Силы в механике 23.11

1.

Силы в механике

2.

Силы в природе
Четыре типа сил
Гравитационные
Электромагнитные
Ядерные
Слабые взаимодействия

3.

Гравитационные силы
• Гравитационные силы
действуют между
всеми телами – все
тела притягиваются
друг к другу
• Силы заметны только
тогда , когда хотя бы
одно тело имеет
большую массу

4.

Электромагнитные силы
• Электромагнитные
силы действуют между
телами имеющими
электрический заряды
• Заряженные тела
могут притягиваться и
отталкиваться

5.

Ядерные силы
• Ядерные силы
проявляются на очень
малых расстояниях
(только внутри ядер
атомов)

6.

Силы слабого взаимодействия
• Слабые
взаимодействия
проявляются при
превращениях
элементарных частиц,
радиоактивном
распаде
• Проявляются на
расстояния меньших
чем действуют
ядерные силы

7.

Сила тяжести
На все тела находящихся вблизи поверхности Земли
действует сила тяжести.
Все тела под действием силы тяжести получают
одинаковое ускорение ( ускорение свободного падения)
g
m₁g
m₂g
F=mg

8.

Сила всемирного тяготения
Сила взаимного притяжения двух тел
прямо пропорциональна произведению
масс этих тел и обратно
пропорциональна квадрату расстояния
между ними

9.

m
m
r
2m
m
m
2r
m

10.

Гравитационная постоянная
Гравитационная постоянная равна силе притяжения двух
тел массой по 1 кг на расстоянии 1 м друг от друга

11.

Опыт Кавендиша по определению
постоянной тяготения
Сила упругости при закручивании нити
пропорциональна углу поворота коромысла

12.

Ускорение свободного падения
9,83
9,81
9,78
F=mg

13.

Ускорение свободного падения
на других планетах
Планета
Ускорение
свободного падения
Луна
1,62
Меркурий
3,68
Марс
3,86
Уран
8,86
Венера
8,88
Сатурн
10,44
Земля
9,81
Нептун
11,09
Юпитер
23,95
Солнце
273

14.

Вес и невесомость
Сила с которой тело в следствие притяжения к
земле или ускоренного движения действует на
опору или подвес называется весом тела
Р
Р

15.

у
а=0
По 2 закону Ньютона
0 = - mg + N
По 3 закону Ньютона
INI =IPI
mg
P = mg
N
Вес тела движущегося
без ускорения численно
равен силе тяжести
P

16.

у
По 2 закону Ньютона
аm = - mg + N
По 3 закону Ньютона
INI =IPI
а
mg
P = mg + am
N
P
При движении с ускорением
направленным вверх, вес тела
больше силы тяжести

17.

у
По 2 закону Ньютона
- am = - mg + N
По 3 закону Ньютона
mg
а
N
P
INI =IPI
P = mg - am
При движении с ускорением
направленным вниз, вес тела
меньше силы тяжести

18.

P = mg - am
g
Если а = g, то Р = 0
P
При свободном падении
вес тела равен нулю,
т.е. тело находится в
состоянии невесомости

19.

Первая космическая скорость
При какой скорости снаряда
он будет двигаться вокруг
Земли?

20.

Первая
космическая
скорость
v
a
mg
R
h
v₁=7,9 км/с

21.

Первая космическая скорость
на других планетах
Планета
Первая космическая
скорость
Луна
Меркурий
Марс
Уран
Венера
Сатурн
Земля
Нептун
Юпитер
Солнце
7,9

22.

Деформация и силы упругости
Деформация – это изменение формы или размера тела.
Деформация – причина возникновения силы упругости
деформация

23.

Закон Гука
L₀
F = - kx
L
F
х
При упругой деформации (растяжении
или сжатии) удлинение тела
пропорционально приложенной силе
P
удлинение
х = L - L₀
F = kIΔLl = kx
Направление возникающей силы упругости
всегда противоположно направлению
деформации ( о чем говорит знак «-» в формуле
силы упругости)
K – коэффициент упругости или
жесткость, величина зависящая от
материала и формы тела,
определяющая его упругие свойства

24.

Сила трения
Fтр = μN
N
F
Fтр
Сила трения пропорциональна
силе нормального давления
mg
N
F
Fтр
mg
μ– коэффициент трения

25.

Свойства силы трения
• Сила трения скольжения
зависит от рода
трущихся поверхностей
• Сила трения скольжения
зависит от
относительной скорости
движения
• Сила трения не зависит
от площади
соприкосновения
Трущиеся
поверхности
Коэффициент
трения
скольжения
Шина по дороге
0,5 - 0,8
Сталь по стали
(смоченная)
0,1 - 0,4
Сталь по стали
(смазанная маслом)
0,01
Сталь по тефлону
0,04
Резина по льду
0,05
Дерево по дереву
0,01 – 0,05

26.

Трение покоя и трение качения
• Максимальная сила
трения покоя равна силе,
необходимой для того,
чтобы сдвинуть тело с
места
• Трение качения во много
раз меньше трения
скольжения .
• Этот факт широко
используется для
уменьшения трения в
механизмах

27.

Силы сопротивления при движении
в жидкостях и газах
• Особенностями сил
сопротивления являются:
• 1)отсутствие силы трения покоя
• 2) зависимость от
относительной скорости
движения
• Fс = k₁v
Для малых скоростей
• Fс = k₂v²
Для больших скоростей

28.

Сводная таблица «Силы в механике»
Гравитационные
• Сила всемирного
тяготения
• Сила тяжести
F = mg
Электромагнитные
• Сила упругости
F = - kx
• ( Т – сила натяжения,
N - cила реакции опоры )
• Сила трения
Fтр = μN