Сила и масса
Чтобы разогнать покоящееся тело до некоторой скорости, надо приложить к нему силу. Связь между массой, силой и ускорением описывается вторым законом Ньютона: СИЛА = МАССА × УСКОРЕНИЕ.
1 ньютон — это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 метр в секунду за секунду. Чтобы найти силу тяжести, действующую на тело, надо умножить массу этого тела на ускорение свободного падения 9,8 м/с2. В повседневной жизни мы измеряем силу в килограммах силы: 1 кгс = 9,8 Н.
Сила, масса, ускорение, онлайн расчет.
Сила, масса, ускорение — позволяет расчитать такие физические величины, как силу массу и ускорение, и их зависимость друг от друга.
Калькуляторы по физике
Потенциальная энергия тела, онлайн расчет
Единицы измерения массы
Единицы измерения силы
Вторая космическая скорость, онлайн расчет
Скорость, время, расстояние, онлайн расчет
Мы в соцсетях Присоединяйтесь!
Нашли ошибку? Есть предложения? Сообщите нам
Этот калькулятор можно вставить на сайт, в блог
Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт
Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт
Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор.
Как найти силу тяги
Сила тяги — сила, прикладываемая к телу для поддержания его в постоянном движении.
Действие силы тяги
Множество сил, действующих на движущийся объект, для упрощения вычислений делят на две группы: силу тяги и силы сопротивления.
Её прекращение
Когда действие силы тяги прекращается, движущееся тело замедляется и постепенно останавливается, так как на него воздействуют силы, мешающие продолжать двигаться, например, трение.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
1 закон Ньютона о действии
Согласно этому закону в формулировке самого Ньютона, любое тело остается в покое или равномерно движется по прямой, пока на него не воздействуют силы, заставляющие его изменить это состояние.
В современной физике в формулировку внесены уточнения:
- закон применим только в системах отсчета, называемых инерциальными;
- тело может вращаться на месте, не находясь под воздействием внешних сил, поэтому вместо термина «тело» следует использовать термин «материальная точка».
Чтобы переместить неподвижный предмет, на него должна воздействовать некая сила. Чтобы изменить скорость движения предмета, также необходимо воздействие силы, замедляющей его или ускоряющей. Так как предметы обладают разной массой и соответственно разной инертностью, силы, достаточные для эффективного воздействия, тоже будут различаться.
Состояние ускорения после воздействия силы тяги
Когда движение равномерное, сила тяги и сила трения совершают одинаковую работу, уравновешивая друг друга. Воздействие силы на тело в направлении движения придает ему ускорение. Если направить ту же силу в противоположном направлении, она замедлит движение тела, что можно назвать отрицательным ускорением.
Формулы для определения силы тяги
Согласно второму закону Ньютона, сумма сил, воздействующих на движущееся тело, равна массе \(m\) , умноженной на ускорение \(a\) . Универсальной формулы, подходящей для любого сочетания сил, не существует. Чаще всего силу тяги находят с помощью общей формулы \( F_т-\;F_=m\;\times\;a\) , где \(F_т\) — сила тяги, \(F_\) — силы сопротивления.
При решении конкретной задачи силы, воздействующие на тело, схематически изображают в виде векторов. На схеме:
- сила тяжести mg;
- сила реакции опоры \(N\) ;
- сила трения \( F_\) ;
- сила тяги \(F\) .
При нахождении тела на горизонтальной поверхности сила тяжести и сила реакции опоры уравновесят друг друга. Но если транспортное средство движется в гору или под гору, придется учесть влияние уклона. Тогда формула может выглядеть так: \(F_т-\;F_с-\;mg\;\times\;\sin\alpha=m\;\times\;a.\)
Работа A, которую должна совершить сила тяги, сдвигая тело, связана с ней соотношением \(A\;=\;F\;\times\;s\) . \(s\) здесь — расстояние, на которое тело переместилось.
Какое условие должно соблюдаться
Сила тяги всегда должна быть больше противодействующих ей сил.
Формула через мощность
Полезную механическую мощность \(N\) можно вычислить по формуле \(N=F_т\;\times\;v\) , где \(v\) — скорость. Для определения силы тяги нужно разделить мощность на скорость: \(F_т\;=\;\frac N v.\)
Измерение и обозначение силы тяги
Силу тяги обозначают \(F_т\) или \(F\) . Единица измерения — ньютон ( \(Н\) ).
Для решения задач недостаточно измерить усилие, приложенное к объекту, и выразить его конкретным числом, так как сила обладает еще и направлением. Чтобы подчеркнуть, что сила — векторная величина, к буквенному обозначению добавляют стрелку.
Как определить силу тяги двигателя. Примеры решения задач
Задача 1
Автомобиль может разгоняться до 216 км/ч. Максимальная мощность двигателя равна 96 кВт. Определите максимальную силу тяги двигателя.
Решение
Переведем киловатты в ватты, а километры в час — в метры в секунду:
\(F_т\;=\;\frac N v = \frac = 1600 Н\)
Задача 2
Троллейбус весом 12 тонн за 5 секунд проезжает по горизонтальной дороге 10 метров. Сила трения равна 2,4 кН. Определите силу тяги, которую развивает двигатель.
Решение
Переведем тонны в килограммы, а килоньютоны в ньютоны:
\(F_т-\;F_=m\;\times\;a\) , следовательно, \(F_т=m\times a\;+\;F_\)
Чтобы определить ускорение а, воспользуемся формулой \(s\;=\;\frac2\)
Подставив численные значения величин, получаем:
Задача 3
Транспорт, весящий 4 тонны, едет в гору. Уклон — 1 метр на каждые 25 метров пути. \(\mu\) — 0,1 от силы тяжести, \(а = 0\) . Определите силу тяги.
Решение
Сделаем проекции на координатные оси:
Подставим значение \(F_\) в уравнение \(OX\) и определим \(F_т\) :
Найдем синус и косинус \(\alpha\) , подставим их в общую формулу:
Как найти скорость тела, зная его массу и силу к нему приложенную?
Если да, то какие еще параметры должны быть известны?
Давайте представим, что эти параметры у нас есть. По какой формуле тогда будет высчитываться скорость движения данного тела?
бонус за лучший ответ (выдан): 5 кредитов
комментировать
в избранное
10 ответов:
Анато лий-тдр5 [15.3K]
7 лет назад
Никак без дополнительных параметров. Сила является причиной ускорения по второму занону Ньютона a=F/m. Но скорость в каждый момент времени находится по формуле v=v0+a*t. Поэтому, чтобы узнать скорость, требуется ещё знать её начальное значение и сколько времени с этого момента прошло.
Но если речь идёт именно о снаряде, то всё многкратно усложняется. Сила приложена к снаряду только до момента вылета снаряда из ствола и к тому же непостоянна. Сама сила изменяется пропорционально давлению пороховых газов. Кривая давления представлена на рисунке
Расчёт скорости и давления ведётся уже по баллистическим формулам, например таким:
где l — путь в стволе, L — длина нарезной части, a,b,φ — пороховые константы, S — площадь поперечного сечения ствола.
Но даже в рогатке возникающая сила не постоянная, а обратно пропорциональна натяжению резины, и начальная скорость будет зависеть от этой переменной силы, массы и времени выстрела. Поэтому по тем данным (только сила и масса) практически ничего не вычислишь.