Сила реакції опори та вага
Важливо пригадати формулювання третього закону Ньютона:
«Тiла дiють одне на одне iз силами, спрямованими вздовж однiєї прямої, рiвними за модулем i протилежними за напрямком»
$\vec{F_A} = - \vec{F_R}$
FA\vec{F_A}
– дiя першого тiла на друге;
FR\vec{F_R}
– дiя другого тiла на перше.
У розглянутих нами випадках сила тяжiння i сила реакцiї опори – сили, що дiють на тіло. Отже, вони не є силами з визначення третього закону Ньютона. Сила реакцiї опори, за третiм законом Ньютона, дорiвнює силi, з якою тiло дiє на опору або пiдвiс. Ця сила називається вагою.
Визначення Вага $\vec{P_{}}$ – сила, з якою тiло дiє на горизонтальну опору або пiдвiс. За третiм законом Ньютона, вага дорiвнює за модулем силi реакцiї опори $\vec{N_{}}$.
Вимірюють вагу за допомогою вагiв або терезiв. Сучаснi ваги на своєму табло показують масу тiла. Насправдi ж вони вимiрюють силу, з якою тiло тисне на них – вагу, а потiм здiйснюється перерахунок у масу, яку вже показує екран. У випадку, коли ваги нерухомо стоять на землi, вага дорiвнює силi тяжiння
P=mgP = mg
.
Авторський алгоритм Отримання ваги в задачахВага, за третiм законом Ньютона, дорiвнює за модулем силi реакцiї опори або пiдвiсу.
За другим законом Ньютона, рiвнодiйна сил дорiвнює масi тiла, помноженiй на прискорення:
$\vec{F_1} + \vec{F_2} + \cdots + \vec{F_N} = m \vec{a}$
Розв’язуючи це рiвняння, наприклад, за допомогою розкладання на проекцiї, виражаємо силу реакцiї опори або пiдвiсу (залежно вiд задачi).$\vec{N_{}}\thinspace / \thinspace \vec{T_{}}$
За третiм законом Ньютона:$\vec{P_{}} = - \vec{N_{}}$
Знайдіть величину перевантаження, що відчуває космонавт під час зльоту ракети масою $2,2$ мільйони кілограмів. Тяга - сила, що виробляється двигунами і штовхає ракету - становить $37,5$ мільйони ньютонів. $0,7 \thinspace g$ $1,3 \thinspace g$ $1,5 \thinspace g$ $1,7 \thinspace g$ Результуюча сила, що діє на ракету дорівнюватиме різниці тяги і сили тяжіння: $ma = F_{тяг} - mg$ Звідки отримуємо прискорення ракети і усіх космонавтів у ній: $a = \dfrac{F_{тяг}-mg}{m} =$$\dfrac{37.5 \cdot 10^6 - 22 \cdot 10^6}{2,2} \approx$$ 7 \thinspace \text{м/с}^2 $ Це прискорення становитиме $0,7$ прискорення вільного падіння. Вага космонавтів під час зльоту буде ставновити: $P = m_{к}g + m_{к}a= m_{к}(g + a)$ А вага у стані спокою на Землі: $P_c = m_{к}g$ Їх відношення і дасть нам величину певантаження, що відчувають космонавти під час зльоту ракети: $\dfrac{P}{P_c} =$$ \dfrac{m_{к}(g+a)}{m_{к}g} =$$ \dfrac{g+a}{g} \approx$$ 1,7$
Last modified 3yr ago
Copy link