Сила тяжести вес тела: 2.Виды взаимодействий. Силы упругости и трения. Сила тяжести и вес тела. – Сила тяжести — урок. Физика, 7 класс.

2.Виды взаимодействий. Силы упругости и трения. Сила тяжести и вес тела.

Физическими называются взаимодействия, приводящие к изменению скорости тел. Физические взаимодействия делятся на 2 типа: фундаментальные и производные.

Фундаментальные взаимодействия:

  1. гравитационное ;

  2. электромагнитное;

  3. сильное (ядерное) - в 100 раз больше электромагнитного, в 1015 раз гравитационного; радиус действия R~ 10-14м – 10 -15м;

  4. слабое (взаимодействие легких частиц: лептонов, нейтрино и т.п.), R~10-18м.

Эти взаимодействия называются фундаментальными потому, что:

а) ни одно из их свойств не объяснено в настоящее время на основе более общих законов;

б) все остальные взаимодействия могут быть представлены как результат фундаментальных взаимодействий.

Взаимодействие тел на расстоянии осуществляется материальным объектом - полем и происходит с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме с.

Поле - особая форма существования материи. Силовое поле - область пространства, в каждой точке которой на материальную частицу действует определенная по величине и направлению сила, зависящая от координат этой точки. Поле играет роль носителя данного вида взаимодействия.

В механических процессах действуют различные силы: упругости, трения, тяжести, вес.

Сила упругости - это сила, возникающая в теле при упругой деформации (имеет электромагнитную природу).

Упругой называют деформацию, при которой тело восстанавливает первоначальную форму и размеры после прекращения действия деформирующей силы.

Пластической называют деформацию, при которой тело принимает новые форму и размеры после прекращения действия деформирующей силы.

В реальных телах упругие деформации всегда сочетаются с пластическими.

Закон Гука. Сила упругости, возникающая в теле при упругой деформации, пропорциональна величине деформации и направлена в сторону, противоположную деформации:

,

,

где - жесткость или коэффициент упругости, численно равный силе упругости, возникающей при единичной деформации;

- деформация тела, численно равная абсолютному изменению его длины.

Силы трения возникают при перемещении соприкасающихся тел (или их частей) друг относительно друга, они направлены по касательной к трущимся поверхностям и противодействуют относительному смещению этих поверхностей.

Сила трения возникает не только при скольжении одной поверхности относительно другой, но и при попытке вызвать такое скольжение. В этом случае она называется силой трения покоя.

Максимальная сила трения покоя и сила трения скольжения прямо пропорциональны величине силы нормального давления FN, прижимающей трущиеся поверхности друг к другу:

,

где k - коэффициент трения, безразмерная величина.

Силы трения имеют электромагнитную природу.

Все тела взаимно притягивают друг друга. Закон, которому подчиняется это притяжение, был установлен Ньютоном и носит название закона Всемирного тяготения. Согласно этому закону, сила, с которой две материальные точки притягивают друг друга, прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (рис. 2):

,

где ·-11 - гравитационная постоянная.

Сила тяжести - это сила, под действием которой тело падает на поверхность планеты с ускорением свободного падения.

Вследствие воздействия на тело силы тяжести тело давит на опору или растягивает подвес, на котором висит (рис. 3).

Вес - это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.

- сила реакции опоры.

Сила тяжести — урок. Физика, 7 класс.

Силу гравитации, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи неё, называют силой тяжести. Эта сила направлена к центру Земли.

Сила гравитации Земли для нас является самой важной, поэтому ей и дано особое название.

 

Земля притягивает всё, что находится вокруг неё: твёрдые тела, жидкости, газы.

Из-за того, что есть сила тяжести, возможно существование атмосферы (молекулы газа не улетают в космос), воды морей и океанов удерживаются на своих местах, если какой-либо предмет приподнимают и роняют, этот предмет падает вниз — в направлении Земли.

Силу, с которой Земля притягивает тела, можно рассчитать по формуле F=m⋅g, где \(m\) — масса тела, а \(g\) — ускорение свободного падения.

Ускорение свободного падения — это ускорение, которое вблизи Земли приобретает тело, падающее свободно и беспрепятственно. Вблизи поверхности Земли значение \(g\) равно примерно \(9,81\) мс2, для приблизительных расчётов можно использовать значение \(10\) мс2.

Что означает эта единица измерения?

 

Скорость свободно падающего тела каждую секунду увеличивается на \(9,81\) метров в секунду (м/с).

 

Если предмет падает, например, в течение \(4\) секунд, то скорость его падения в самом начале равна \(0\) м/с;

за \(1\)-ю секунду он достигает скорости \(9,81\) м/с;

за \(2\)-ю секунду он достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(2\) м/с \(=\) \(19,62\) м/с;

за \(3\)-ю секунду он достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(3\) м/с \(=\) \(29,43\) м/с;

за \(4\)-ю секунду тело достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(4\) м/с \(=\) \(39,24\) м/с, что приблизительно составляет \(141\) км/ч.

 

Обрати внимание!

Интересно, что кирпич и яблоко падают с одинаковой скоростью. Только падение лёгких предметов сопротивление воздуха замедляет сильнее, например, птичье перо из-за сопротивления воздуха будет падать медленнее.

Ускорение свободного падения на поверхности Луны составляет только \(1,62\) мс2.

На Юпитере значение \(g\) приблизительно равно \(26,2\) мс2, это примерно так же, как если бы человек в дополнение к своим \(60\) кг веса взвалил бы на плечи ещё примерно \(102\) кг.

1.2.2.2 Масса тела, сила тяжести, вес тела.. Теория и методика подтягиваний (части 1-3)

1.2.2.2 Масса тела, сила тяжести, вес тела.

Масса физического тела – это количество вещества, содержащееся в теле или в отдельном звене. Вместе с тем масса тела - это величина, выражающая его инертность. Под инертностью понимается свойство, присущее всем телам, состоящее в том, что для изменения скорости тела на заданную величину нужно, чтобы действие на него другого тела длилось некоторое время. Чем время больше, тем инертнее тело. Масса тела не зависит от того, в каких взаимодействиях участвует тело, ни от того, как оно движется. Что бы с телом ни происходило, его масса остаётся одной и той же. Масса выражается в килограммах [6]. Но в повседневной жизни мы привыкли в килограммах выражать вес. Во избежание путаницы попробуем разобраться во взаимосвязи веса и массы.

Вес тела – это сила, с которой тело воздействует на опору (или подвес) вследствие притяжения к Земле. Когда нет никакой опоры, нет и веса, т.е. тело, находящееся в свободном падении, ничего не весит. Но при этом его масса не изменяется.

Как и любая другая сила, вес выражается в ньютонах. При взвешивании какого либо физического тела на пружинных весах измеряется сила, с которой это тело растягивает пружину под воздействием исключительно силы притяжения к Земле. Именно поэтому в стандартных условиях вес тела Р численно равен силе тяжести Fg, которая в соответствии со вторым законом Ньютона, равна произведению массы тела m на ускорение свободного падения g: Fg= m*g.

Хотя для неподвижного тела сила веса равна силе тяжести, эти две силы нужно чётко различать: сила тяжести приложена к самому телу, притягиваемому Землёй, а вес тела – к опоре или подвесу. В тех случаях, когда эти силы равны и нас интересует только величина силы, а не точка её приложения, смешение понятий сила тяжести и сила веса не приводит к ошибкам.

При условии неизменности ускорения свободного падения масса тела пропорциональна силе тяжести, а значит и весу тела. Интересно, что если какое-либо тело взвесить на одних и тех же пружинных весах сначала на экваторе, а затем на полюсе, показания весов будут отличаться примерно на полпроцента из-за разницы в величине ускорения свободного падения, которая вызвана различным расстоянием до центра Земли и её суточным вращением [13].

Для измерения какой-либо физической величины необходимо сначала выбрать эталон этой физической величины. В качестве эталона массы принята масса платиновой гири-образца, хранящейся в Международном бюро мер и весов в Париже и именуемая килограммом (кг). Но самое интересное, что в качестве эталона силы принята та же самая платиновая гиря. Любая пружина, растянутая подвешенной к ней гирей-эталоном, будет действовать с определённой силой, которую называют килограмм-сила и обозначают кГ. Нужно обратить внимание на то, что определения этих двух величин, получивших почти одинаковые названия (килограмм-сила и килограмм-масса), и обозначения (кГ и кг) основаны на совершенно различных свойствах одного и того же тела – парижской гири-образца. Сила определена по притяжению образца Землёй, а масса – как мера инертности гири, т.е. её способности получать те или иные ускорения под действием различных сил.

Таким образом, если говорят, что спортсмен весит 70 килограммов, это означает не что иное, как то, что его масса составляет 70 кг (килограмм-массы), а вес – 70 кГ (килограмм-силы).

Сила веса возникает в результате притяжения Земли, но по величине она может отличаться от силы притяжения Земли. Это бывает в тех случаях, когда кроме Земли и подвеса на данное тело действуют какие-либо другие тела [14]. Поясним это на примере, связанном с подтягиванием на перекладине.

Когда речь идёт о силе, действующей на гриф перекладины во время подтягиваний, т.е. о силе, которая на совершенно законных основаниях называется весом, то нет ничего удивительного в том, что такая сила может претерпевать разнообразные количественные изменения в различных фазах цикла подтягиваний. Это связано с тем, что сила давления на гриф определяется не только силой тяжести, а является равнодействующей всех сил, действующих на гриф в местах расположения хвата. Так, при висе в исходном положении сила, действующая на гриф перекладины, численно равна силе тяжести, при разгоне тела в начальной части фазы подъёма – больше её, а при торможении при опускании в вис – меньше. При гашении остаточной скорости в момент прихода в исходное положение эта сила может достигать таких высоких значений, что вызванная ею дополнительная ударная нагрузка на кисти (называемая

перегрузкой) может привести к срыву с перекладины.

Геометрия масс. Распределение масс между звеньями тела и внутри звеньев называется геометрией масс [3]. Наиболее общим показателем распределения масс в теле служит общий центр тяжести тела (ОЦТ) [21]. Общий центр тяжести тела располагается в зависимости от телосложения человека. В симметричном положении человека стоя с опущенными руками ОЦТ находится на уровне от 1 до 5 крестцового позвонков. С изменением формы тела за счёт иного расположения его частей изменяет своё положение и ОЦТ. В некоторых положениях тела ОЦТ может быть за пределами тела. Чтобы определить, как будет смещаться ОЦТ при движениях человека, нужно определить массы частей тела и расположение их центров тяжести

В человеческом теле около 70 звеньев. Для решения практических задач обычно используется пятнадцатизвенная модель. Величина массы отдельных звеньев тела человека для такой модели в среднем составляет: головы - . 7% от массы всего тела, туловища - 46.4% , плеча - 2.6%, предплечья - 1.8%, кисти - 0.7% , бедра - 12.2%, голени -1 4.6% , стопы - 1.4% [4].

Зная массу тела, массу любого звена можно рассчитать по формуле:

(1.1)

где:

- масса звена, кг ; - процент массы звена от массы тела, кг ; - масса тела, кг. Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Билет №8. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

Сила тяжести – сила притяжения тел к Земле. Это одно из проявлений силы всемирного тяготения.

Вес тела – сила, с которой тело, вследствие, притяжения к Земле действует на опору или натягивает подвес.

Невесомость – состояние, в котором находится тело движущаяся только под действием силы тяжести. В состоянии невесомости вес тела исчезает.

– сила тяжести.

– вес тела.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет №9. Деформация. Сила упругости. Закон Гука.

Деформация – изменение формы и размеров тела(растяжение, сжатие, кручение, изгиб, сдвиг).

Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела, и направленная в сторону противоположную перемещению частиц тела при деформации.

Закон Гука: сила упругости, возникающая в теле при его деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации.

где - кофф. Упругости[ ], – [ ].

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет №10. Сила трения

Сила трения – возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения.

где – сила реакции опоры[Н], M – кофф. трения.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Момент силы. Правило момента.

Вращающее действие силы характеризует момент силы.

Правило моментов: тело способное вращаться вокруг закрепленной оси находиться в равновесии, если алгебраическая сумма моментов приложенных к нему сил относительно этой оси равна нулю.

- момент силы.

- правило моментов

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Импульс тела(количество движения) –векторная величина равная произведению массы тела на его скорость.

Закон сохранения импульса: геометрическая сумма импульсов тел составляющих замкнутую систему постоянно при любых взаимодействиях между телами этой системы.

– импульс тела.

- закон сохранения импульса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работа. Мощность. КПД.

Работа – скалярная величина равная произведению модулей силы и перемещения на косинус угла между векторами силы и перемещения.

Мощность – скалярная величина равная отношению работы к промежутку времени в течении, которого она совершается.

КПД – величина равная отношению полезной работы к затраченной

где – работа[Дж], – угол между векторами силы и перемещения - работа.

где N – [Дж\с] = [Вт]- мощность

- КПД

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии.

Потенциальная энергия – энергия взаимодействия тел или части одного и того же тела.

Кинетическая энергия – физическая характеризующая движущееся тело.

Закон сохранения полной механической энергии: полная механическая система замкнутой системы остается постоянной.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________




чем отличается сила тяжести от веса тела. по физике

Вес тела не меняется, а сила тяжести меняется в зависимости от того, какое положение в пространстве занимает объект- висит, скользит, лежит на пружинах.

вес весит, а сила тяжести тянет

сила тяжести - сила действующая на тело в гравитационном поле, приложена к центру массы. вес - сила действующая на опору или растягивающая подвес, приложена к точке касания.

Товарищ Спокойный ошибается. Вес меняется, масса не меняется. Но это уже другой вопрос. Вес - это сила, с которой тело давит на какую-то опору. Сила тяжести - это сила, которая "тянет" объект по направлению к Земле. В космосе, например, на космическую станцию действует почти такая же сила тяжести как и на поверхности Земли, но за счет большой скорости вращения вокруг Земли (около 27400 км/час!) эффект притяжения компенсируется и космонавты на станции постоянно находятся в свободном падении. Вес станции и космонавтов в это время равен нулю или почти нулю.

Тут считают только по лайкам (оценкам или нравится)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *