Механічні дії-сили Superprof

5 лютого 2020 р., 10 хвилин читання

Проблемні

Як ми можемо змінити рух предмета? Чому предмет деформується ?

Ефекти механічної дії

Спробуйте намалювати наступну ситуацію.

Футболіст штовхає м'яч. Він здійснює дію на м'яч, який зазнає цієї дії. Механічна дія здійснюється об'єктом-дією на об'єкт-реципієнт (який зазнає дії). Механічна дія, що чиниться на предмет, може:

• Ввести в рух
• Змінити його траєкторію або швидкість
• Спотвори його

Ці дії можуть бути різного роду.

Що потрібно знати про рух

• Коли тверде тіло піддається зовнішнім діям, які компенсувати про нього кажуть, що він псевдоізольований. Тверде тіло, яке не зазнало б жодної зовнішньої дії, було б сказано ізольованим, це було б приблизно у випадку втраченого твердого тіла, дуже дуже далекого від будь-якої зірки чи планети, в міжзоряному просторі.
• Центр інерції об'єкта і незалежно від попередньої історії системи, якщо вона псевдоізольована, відповідає одній і єдиній з точок її траєкторії, яка завжди знаходиться в прямолінійному і рівномірному русі. Наприклад, в центрі інерції твердого тіла докладається вага системи.
• Ми говоримо, що знаходяться два об’єкти A і B взаємодія, якщо об'єкт A здійснює дію, яка проявляється через його вплив на об'єкт B, а якщо навпаки, об'єкт B діє на об'єкт A.
• Ми вважаємо, що сила відповідає вжиті дії кожним тілом на іншому.
• Оскільки вся взаємодія є взаємний, ми обираємо вивчити учасника, систему та сили, що діють на неї. Система відповідає множині об’єктів, рух яких ми вивчаємо. Таким чином, ми розділяємо Всесвіт на два: систему та зовнішню. Підводячи підсумок, все, що не є системою, називається зовнішнім, і система піддається силам, що діють тим, що знаходиться всередині системи, що називається зовнішніми силами.
• Що таке деформується система ?
  • Деформована система відповідає системі, відстань якої між будь-якими двома з цих точок може змінюватися.
• Що таке жорстка система ?
  • Недеформована система відповідає системі, відстань між двома з якої довільної точки завжди постійна. Тоді таку систему називають твердою.
• Ми вважаємо, що a локалізована сила відповідає силі, яка застосовується лише точка об’єкта або на точковому об’єкті. Наприклад, дріт тягне предмет із силою Т, розташований у точці кріплення.
• Ми вважаємо, що a розподілена сила відповідає силі, яка застосовується до un набір розподілених точок на поверхні або в об'ємі об'єкта. Наприклад, вага P розподіляється по всьому об'єму об'єкта.
• Ми вважаємо, що сила на відстані відповідає дії сили між 2 об’єктами які можна розділити повітрям, водою, вакуумом ... На відстані є 3 види сил:
  • Сильні сторони гравітація: Вони здійснюються між зірками; між землею і земними об’єктами. Вага тіла - це, по суті, сила тяжіння. Це сили привабливості.
  • Сили електричний: Вони здійснюються між двома об'єктами, що несуть електричні заряди. Вони можуть бути як привабливими, так і відлякуючими.
  • Сили магнітний: Вони діють між магнітами або між магнітами та певними матеріалами (зокрема залізом). Вони теж можуть бути привабливими або відлякуючими.
• Щоб вважати силу контактною, необхідно обов’язково що є контакт між двома об’єктами, щоб народилася ця знаменита сила контакту. Наприклад, сила тяги дроту, виміряна натягом дроту, застосовується до точки контакту об'єкта-дроту.
• Динамічний ефект відповідає силі, яка може модифікувати рух системи, тобто модифікуючи її вектор швидкості.
• Існуючі статичні ефекти:
  • збалансований: система вважається рівноважною, якщо всі її точки перебувають у стані спокою в системі відліку дослідження.
  • ефекти сили: ми вважаємо, що сила може сприяти рівновазі системи та деформувати систему в рівновазі чи ні.
• Що таке точка тверда ?
  • Точкове тверде тіло відповідає тілу, чиє розміри значно менші інші виміри проблеми і які тому можна розглядати як точку.

Для вивчення руху системи нам завжди потрібно встановити орієнтир: це об’єкт, проти якого ми будемо вивчати рух нашої системи. Визначення: Траєкторія руху матеріальної точки - це сукупність послідовних позицій, зайнятих цією точкою з часом. Це залежить від обраної системи відліку. Спрощуючи, ми можемо визначити сховище як щось відповідне в середині якого ми вивчаємо рух. Дійсно, якщо ми вирішимо взяти за приклад мандрівника, який сидить у поїзді, що рухається, тоді система відліку зміниться залежно від спостерігача:

• Порівняно з спостерігачем на пероні, мандрівник рухається
• Порівняно з спостерігачем у поїзді, пасажир нерухомий.

Таким чином, можна зробити висновок, що для опису руху мобільного телефону це необхідно виберіть пробіл або сховище. Траєкторія відповідає безлічі всіх послідовних позицій, які точка мобільного займає з часом. Траєкторія може бути криволінійною, тобто у хвилі, круговою, отже, у формі кола, або прямолінійною.

• Прямолінійний рух: траєкторія - пряма
• Круговий рух: шлях - це дуга кола
• Криволінійний рух: траєкторією є будь-яка крива, площина чи ні.

Два типи руху дуже важливі при вивченні систем:

• переклад: У поступальному русі кожен відрізок лінії, що належить мобільному, залишається паралельним самому собі, під час переміщення, і всі точки мобільного мають однакові траєкторії однакової довжини.
• обертання: При обертальному русі всі точки мобільного описують кола або дуги кіл, центрованих на фіксованій лінії, яка називається віссю обертання. Цей рух, зокрема, можна проілюструвати на прикладі стрілок годинника.
  • Якщо траєкторія пряма, переклад є прямолінійним, як у випадку з ліфтом.
  • Якщо траєкторія є кривою, переклад криволінійний, як у випадку з канатною дорогою.
  • Якщо шлях - це коло або дуга кола, переклад є круговим, як у випадку з великим колесом.

Визначення: Переклад відповідає лінії, що проходить через будь-які 2 точки твердого тіла, яка залишається паралельною під час руху

Визначення: Поворот відповідає руху, де всі точки описують кола, центри яких вирівняні, а всі площини паралельні.

Прогулюючись, спробуйте вказати назву за типом руху та траєкторії, за якою йдуть предмети навколо вас.

Різні типи механічних дій

Локалізовані контактні дії

Локалізовані контактні дії відповідають дії, що здійснюються за певною точкою або на невеликій поверхні ствольної коробки, як у випадку зі стрибком жердини та його стовпом або у випадку каравану, запряженого автомобілем.

Розподілені контактні дії

Розподілені контактні дії відповідають дії, що здійснюються на великій площі приймача як у випадку вітру у вітрилі або у випадку води на дошці для серфінгу.

Віддалені дії

Ми можемо говорити про дії на відстані, коли опиняємося в ситуації, коли цього немає немає контакту між дійовою особою та одержувачем, а також у випадку, коли ці дії є діями, розподіленими у всій суті об'єкта. Тоді існують різні типи віддалених дій:

• електричні дії як і у випадку, коли тонкий потік води, залучений пластиковою лінійкою, натираною вовною, ми говоримо про статичну електрику, спричинену полем;
• Aмагнітні раціони як у випадку, коли магніт притягує предмети із заліза та нікелю;
• Або гравітаційні дії які діють на всі тіла, маса яких не дорівнює нулю, можна подати приклад земного притягання.

Зробіть перерву і спробуйте зобразити магнітне поле, створене навколо магніту.

Дії, пов’язані із притяганням землі

Ще однією механічною дією на відстані є та, яка здійснюється між двома об’єктами: це гравітаційне тяжіння. Ця дія стає чутливою лише тоді, коли один із двох розглянутих об'єктів має дуже велику масу.

Таким чином, Земля притягує до себе всі об’єкти. Коли ви кидаєте предмет, він падає: ця дія, яку чинить Земля, називається гравітацією.

Не плутати з невагомістю !

Інерція

У фізиці ми називаємо інерцією тіла, у галілеевій системі відліку схильність цього тіла до зберігати швидкість. Дійсно, коли немає зовнішнього впливу, ми також говоримо про це зовнішні сили, тоді будь-яке тіло, яке вважається пунктуальним, витримає в рівномірний прямолінійний рух. Зверніть увагу, що ми також називаємо інерцію, принцип інерції або закон інерції. Потім, коли Ньютон прибув, його також називають першим законом Ньютона. Він звучить так: Ізольована або псевдоізольована система, спочатку у спокої або рівномірному прямолінійному русі залишається у своєму стані. Галілеевою системою відліку ми називаємо будь-яку систему, в якій знаходиться принцип інерції перевірено. Навіть якщо в суворому сенсі немає посилання на Галілея. Однак можна розглядати певні звичайні системи відліку як Галілея якщо дотримані певні умови:

• Таким чином, наземну систему відліку можна вважати галілеєвою, якщо розглядати рух, тривалість якого не перевищує декількох хвилин, щоб звільнитися від обертального руху Землі.
• Геоцентричну систему відліку також можна вважати галілеєвою, якщо розглядати рух, тривалість якого не перевищує кількох годин, щоб бути вільним від руху обертання Землі навколо Сонця.
• Геліоцентричну систему відліку також можна вважати галілеєвою, оскільки вплив обертального руху Сонця всередині галактики незначний.

Гравітація

Гравітація відповідає a сила привабливості хто практикує відстань між двома тілами, які мають масу, і ця сила залежить від:

• Відстань: чим більша відстань, тим менша сила.
• Маса тіл: Чим більша маса, тим більша сила тяжіння.

Гравітаційне поле

Принцип аналогії

• Аналогія заснована на подібністьЗакони Кулона (електромагнетизм) і закон Ньютона (гравітація).
• Часто марно проводити розрахунки гравітаційного поля з розподілу маси, ми працюємо скоріше за аналогією з відомими результатами електростатики.

сила гравітаційної взаємодії, подібно до сили електростатичної взаємодії, це консервативна сила. Таким чином, вони обидва представляють градієнт потенційної енергії. У цьому випадку тоді можна адаптувати абсолютно всі поля та потенційні розрахунки, вивчені в курсі розподілу маси, для того, щоб розрахувати гравітаційне поле та потенціал у визначеній точці простору. Те саме стосується теореми Гаусса.

Примітка

Може бути цікавим згадати, що основна електрична сила, також відома як сила Кулона, може бути використана як основа електростатики. Отже, з цієї основи можна вивести теорему Гауса. Ось чому ми можемо сказати, що формальна схожість, тобто подібність математичних формул між силою Кулона та силою тяжіння є надійною основою, що дозволяє знайти аналогію між двома класами явищ, викладеними в цьому курсі. Таким чином, за допомогою кулонівської сили і шляхом суперпозиції ми можемо це зробитивстановити інтегральні вирази електричного поля залежно від розподілу навантаження. Хоча ці розрахунки занадто складні, щоб бути корисними в аналітичних розрахунках, вони можуть бути дуже корисними для визначення електричного поля за цифровим дозволом, тобто за допомогою комп'ютера. Зауважте, що довести ці формули можна за допомогою теорема про суперпозицію.

Сили

Сили зазвичай представлені стрілками, щоб їх характеристики могли бути відомі з першого погляду.

Поняття сили

Ми називаємо силу механічною дією, з якої ми знаємо чотири характеристики:

• точка прикладання
• напрямку
• значення
• значення (або інтенсивність сили).

Інтенсивність сили виражається в Ньютон, символ: N і вимірюється динамометром (від грецького: Dunamis, сила).

Взаємодії

Система навряд чи коли-небудь бере участь в єдиній взаємодії. Його стан руху або відпочинку обумовлюється всіма зовнішніми силами, що діють на нього. Тому необхідно провести їх підсумок, враховуючи лише сили, чиї ефект очевидний в умовах дослідження. На практиці для складання балансу сил необхідно:

• Вкажіть систему
• Перелічіть усі об’єкти, з якими він взаємодіє
• Перелічіть сили на відстані
• Перерахуйте сильні сторони контактів
• Переконайтесь, що кожна сила є силою, зовнішньою для системи
• Вкажіть для кожної сили:
  • його напрямок
  • його значення
  • його цінність
  • його точка застосування

Представлення локалізованої сили

Силу можна представити відрізком зі стрілками, який називається вектором, який:

• походження - точка прикладання сили
• напрямку це сила
• значення це сила
• довжина пропорційна величині сили

Позначаємо вектор сили: актор/приймач

Вам сподобалась стаття ?

Фрілансер та студент наук про життя та Землю, я трохи старша сестра, яка підтримує та допомагає іншим спостерігати та розуміти навколишній світ та його цікаві таємниці !

---