Классы
Предметы

Понятие силы

Этот видеоурок доступен по абонементу
Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках

У вас уже есть абонемент? Войти

Оплатить абонементот 75 руб. в месяц
У вас уже есть абонемент? Войти
Понятие силы

Сила – это основное понятие динамики, с помощью него мы можем описать взаимодействие тел. На этом уроке мы с вами подробно рассмотрим, что такое сила, какие бывают силы, и к чему приводит то, что некая сила приложена к телу. Кроме того, мы с вами разберем важное понятие равнодействующей всех сил и научимся работать с проекциями сил.

Введение

Первые представления о силе связываются у нас с мускульными напряжениями рук, ног – с мускульной силой. Словами «сильный»‚ «слабый» мы в обыденной жизни часто характеризуем действие одного тела на другое, например, действие руки на мяч, действие пружины на боёк затвора винтовки, давление пара на поршень паровой машины и т. д.

Из прошлого урока мы с вами знаем, что изменение скорости тела происходит из-за взаимодействия его с другими телами. Для того чтобы подробно описать поведение тел при взаимодействии, вводится понятие сила.

Сила – это векторная величина, являющаяся мерой действия на данное тело других тел или полей.

Сила характеризуется:

  • Модулем
  • Направлением
  • Точкой приложения

В системе СИ сила измеряется в ньютонах.

[F] = H

Для того чтобы понять, что такое сила в один ньютон, нам нужно вспомнить, что сила, приложенная к телу, изменяет его скорость. Кроме того, вспомним о инертности тел, которая, как мы помним, связана с их массой. Итак,

Один ньютон – это такая сила, которая меняет скорость тела массой в 1 кг на 1 м/с за каждую секунду.

Примерами сил могут служить:

  • Сила тяжести – сила, действующая на тело в результате гравитационного взаимодействия.
  • Сила упругости – сила, с которой тело сопротивляется внешней нагрузке. Ее причиной является электромагнитное взаимодействие молекул тела.
  • Сила Архимеда – сила, связанная с тем, что тело вытесняет некий объем жидкости или газа.
  • Сила реакции опоры – сила, с которой опора действует на тело, находящееся на ней.
  • Сила трения – сила сопротивления относительному перемещению контактирующих поверхностей тел.
  • Сила поверхностного натяжения – сила, возникающая на границе раздела двух сред.
  • Вес тела – сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес.

И другие силы.

Сила измеряется с помощью специального прибора. Этот прибор называется динамометром (рис. 1). Динамометр состоит из пружины 1, растяжение которой и показывает нам силу, стрелки 2, скользящей по шкале 3, планки-ограничителя 4, которая не дает растянуться пружине слишком сильно, и крючка 5, к которому подвешивается груз.

Рис. 1. Динамометр (Источник)

На тело могут действовать многие силы. Для того чтобы правильно описать движение тела, удобно пользоваться понятием равнодействующей сил.

Равнодействующая сил – это сила, действие которой заменяет действие всех сил, приложенных к телу (Рис. 2).

Зная правила работы с векторными величинами, легко догадаться, что равнодействующая всех сил, приложенных к телу – это векторная сумма этих сил.

Рис. 2. Равнодействующая двух сил, действующих на тело

Кроме того, поскольку мы с вами рассматриваем движение тела в какой-либо системе координат, нам обычно выгодно рассматривать не саму силу, а ее проекцию на ось. Проекция силы на ось может быть отрицательной или положительной, потому что проекция – это величина скалярная. Так, на рисунке 3 изображены проекции сил, проекция силы  – отрицательна, а проекция силы  – положительна.

Рис. 3. Проекции сил на ось

Итак, из этого урока мы с вами углубили свое понимание понятия силы. Мы вспомнили единицы измерения силы и прибор, с помощью которого измеряется сила. Кроме того, мы рассмотрели, какие силы существуют в природе. Наконец, мы узнали, как можно действовать в случае, если на тело действует несколько сил.

 

Список литературы

  1. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский. Физика 10. – М.: Просвещение, 2008.
  2. А. П. Рымкевич. Физика. Задачник 10-11. – М.: Дрофа, 2006.
  3. О. Я. Савченко. Задачи по физике. – М.: Наука, 1988.
  4. А. В. Пёрышкин, В. В. Крауклис. Курс физики. Т. 1. – М.: Гос. уч.-пед. изд. мин. просвещения РСФСР, 1957.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Youtube (Источник).
  2. Youtube (Источник).
  3. Викиучебник (Источник).

 

Домашнее задание

  1. Решив задачи к данному уроку, вы сможете подготовиться к вопросам 2 ГИА и вопросам А2–А4 ЕГЭ.
  2. Задачи 131, 135, 137, 138 сб. задач А. П. Рымкевич изд. 10 (Источник).
  3. Всегда ли при увеличении силы, растягивающей пружину, во столько же раз увеличивается деформация? Как это повлияет на шкалу динамометра?
  4. Рассмотрите следующие вопросы и ответы на них:

Вопрос: Почему сила характеризуется точкой приложения? Ведь в математике мы имеем право параллельно переносить вектор от точки к точке.

Ответ: Вспомните рычаг. Очевидно, что точка, в которой приложена сила к рычагу, сильно влияет на полученный эффект.

Вопрос: Если все тела взаимодействуют, то неужели на мое движение влияет Юпитер или Луна?

Ответ: Действительно, на ваше движение влияет и Юпитер, и Луна, и любая другая планета Солнечной системы. Однако, действие этих тел на наше движение очень мало.

Вопрос: Может ли парусное судно двигаться против ветра?

Ответ: Да, может. Техникатакого движения подробно описана в книге Я. И. Перельмана «Занимательная физика» (т.2) (Источник).

Вопрос: Может ли модуль силы быть отрицательным?

Ответ: Нет, модуль силы – величина большая, либо равная нулю. Отрицательной может быть только проекция силы на какую-либо ось.

78