Как найти силу тяги 7 класс физика

3. Сила тяжести

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 \(9,81\) м с 2 , для приблизительных расчётов можно использовать значение \(10\) м с 2 .

Что означает эта единица измерения?
Скорость свободно падающего тела каждую секунду увеличивается на \(9,81\) метра 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 \(2\), т.е. модуль скорости \(v\) \(=\) \(19,62\) м / с ;

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

за \(4\)-ю секунду тело достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(4\), т.е. модуль скорости \(v\) \(=\) \(39,24\) 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 \(1,62\) м с 2 .

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

2. Результирующая сила

Если на тело одновременно действует несколько сил, тогда состояние тела или его движение определяет результирующая сила — сумма всех сил.

Сложение сил
Если силы действуют в одном направлении, результирующая сила равна сумме сил.
Рис. \(1\). Силы в одном направлении
F рез = F 1 + F 2
Рис. \(2\). Сила тяги обеих лошадей суммируется
Обрати внимание!

Если силы действуют в противоположных направлениях, результирующая сила равна разности сил — от большей силы отнимают меньшую, результирующая сила действует в направлении большей силы.

Например, при движении автомобиля на него действуют две силы: сила тяги \(Fт\), создаваемая двигателем и направленная в сторону движения, и сила трения \(Fтр\) с поверхностью дороги, которая направлена в противоположном направлении (силу сопротивления воздуха не учитываем).

F рез = F т − F тр
Рис. \(3\). Результирующая сила
F рез = F тр − F т
В этом случае движение автомобиля будет замедленным, так как сила трения больше, чем сила тяги.
Если сила тяги одинакова с силой трения, тогда автомобиль двигается с постоянной скоростью.
Эти силы компенсируют друг друга. Сумма всех сил равна нулю, и автомобиль двигается без ускорения.
Рис. \(4\). Силы, действующие на автомобиль
1-й закон Ньютона :

Если на тело не действуют силы или они уравновешены, тогда тело остаётся неподвижным или двигается равномерно и прямолинейно.

Когда автомобиль стоит на дороге, он находится в статическом равновесии. На него действуют две силы — сила притяжения (гравитации) и сила упругоcти опоры (дороги), которые компенсируют друг друга, их сумма равна нулю.

Каждое тело стремится оказывать сопротивление изменению скорости, оказывая сопротивление силе, вызывающей ускорение.

Стремление тела сопротивляться изменению скорости называют инертностью . Инертная масса является мерой инертности (чем больше масса, тем больше инертность тела).

Сила тяги

Справочник

Сила тяги — это показатель силы, которую прикладывают к некоторому телу.

Она служит для обеспечения нахождения данного тела в состоянии равновесия.

Когда сила тяги прекращает свое действие — это может привести к следующим последствиям:

остановка, которая связана с силой трения;
состояние вязкости окружающей среды;
множество других сопутствующих факторов и сил.

Для тела, на которое оказывает свое воздействие сила тяги, характерно постоянное движение. И обозначается следующим значение, а именно: \[(v=\operatorname t)\]

Особым, частным случаем данного движения является состояние покоя.

При котором, скорость равна нулевому значению.

Определение 2

Состояние инерции — характер движения, при котором соблюдается постоянная скорость движения тела.

Чтобы тело поменяло свое состояние, и изменило скорость своего движения, необходимо приложить к нему силу тяги. При данных условиях скорость тела будет изменяться, причиной этого является получаемое ускорение. Также ускорение может быть отрицательным, в таком случае будет наблюдаться замедление скорости.

Показатель величины ускорения по закону физики обратно пропорционален массе тела.

Из состояния инерции труднее всего вывести тело более массивное и тяжелое.

Также величина ускорения прямо пропорциональна значению интенсивности силы, которая оказывает воздействие на тело.

Данное утверждение можно преобразовать и вывести в виде формулы:

\[\mathrm=\mathrm \cdot \mathrm\]

Где: F — сила тяги, m — масса тела, которая оказывает воздействие на тело, a — ускорение.

Данная формула наглядно характеризует второй закон Ньютона.

Основные формулы для расчета силы тяги

Наглядно силу тяги можно рассмотреть на примере спортсмена штангиста.

Именно на данном примере можно подробно понять, как приложенная сила, может вывести тело из состояния равновесия.

Распишем все операции, выполняемые спортсменам поэтапно:

первоначально штанга находится в состоянии инерции, иными словами имеет состояние покоя;
при отрыве от поверхности земли штанги, все мышцы спортсмена имеют способность сокращаться, с силой которая не превышает вес самой штанги (иначе это звучит как: величина силы с которой ее к себе притягивает гравитация Земли);
при отрыве от пола, штанги на определенную высоту, происходит процесс ускорения;

Силой тяги для снаряда, который осуществляет движение будет являться величина силы с которой сокращаются мышцы спортсмена.

Для данного случая, обязательно должно соблюдаться следующее условие:

\[F_>F_ \text <. то есть >F_>m \times g\]

\[F_\] — сила, с которой происходит сокращение мышечной массы (сила тяги для данного случая);
\[F_\] сила тяжести или гравитационная;
m — масса, которая оказывает воздействие на тело;
g — показатель ускорение свободного падения.

Характер движения тела по инерции всегда нужно уметь отличать от движения, которое совершается равномерно. Следовательно, в случае, когда сила тяги имеет способность уравновешиваться сторонними силами (противодействующими).

Например:

Автомобиль совершает движение и его двигатель находится в состоянии работы. Работающий двигатель придает силу на колеса, через трансмиссию, проделывая следующие операции:

преодолевает силу трения, которая возникает внутри всего механизма;
сопротивление воздуха;
процесс трения колес о любую поверхность.

Для определения силы тяги, необходимо знать следующие данные:

t — время, за которое происходит разгон транспортного средства;
\[v\] — необходимая скорость;
m — непосредственная масса автомобиля.

Сила определяется по формуле:

\[F=m \times \frac\]

Из формулы видно, что ускорение выражено как: деление скорости на время разгона транспортного средства:

Через мощность можно выразить силу.

Определение 3

Мощность — это совершенная работа, любым источником энергии.

Если высокая мощность, то следует что, время за которое источник развивает силу будет уменьшаться. А именно: способность разогнать тело определенной массы равной m до необходимой величины скорости движения.

Значение совершаемой работы прямо пропорционально силе и вычисляется по формуле:

\[A=F \times s\]

Где: S — расстояние, на которое при помощи силы, перемещается тело;

Расстояние можно определить по формуле, выразив его через скорость тела и время движения:

Затем определяется мощность, которая должна выполнять в единицу времени и выражается следующей формулой:

\[\mathrm=\frac\]

Окончательное уравнение выражает так:

Нет времени решать самому?

Найти силу тяги (22 февраля 2009)

Автобус, масса которого равна 10 т, двигается горизонтально так, что проекция его скорости изменяется по закону v_x = 0,5t. Найти силу тяги, если коэффициент трения равняется 0,02.

Задание дано учителем. Cпециализированная школа, 9 класс, профиль обычный, задание из контрольной работы.

версия для печати
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Если уж подробно, то уточните, как Вы определили ускорение. Вопрос простой для Вас, но наверняка будет полезен пользователям. Помните, что решаем задачи и не только для себя.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Опубликовано 30 июля, 2011 — 13:45 пользователем Elitmango

Рассмотрим v_x = 0.5t.

Это зависимость скорости от времени, значит, построим график при t = 0 c и v = 0 м/c, при t = 1 c и v = 0.5 м/c, при t = 2 c и v = 1 м/c и т. д.

Значит, явно видно, что с увеличением времени скорость постоянно изменяется на определённое число. Это и есть ускорение. Поэтому ускорение тела 0.5 м/c 2 .

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Опубликовано 30 июля, 2011 — 14:31 пользователем В. Грабцевич
Уравнение скорости при равноускоренном движении имеет вид:

v = v_o + at (в векторном виде),

вид уравнения указывает нам на линейную зависимость, коэффициент при времени t и есть ускорение.

С другой стороны:

Продифференцировав по времени уравнение скорости, получим ускорение:

a = (0,5t) / = 0,5 (м/с 2 ).

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Опубликовано 30 июля, 2011 — 14:36 пользователем Elitmango

Извините, но я только перешёл в 10 класс, и я не знаю производную.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Опубликовано 30 июля, 2011 — 20:31 пользователем В. Грабцевич
Можешь и не узнать в школе, а в вузе придется на лету вникать. Учись, вникай в понятия, спрашивай.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Опубликовано 30 июля, 2011 — 20:45 пользователем Elitmango

Я учусь в классе с математическим уклоном, поэтому, я думаю, в 10 классе я по-любому узнаю, что такое производная, а пока что я решаю, как умею.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии