الاحتكاك الانزلاقي.

كما في المثال الأول ، يتأثر انزلاق القضيب بقوة الحركة وقوة الاحتكاك. نتيجة لهذا الإجراء يتوقف الجسم ، أي. التوازن يأتي. معادلة حركة الشريط: Ftr = Fdv. أو: N * m = ma. الكتلة تنزلق مع تسارع منتظم. احسب تسارعها بشكل مشابه للمسألة 1: a = 2S / t ^ 2. استبدل قيم الكميات من الشرط: أ \ u003d 2 * 10/5 ^ 2 \ u003d 0.8 م / ث 2. ابحث الآن عن قوة الاحتكاك: Ftr \ u003d ma \ u003d 0.8 * 1 \ u003d 0.8 N.

الحالة الرابعة: تعمل ثلاث قوى على جسم ينزلق تلقائيًا على طول مستوى مائل: الجاذبية (G) وقوة رد الفعل الداعمة (N) وقوة الاحتكاك (Ftr). يمكن كتابة قوة الجاذبية على النحو التالي: G = mg ، N ، حيث m هو وزن الجسم ، kg ؛ g هو تسارع السقوط الحر ، m / s2. نظرًا لعدم توجيه هذه القوى على طول خط مستقيم واحد ، اكتب معادلة الحركة في شكل متجه.

بإضافة القوتين N و mg وفقًا لقاعدة متوازي الأضلاع ، تحصل على القوة المحصلة F '. يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية من الشكل: N = mg * cosα ؛ F '= mg * sinα. حيث α هي زاوية ميل الطائرة. يمكن كتابة قوة الاحتكاك بالصيغة التالية: Ftr = m * N = m * mg * cosα. تأخذ معادلة الحركة الشكل: F’-Ftr = ma. أو: Ftr = mg * sinα-ma.

الحالة 5. إذا تم تطبيق قوة إضافية F على الجسم ، موجهة على طول المستوى المائل ، فسيتم التعبير عن قوة الاحتكاك: Ftr = mg * sinα + F-ma ، إذا كان اتجاه الحركة والقوة F متماثلين . أو: Ftr \ u003d mg * sinα-F-ma ، إذا كانت القوة F تعارض الحركة.

المشكلة 3 مثال: انزلقت كتلة بوزن 1 كجم إلى أسفل أعلى مستوى مائل في 5 ثوانٍ بعد السفر مسافة 10 أمتار. أوجد قوة الاحتكاك إذا كانت زاوية ميل المستوى 45 درجة. ضع في اعتبارك أيضًا الحالة التي تعرضت فيها الكتلة لقوة إضافية مقدارها 2 نيوتن مطبقة على طول زاوية الميل في اتجاه الحركة.

أوجد عجلة الجسم بنفس الطريقة كما في المثالين 1 و 2: أ = 2 * 10/5 ^ 2 = 0.8 م / ث 2. احسب قوة الاحتكاك في الحالة الأولى: Ftr \ u003d 1 * 9.8 * sin (45o) -1 * 0.8 \ u003d 7.53 N. حدد قوة الاحتكاك في الحالة الثانية: Ftr \ u003d 1 * 9.8 * sin (45o) + 2-1 * 0.8 = 9.53 نيوتن.

الحالة 6. جسم يتحرك بشكل موحد على طول سطح مائل. لذلك ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، فإن النظام في حالة توازن. إذا كان الانزلاق عفويًا ، فإن حركة الجسم تخضع للمعادلة: mg * sinα = Ftr.

إذا تم تطبيق قوة إضافية (F) على الجسم ، مما يمنع الحركة المتسارعة بشكل منتظم ، فإن التعبير عن الحركة يكون على الشكل: mg * sinα – Ftr-F = 0. من هنا ، أوجد قوة الاحتكاك: Ftr = mg * sinα -F.

مصادر:

• صيغة الانزلاق

معامل الاحتكاك هو مزيج من خصائص جسمين على اتصال مع بعضهما البعض. هناك عدة أنواع من الاحتكاك: الاحتكاك الساكن ، والاحتكاك المنزلق ، والاحتكاك المتدحرج. الراحة الاحتكاك هو احتكاك الجسم الذي كان في حالة سكون وكان في حالة حركة. يحدث الاحتكاك الانزلاقي عندما يتحرك الجسم ، وهذا الاحتكاك أقل من الاحتكاك الساكن. يحدث الاحتكاك المتدحرج عندما يتدحرج الجسم على سطح ما. يتم تحديد الاحتكاك اعتمادًا على النوع ، على النحو التالي: μsk - احتكاك منزلق ، μ - احتكاك ثابت ، μroll - احتكاك متدحرج.

تعليمات

عند تحديد معامل الاحتكاك أثناء التجربة ، يوضع الجسم على مستوى بميل ويتم حساب زاوية الميل. في نفس الوقت ، ضع في اعتبارك أنه عند تحديد معامل الاحتكاك الساكن ، يتحرك الجسم المعطى ، وعند تحديد معامل الاحتكاك الانزلاقي ، يتحرك بسرعة ثابتة.

يمكن أيضًا حساب معامل الاحتكاك أثناء التجربة. من الضروري وضع الكائن على مستوى مائل وحساب زاوية الميل. وبالتالي ، يتم تحديد معامل الاحتكاك بواسطة الصيغة: μ = tg (α) ، حيث μ هي قوة الاحتكاك ، و α هي زاوية ميل المستوى.

فيديوهات ذات علاقة

عندما يكون جسمان في حالة حركة نسبية ، يحدث احتكاك بينهما. يمكن أن يحدث أيضًا عند التحرك في وسط غازي أو سائل. يمكن أن يتداخل الاحتكاك مع الحركة الطبيعية ويساهم فيها. نتيجة لهذه الظاهرة ، تعمل القوة على الأجسام المتفاعلة احتكاك.

تعليمات

تعتبر الحالة الأكثر عمومية القوة عندما يكون أحد الجسمين ثابتًا وفي حالة راحة ، والآخر ينزلق على سطحه. من جانب الجسم الذي ينزلق عليه الجسم المتحرك ، تعمل قوة رد فعل الدعم على الأخير ، وتوجه عموديًا على مستوى الانزلاق. تُمثَّل هذه القوة بالحرف N. ويمكن أيضًا أن يكون الجسم في حالة سكون بالنسبة إلى الجسم الثابت. ثم قوة الاحتكاك المؤثرة عليها Ffr

في حالة حركة الجسم بالنسبة لسطح جسم ثابت ، تصبح قوة الاحتكاك الانزلاقية مساوية لمنتج معامل الاحتكاك وقوة رد فعل الدعامة: Ftr =؟ N.

دع الآن قوة ثابتة F> Ftr =؟ N ، موازية لسطح الأجسام الملامسة ، تعمل على الجسم. عندما ينزلق الجسم ، فإن المكون الناتج للقوة في الاتجاه الأفقي سيكون مساويًا لـ F-Ftr. بعد ذلك ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، سوف يرتبط تسارع الجسم بالقوة الناتجة وفقًا للصيغة: أ = (F-Ftr) / م. ومن ثم ، Ftr = F-ma. يمكن العثور على تسارع الجسم من الاعتبارات الحركية.

تتجلى الحالة الخاصة لقوة الاحتكاك التي تُعتبر غالبًا عندما ينزلق الجسم عن مستوى مائل ثابت. يترك؟ - زاوية ميل الطائرة وترك الجسم ينزلق بالتساوي ، أي بدون تسارع. ثم ستبدو معادلات حركة الجسم على النحو التالي: N = mg * cos ؟، mg * sin؟ = قدم =؟ بعد ذلك ، من معادلة الحركة الأولى ، يمكن التعبير عن قوة الاحتكاك بالصيغة Ftr = mg * cos ؟. إذا كان الجسم يتحرك على طول مستوى مائل مع التسارع a ، فإن المعادلة الثانية للحركة ستبدو كما يلي: mg * sin؟ -Ftr = أماه. ثم Ftr = mg * sin؟ -ma.

فيديوهات ذات علاقة

إذا تجاوزت القوة الموجهة بالتوازي مع السطح الذي يقف عليه الجسم قوة الاحتكاك الساكن ، فستبدأ الحركة. سيستمر حتى تتجاوز القوة الدافعة قوة الاحتكاك الانزلاقي ، والتي تعتمد على معامل الاحتكاك. يمكنك حساب هذا المعامل بنفسك.

سوف تحتاج

• مقياس الدينامومتر أو المقاييس أو المنقلة أو مقياس الزوايا

تعليمات

احسب وزن الجسم بالكيلوجرام وضعه على سطح مستو. قم بتوصيل مقياس ديناميكي به ، وابدأ في تحريك الجسم. افعل ذلك بطريقة تجعل قراءات مقياس القوة الديناميكية تستقر مع الحفاظ على سرعة ثابتة. في هذه الحالة ، ستكون قوة الجر المقاسة بواسطة مقياس القوة ، مساوية ، من ناحية ، لقوة الجر الموضحة بواسطة مقياس القوة ، ومن ناحية أخرى ، مع القوة مضروبة في الانزلاق.

ستسمح لك القياسات التي تم إجراؤها بإيجاد هذا المعامل من المعادلة. للقيام بذلك ، اقسم قوة الجر على كتلة الجسم والرقم 9.81 (تسارع الجاذبية) μ = F / (م جم). سيكون المعامل الذي تم الحصول عليه هو نفسه لجميع الأسطح من نفس النوع مثل تلك التي تم إجراء القياس عليها. على سبيل المثال ، إذا تم تحريك الجسم على طول لوح خشبي ، فستكون هذه النتيجة صالحة لجميع الأجسام الخشبية التي تنزلق على طول الشجرة ، مع مراعاة جودة معالجتها (إذا كانت الأسطح خشنة ، فإن قيمة معامل الاحتكاك المنزلق سوف يتغير).

يمكنك قياس معامل الاحتكاك الانزلاقي بطريقة أخرى. للقيام بذلك ، ضع الجسم على مستوى يمكنه تغيير زاويته بالنسبة إلى الأفق. يمكن أن تكون لوحة عادية. ثم ابدأ برفعها برفق من حافة واحدة. في اللحظة التي يبدأ فيها الجسم في التحرك ، يتدحرج لأسفل في مستوى مثل الزلاجة أسفل تل ، ابحث عن زاوية ميله بالنسبة إلى الأفق. من المهم ألا يتحرك الجسم بالتسارع. في هذه الحالة ، ستكون الزاوية المقاسة صغيرة للغاية ، حيث يبدأ الجسم في التحرك تحت تأثير الجاذبية. معامل الاحتكاك الانزلاقي يساوي ظل هذه الزاوية μ = tg (α).