Точка - приложение - сила - тяжесть.

Чтобы изменить положение тела или скорость его перемещения, к телу необходимо приложить силу. В механике силой называют меру действия одного тела на другое. Сила обычно характеризуется величиной, направлением и точкой приложения.

Величина силы измеряется динамометром и выражается чаще всего в килограммах.

При подъеме груза величина силы зависит от расстояния до точки опоры. Чтобы определить действие силы на тело, надо знать точку ее приложения к этому телу. Точка приложения силы имеет большое значение в технике.

Графический способ изображения сил. Силу можно изобразить графически в виде линии со стрелкой в произвольно выбранном масштабе. Стрелка указывает направление силы. Начало линии называют точкой приложения силы. Прямую, на которойлежит отрезок, изображающий силу, называют линией действия силы.

Правило сложения и разложения сил. Силы, совместное действие которых может быть заменено равнодействующей, оказывающей на тело такое же действие, что и заданная система сил, называют составляющими . Сложить силы - это значит найти равнодействующую.

Равнодействующая двух или нескольких сил, направленных по одной прямой, равна по в е-личине их алгебраической сумме.

Равнодействующая двух сил, имеющих общую точку приложения и действующих под углом друг к другу, равна по величине и направлению диагонали параллелограмма построенного на этих силах на сторонах.

Такую равнодействующую называют геометрической (или векторной) суммой составляющих сил. С изменением угла между силами величина равнодействующей также изменяется.

Действие, обратное сложению сил, называют разложением силы на составляющие. Чтобы разложить силу на две составляющие, необходимо знать их линии действия, которые пересекаются в какой-нибудь точке, или величину и направление одной из составляющих сил.

Центр тяжести. При небольших размерах тела действующие на его частицы силы тяжести могут быть приняты за параллельные. В этом случае центр параллельных сил называют центром тяжести. Следовательно, центр тяжести есть центр всех параллельных сил, действующих на отдельные частицы тела.

Центр тяжести занимает определенное положение в теле, как бы тело ни было повернуто относительно направления силы тяжести. Равнодействующая всех сил тяжести, действующая на отдельные частицы тела, приложенная в центре тяжести, представляет собой вес тела.

Каждое тело имеет свой центр тяжести. Например, центр тяжести однородного стержня находится на его середине; центр тяжести круга совпадает с его центром; центр тяжести площади треугольника лежит в точке пересечения его медиан, а центр тяжести шара - в его геометрическом центре.

Устойчивость равновесия. Положение тела считается устойчи вым, если тело возвращается в прежнее положение после того, как оно было выведено из него какой-либо силой. Шар, подвешенный в одной точке, расположенной на одной вертикали с центром тяжести, находится в устойчивом положении или в положении устойчивого равновесия.

Положение называют неустойчивым , если тело, выведенное из положения равновесия, не может быть возвращено своим весом в начальное положение.Если точка опоры совпадает с центром тяжести, то тело остается в покое в любом положении (например, шар, лежащий на горизонтальной плоскости). Это положение называют безраз личным, или положением безразличного равновесия.

Момент силы. Момент силы характеризует вращательное движение.

Если на брус, опирающийся на неподвижную опору в точке С , положить груз Q, отстоящий от точки С на расстояние ВС, то брус начнет перемещаться против часовой стрелки вокруг точки С.

Моменты сил, вращающих тело против часовой стрелки, условно считают отрицательными, а моменты сил, вращающих тело по часовой стрелке, - положительными. Чтобы сохранить равновесие системы, необходимо к концу бруса, например в точке А, приложить силу Р, направленную в сторону, противоположную направлению силы тяжести Q . Чем больше расстояние от точки приложения А до точки опоры С, тем меньшей должна быть величина силы Р для сохранения равновесия. Расстояния АС и ВС называют плечами. Обозначим плечо АС буквой в. Произведение силы Р на плечо в называют моментом этой силы относительно точки опоры. Для равновесия бруса необходимо, чтобы алгебраическая сумма моментов всех действующих сил относительно точки опоры равнялась нулю. Обозначим плечо ВС буквой а, тогда Qa -Рв = 0.

Условия равновесия сил находят широкое применение при расчете новых машин.

В технической системе за единицу измерения момента силы применяют момент силы в 1 кгс, имеющий плечо в 1 м.

Центробежная и центростремительная силы. При вращении шарика, привязанного к нити, одновременно возникают центробежная ицентростремительная силы; при прекращении вращения они исчезают. Сила, удерживающая шарик на окружности, направлена вдоль нити к центру вращения и называется центростремительной. Силу, приложенную к нити, как противодействующую центростремительной, называют центробежной . Центробежная и центростремительная силы обычно равны между собой, но противоположно направлены.

В технике большую роль играет центробежная сила. Если центр тяжести вращающихся деталей (подшипников и валиков) смещен относительно оси, то величина центробежной силы может превышать в десятки и сотни раз вес самого тела. В результате этого подшипники и шейки у валиков износятся, что приведет к поломке оборудования.

Центробежная сила может быть полезна для машин, например, центрифуга предназначена для разделения сыпучих тел при обогащении руд. При вращении центрифуги частицы с наибольшим удельным весом располагаются на периферии,- а частицы с меньшим удельным весом - ближе к оси вращения. В центробежном насосе движение жидкости и необходимый напор создаются за счет центробежной силы, получающейся при вращении лопастного колеса в корпусе насоса.

Точка приложения силы тяжести называется центром тяжести.
Точку приложения силы тяжести (центр тяжести) легко определить, если тело закрепить в одной точке так, чтобы оно могло свободно вращаться. Если тело находится в положении равновесия, то центр тяжести должен находиться на вертикали, проходящей через точку закрепления тела.
Так как кирпичи однородны, то точка приложения силы тяжести каждого из кирпичей будет лежать посередине его длины.
При этом стержень АВ передвинется поступательно и траекториями точек приложения сил тяжести mtg и m - ig окажутся горизонтальные прямые.
Разложение силы на две параллельные составляющие. Земли на твердое тело таково, как если бы точка приложения силы тяжести лежала в центре тяжести тела. Мы будем пользоваться этим в дальнейшем, заменяя действие сил тяжести, приложенных к отдельным частям твердого тела, действием одной силы, приложенной в его центре тяжести и равной силе тяжести, действующей на все тело.
За точку приведения примем центр масс S звена, который является точкой приложения силы тяжести - Fg звена и силы инерции Ри. Главный вектор сил, действующих на звено, F F0 Рг Fg Ри - Значение и направление силы F можно получить аналитически, используя операторную функцию SMVKT (см. гл.
Эти формулы являются приближенными, так как координаты xk, yk, zk точки приложения силы тяжести Pk k - vi материальной частицы определяются с точностью до размеров этой частицы.
Таким образом, действие притяжения Земли на твердое тело таково, как если бы точка приложения силы тяжести лежала в центре тяжести тела.
Эти формулы являются приближенными, так как координаты Хь, г /, Zk точки приложения силы тяжести Pk k - Ъ материальной частицы определяются с точностью до размеров этой частицы.
Определение центра крена при подвесках различных типов. К центру тяжести подрессоренных масс приложены сила тяжести GK и центробежная сила Рку. Точка приложения силы тяжести GH и центробежной силы Рау неподрессоренных масс расположена на высоте, равной приблизительно радиусу колеса.
Среди заданных сил в задачах могут быть: сосредоточенные нагрузки, изображенные на чертежах к задачам в виде векторов сил; веса элементов конструкций; распределенные нагрузки с заданной интенсивностью. Если в задачах на тело или систему тел действуют заданные пары сил, то они обычно задаются величиной момента и направлением вращения. Точки приложения сосредоточенных нагрузок всегда указываются в условии к задаче. Точки приложения сил тяжести, как правило, не указываются. Считается, что каждый решающий задачу, приложит эту силу в центре тяжести рассматриваемого тела. На распределенных нагрузках необходимо остановиться более подробно.
Из условий равновесия следует, что целиком погруженная грань параллелепипеда должна быть горизонтальна. При отклонении параллелепипеда от положения равновесия центр тяжести вытесненного объема перемещается в ту же сторону, куда наклонился параллелепипед. Вследствие того, что точка приложения силы тяжести О и точка приложения подъемной силы С не лежат на одной вертикали, возникают моменты силы тяжести и подъемной силы. Если полностью погруженная в жидкость грань EF параллелепипеда больше, чем частично погруженные DE и GF (рис. 283), то возникший момент будет возвращать тело к положению равновесия - равновесие будет устойчиво. В противном случае (рис. 284), когда полностью погруженная в жидкость грань EF меньше, чем частично погруженные грани DE и GF, возникший момент будет еще больше наклонять тело - равновесие будет неустойчиво.

Частным, но крайне важным для нас видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле. Эту силу называют силой тяжести. Согласно закону всемирного тяготения, она выражается формулой

где m - масса тела, М - масса Земли, R - радиус Земли, h - высота тела над поверхностью Земли. Сила тяжести направлена вертикально вниз, к центру Земли.

Сила тяжести сообщает телу ускорение, называемое ускорением свободного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона

С учетом выражения (3.6.1) для модуля ускорения свободного падения будем иметь

На поверхности Земли (h = 0) модуль ускорения свободного падения равен

а сила тяжести равна

Модуль ускорения свободного падения, входящего в формулы (3.6.4) и (3.6.5), равен приближенно 9,8 м/с 2 .

Ускорение свободного падения

Из формулы (3.6.3) видно, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Оно уменьшается при подъеме тела над поверхностью Земли: ускорение свободного падения обратно пропорционально квадрату расстояния тела от центра Земли.

Однако если высота h тела над поверхностью Земли не превышает 100 км, то при расчетах, допускающих погрешность ≈ 1,5%, этой высотой можно пренебречь по сравнению с радиусом Земли (R = 6370 км). Ускорение свободного падения на высотах до 100 км можно считать постоянным и равным 9,8 м/с 2 .

И все же у поверхности Земли ускорение свободного падения не везде одинаково. Оно зависит от географической широты: больше на полюсах Земли, чем на экваторе. Дело в том, что земной шар несколько сплюснут у полюсов. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21 км.

Другой, более существенной причиной зависимости ускорения свободного падения от географической широты является вращение Земли. Второй закон Ньютона, с помощью которого получена формула (3.6.4), справедлив в инерциальной системе отсчета.

Такой системой является, например, гелиоцентрическая система. Систему же отсчета, связанную с Землей, строго говоря, нельзя считать инерциальной. Земля вращается вокруг своей оси и движется по замкнутой орбите вокруг Солнца.

Вращение Земли и сплюснутость ее у полюсов приводит к тому, что ускорение свободного падения относительно геоцентрической системы отсчета на разных широтах различно: на полюсах g пол ≈ 9,83 м/с 2 , на экваторе g экв ≈ 9,78 м/с 2 , на широте 45° g = 9,81 м/с 2 . Впрочем, в наших расчетах мы будем считать ускорение свободного падения приближенно равным 9,8 м/с 2 .

Из-за вращения Земли вокруг своей оси ускорение свободного падения во всех местах, кроме экватора и полюсов, не направлено точно к центру Земли.

Кроме того, ускорение свободного падения зависит от плотности пород, залегающих в недрах Земли. В районах, где залегают породы, плотность которых больше средней плотности Земли (например, железная руда), g больше. А там, где имеются залежи нефти, g меньше. Этим пользуются геологи при поиске полезных ископаемых.

Масса Земли

Без «земных» опытов по определению гравитационной постоянной G мы никакими астрономическими способами не смогли бы определить массу Земли и других планет.

Определив опытным путем ускорение свободного падения, можно, пользуясь выражением (3.6.4), вычислить массу Земли:

Подставив в эту формулу R ≈ 6,4 10 6 м, g ≈ 9,8 м/с 2 и G = 6,67 10 -11 Н м 2 /кг 2 , получим

Центр тяжести

Сила тяжести(1) действует на все тела. Но к какой точке тела приложена эта сила, если тело нельзя считать материальной точкой?

Возьмем тело произвольной формы, например кусок фанеры. Проколем в нем несколько отверстий: в точках А, В, D (рис. 3.9, а).

Рис. 3.9

Подвесим этот кусок фанеры на спице, пропущенной через отверстие в точке А. На кусок фанеры действуют сила тяжести т и сила со стороны опоры (спицы) - сила реакции опоры . Под действием этих двух сил тело находится в равновесии (покоится). Поэтому, согласно второму закону Ньютона,

так как ускорение тела равно нулю. Из выражения (3.6.7) следует, что

т. е. сила тяжести т и сила реакции опоры направлены противоположно, и линии их действия лежат на одной прямой. Эта прямая вертикальна и проходит через точку А (прямая АК), так как сила реакции спицы приложена к куску фанеры в точке подвеса, т. е. в точке А. Следовательно, точка приложения силы тяжести (начало вектора силы тяжести), действующей на кусок фанеры, лежит на прямой АК.

Теперь подвесим этот же кусок фанеры в точке В (рис. 3.9,6). Аналогичными рассуждениями мы придем к выводу, что точка приложения силы тяжести лежит на прямой BL. Но раз точка приложения силы тяжести лежит и на прямой BL, и на прямой АК, то она должна совпасть с точкой С их пересечения. Подвесив кусок фанеры в точке D (рис. 3.9, в) и проведя через нее вертикаль, убедимся, что она тоже проходит через точку С. Таким образом, при любом положении тела в пространстве точкой приложения силы тяжести, действующей на тело, является одна и та же точка. Эта точка называется центром тяжести тела.

Центром тяжести тела называется точка приложения силы тяжести, действующей на тело, при любом его положении в пространстве.

Надо хорошо понимать, что сила тяжести действует на все частицы, из которых состоит тело. Но если положение центра тяжести известно, то мы можем «забыть» о том, что на все части тела действуют силы тяжести, и считать, что есть только одна сила, приложенная в центре тяжести.

Руководствуясь соображениями симметрии, можно указать положение центра тяжести однородных тел простой формы (рис. 3.10):

диск и шар - в центре;
пластинка в форме параллелограмма и брус в форме параллелепипеда - в точке пересечения их диагоналей;
цилиндр - на середине его оси.

Рис. 3.10

Сила притяжения тел к Земле - сила тяжести - одно из проявлений силы всемирного тяготения. Эта сила приложена в точке, называемой центром тяжести тела.

Вопросы для самопроверки

Где больше ускорение свободного падения: в Москве или в Санкт-Петербурге?
Известно, что Луна притягивается к Земле с силой F = 2 10 20 Н. Вычислите массу Луны.
Может ли центр тяжести находиться вне тела?
Где находится центр тяжести однородной пластинки треугольной формы?
Вырежьте из картона несколько пластинок произвольной формы и опытным путем найдите их центр тяжести.

(1) Более подробно о центре тяжести рассказывается в главе 8.

В данном параграфе мы напомним Вам о силе тяжести, центростримительном ускорение и весе тела

На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли . Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле

Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз .

Силу, с которой тело притягивается к Земле под действием поля тяготения Земли, называют силой тяжести. По закону всемирного тяготения на поверхности Земли (или вблизи этой поверхности) на тело массой m действует сила тяжести

F т =GMm/R 2

где М - масса Земли; R - радиус Земли.
Если на тело действует только сила тяжести, а все другие силы взаимно уравновешены, тело совершает свободное падение. Согласно второму закону Ньютона и формуле F т =GMm/R 2 модуль ускорения свободного падения g находят по формуле

g=F т /m=GM/R 2 .

Из формулы (2.29) следует, что ускорение свободного падения не зависит от массы m падающего тела, т.е. для всех тел в данном месте Земли оно одинаково. Из формулы (2.29) следует, что Fт = mg. В векторном виде

F т =mg

В § 5 было отмечено, что поскольку Земля не шар, а эллипсоид вращения, ее полярный радиус меньше экваториального. Из формулы F т =GMm/R 2 видно, что по этой причине сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения на полюсе больше, чем на экваторе.

Сила тяжести действует на все тела, находящиеся в поле тяготения Земли, однако не все тела падают на Землю. Это объясняется тем, что движению многих тел препятствуют другие тела, например опоры, нити подвеса и т. п. Тела, ограничивающие движение других тел, называют связями. Под действием силы тяжести связи деформируются и сила реакции деформированной связи по третьему закону Ньютона уравновешивает силу тяжести.

На ускорение свободного падения влияет вращение Земли. Это влияние объясняется так. Системы отсчета, связанные с поверхностью Земли (кроме двух, связанных с полюсами Земли), не являются, строго говоря, инерциальными системами отсчета - Земля вращается вокруг своей оси, а вместе с ней движутся по окружностям с центростремительным ускорением и такие системы отсчета. Эта неинерциальность систем отсчета проявляется, в частности, в том, что значение ускорения свободного падения оказывается различным в разных местах Земли и зависит от географической широты того места, где находится связанная с Землей система отсчета, относительно которой определяется ускорение свободного падения.

Измерения, проведенные на разных широтах, показали, что числовые значения ускорения свободного падения мало отличаются друг от друга. Поэтому при не очень точных расчетах можно пренебречь неинерциальностью систем отсчета, связанных с поверхностью Земли, а также отличием формы Земли от сферической, и считать, что ускорение свободного падения в любом месте Земли одинаково и равно 9,8 м/с 2 .

Из закона всемирного тяготения следует, что сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения уменьшаются при увеличении расстояния от Земли. На высоте h от поверхности Земли модуль ускорения свободного падения определяют по формуле

g=GM/(R+h) 2.

Установлено, что на высоте 300 км над поверхностью Земли ускорение свободного падения меньше, чем у поверхности Земли, на 1 м/с2.
Следовательно, вблизи Земли (до высот нескольких километров) сила тяжести практически не изменяется, а потому свободное падение тел вблизи Земли является движением равноускоренным.

Вес тела. Невесомость и перегрузки

Силу, в которой вследствие притяжения к Земле тело действует на свою опору или подвес, называют весом тела. В отличие от силы тяжести, являющейся гравитационной силой, приложенной к телу, вес - это упругая сила, приложенная к опоре или подвесу (т. е. к связи).

Наблюдения показывают, что вес тела Р, определяемый на пружинных весах, равен действующей на тело силе тяжести F т только в том случае, если весы с телом относительно Земли покоятся или движутся равномерно и прямолинейно; В этом случае

Р=F т =mg.

Если же тело движется ускоренно, то его вес зависит от значения этого ускорения и от его направления относительно направления ускорения свободного падения.

Когда тело подвешено на пружинных весах, на него действуют две силы: сила тяжести F т =mg и сила упругости F yп пружины. Если при этом тело движется по вертикали вверх или вниз относительно направления ускорения свободного падения, значит векторная сумма сил F т и F уп дает равнодействующую, вызывающую ускорение тела, т. е.

F т + F уп =mа.

Согласно приведенному выше определению понятия "вес", можно написать, что Р=-F yп. Из формулы: F т + F уп =mа. с учетом того, что F т =mg, следует, что mg-mа=-F yп . Следовательно, Р=m(g-а).

Силы F т и F уп направлены по одной вертикальной прямой. Поэтому если ускорение тела а направлено вниз (т.е. совпадает по направлению с ускорением свободного падения g), то по модулю

P=m(g-a)

Если же ускорение тела направлено вверх (т. е. противоположно направлению ускорения свободного падения), то

Р = m = m(g+а).

Следовательно, вес тела, ускорение которого совпадает по направлению с ускорением свободного падения, меньше веса покоящегося тела, а вес тела, ускорение которого противоположно направлению ускорения свободного падения, больше веса покоящегося тела. Увеличение веса тела, вызванное его ускоренным движением, называют перегрузкой.

При свободном падении a=g. Из формулы: P=m(g-a)

следует, что в таком случае Р=0, т. е. вес отсутствует. Следовательно, если тела движутся только под действием силы тяжести (т. е. свободно падают), они находятся в состоянии невесомости . Характерным признаком этого состояния является отсутствие у свободно падающих тел деформаций и внутренних напряжений, которые вызываются у покоящихся тел силой тяжести. Причина невесомости тел заключается в том, что сила тяжести сообщает свободно падающему телу и его опоре (или подвесу) одинаковые ускорения.

Необходимо знать точку приложения и направление каждой силы. Важно уметь определить какие именно силы действуют на тело и в каком направлении. Сила обозначается как , измеряется в Ньютонах. Для того, чтобы различать силы, их обозначают следующим образом

Ниже представлены основные силы, действующие в природе. Придумывать не существующие силы при решении задач нельзя!

Сил в природе много. Здесь рассмотрены силы, которые рассматриваются в школьном курсе физики при изучении динамики. А также упомянуты другие силы, которые будут рассмотрены в других разделах.

Сила тяжести

Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз .

Сила трения

Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:

Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению.

Сила реакции опоры

Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно третьему закону Ньютона стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы "говорит" реагирует опора . Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне. Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул (внутри стола), они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, "сопротивляются".

Абсолютно любое тело, даже очень легкое (например,карандаш, лежащий на столе), на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры.

Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой , но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как

Сила приложена в точке соприкосновения предмета с опорой. Направлена перпендикулярно опоре.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

Сила упругости

Это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину - уменьшаем. Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации - сила упругости.

Закон Гука

Сила упругости направлена противоположно деформации.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле

При параллельном соединении жесткость

Жесткость образца. Модуль Юнга.

Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Характеризует способность материала сопротивляться деформации растяжения или сжатия. Значение модуля Юнга табличное.

Подробнее о свойствах твердых тел .

Вес тела

Вес тела - это сила, с которой предмет воздействует на опору. Вы скажете, так это же сила тяжести! Путаница происходит в следующем: действительно часто вес тела равен силе тяжести, но это силы совершенно разные. Сила тяжести - сила, которая возникает в результате взаимодействия с Землей. Вес - результат взаимодействия с опорой. Сила тяжести приложена в центре тяжести предмета, вес же - сила, которая приложена на опору (не на предмет)!

Формулы определения веса нет. Обозначается эта силы буквой .

Сила реакции опоры или сила упругости возникает в ответ на воздействие предмета на подвес или опору, поэтому вес тела всегда численно одинаков силе упругости, но имеет противоположное направление.

Сила реакции опоры и вес - силы одной природы, согласно 3 закону Ньютона они равны и противоположно направлены. Вес - это сила, которая действует на опору, а не на тело. Сила тяжести действует на тело.

Вес тела может быть не равен силе тяжести. Может быть как больше, так и меньше, а может быть и такое, что вес равен нулю. Это состояние называется невесомостью . Невесомость - состояние, когда предмет не взаимодействует с опорой, например, состояние полета: сила тяжести есть, а вес равен нулю!

Определить направление ускорения возможно, если определить, куда направлена равнодействующая сила

Обратите внимание, вес - сила, измеряется в Ньютонах. Как верно ответить на вопрос: "Сколько ты весишь"? Мы отвечаем 50 кг, называя не вес, а свою массу! В этом примере, наш вес равен силе тяжести, то есть примерно 500Н!

Перегрузка - отношение веса к силе тяжести

Сила Архимеда

Сила возникает в результате взаимодействия тела с жидкость (газом), при его погружении в жидкость (или газ). Эта сила выталкивает тело из воды (газа). Поэтому направлена вертикально вверх (выталкивает). Определяется по формуле:

В воздухе силой Архимеда пренебрегаем.

Если сила Архимеда равна силе тяжести, тело плавает. Если сила Архимеда больше, то оно поднимается на поверхность жидкости, если меньше - тонет.

Электрические силы

Существуют силы электрического происхождения. Возникают при наличии электрического заряда. Эти силы, такие как сила Кулона , сила Ампера , сила Лоренца , подробно рассмотрены в разделе Электричество .

Схематичное обозначение действующих на тело сил

Часто тело моделируют материальной точкой . Поэтому на схемах различные точки приложения переносят в одну точку - в центр, а тело изображают схематично кругом или прямоугольником.

Для того, чтобы верно обозначить силы, необходимо перечислить все тела, с которыми исследуемое тело взаимодействует. Определить, что происходит в результате взаимодействия с каждым: трение, деформация, притяжение или может быть отталкивание. Определить вид силы, верно обозначить направление. Внимание! Количество сил будет совпадать с числом тел, с которыми происходит взаимодействие.

Главное запомнить

1) Силы и их природа;
2) Направление сил;
3) Уметь обозначить действующие силы

Различают внешнее (сухое) и внутреннее (вязкое) трение. Внешнее трение возникает между соприкасающимися твердыми поверхностями, внутреннее - между слоями жидкости или газа при их относительном движении. Существует три вида внешнего трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения.

Трение качения определяется по формуле

Сила сопротивления возникает при движении тела в жидкости или в газе. Величина силы сопротивления зависит от размеров и формы тела, скорости его движения и свойств жидкости или газа. При небольших скоростях движения сила сопротивления пропорциональна скорости тела

При больших скоростях пропорциональна квадрату скорости

Рассмотрим взаимное притяжение предмета и Земли. Между ними, согласно закону гравитации возникает сила

А сейчас сравним закон гравитации и силу тяжести

Величина ускорения свободного падения зависит от массы Земли и ее радиуса! Таким образом, можно высчитать, с каким ускорением будут падать предметы на Луне или на любой другой планете, используя массу и радиус той планеты.

Расстояние от центра Земли до полюсов меньше, чем до экватора. Поэтому и ускорение свободного падения на экваторе немного меньше, чем на полюсах. Вместе с тем, следует отметить, что основной причиной зависимости ускорения свободного падения от широты местности, является факт вращения Земли вокруг своей оси.

При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорения свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли.