Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

8.Сила тяжести и вес тела. Упругие силы. Силы трения.

Частным, но крайне важным для нас видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле. Эту силу называют силой тяжести. Согласно закону всемирного тяготения, она выражается формулой

, (1)

где m – масса тела, М – масса Земли, R – радиус Земли, h – высота тела над поверхностью Земли. Сила тяжести направлена вертикально вниз, к центру Земли.

Силой тяжести называется сила, действующая на любое находящееся вблизи земной поверхности тело. 

Она определяется как геометрическая сумма действующей на тело силы гравитационного притяжения к Земле и центробежной силы инерции , учитывающей эффект суточного вращения Земли вокруг собственной оси, т.е. . Направление силы тяжести является направлением вертикали в данном пункте земной поверхности.

НО величина центробежной силы инерции очень мала по сравнению с силой притяжения Земли (их отношение составляет примерно 3∙10-3), то обычно силой  пренебрегают. Тогда .

Вес тела

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

По третьему закону Ньютона обе эти силы упругости равны по модулю и направлены в противоположные стороны. После нескольких колебаний тело на пружине оказывается в покое. Это значит, что сила тяжести по модулю равна силе упругости Fупр пружины. Но этой же силе равен и вес тела.

Таким образом, в нашем примере вес тела, который мы обозначим буквой , по модулю равен силе тяжести:

.

       Под действием внешних сил возникают деформации (т.е. изменение размеров и формы) тел. Если после прекращения действия внешних сил восстанавливаются прежние форма и размеры тела, то деформация называется упругой. Деформация имеет упругий характер в случае, если внешняя сила не превосходит определенного значения, называемого пределом упругости.

Упругие силы возникают во всей деформированной пружине. Любая часть пружины действует на другую часть с силой упругости  Fупр.

       Удлинение пружины пропорционально внешней силе и определяется законом Гука:

 

 

k  – жесткость пружины. Видно, что чем больше  k, тем меньшее удлинение получит пружина под действием данной силы.

Так как упругая сила отличается от внешней только знаком, т.е.  Fупр = –Fвн, закон Гука можно записать в виде

,
Fупр = –kx.

Сила трения

Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.

Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя.

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения и, вообще говоря, зависит от относительной скорости тел. Однако, во многих случаях приближенно силу трения скольжения можно считать независящей от величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя.

Fтр = (Fтр)max = μN.

 

Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.

Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей.

При движении твердого тела в жидкости или газе возникает сила вязкого трения. Сила вязкого трения значительно меньше силы сухого трения. Она также направлена в сторону, противоположную относительной скорости тела. При вязком трении нет трения покоя.

Сила вязкого трения сильно зависит от скорости тела. При достаточно малых скоростях Fтр  υ, при больших скоростях Fтр  υ2. При этом коэффициенты пропорциональности в этих соотношениях зависят от формы тела.

Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими силами пренебрегают.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74993. Конспект урока 72.5 KB   Цель: установить коэффициент интеллекта участников, расширить кругозор, активизировать мыслительную деятельность, смекалку, сообразительность, заинтересованность в чтении дополнительной литературы; воспитывать целеустремленность, смелость, решительность. 74994. Конспект урока 76.5 KB   Цель: развитие коммуникативного подхода к обучению английского языка. Игры приобретают особое значение, в изучении иностранного языка, способствуя развитию мотивации к изучению, тренировке и развитию речевой деятельности. 74995. Конспект урока 121 KB   Мета. Підсумувати і збагатити знання учнів про моду й модні тенденції в одязі, розширити світогляд, викликати інтерес до професій художньо-естетичного циклу; сприяти розвитку творчого мислення, фантазії; виховувати естетичний смак, творче ставлення до праці... 74996. Конспект урока 43 KB   Мета: познайомити учнів з терміном монолог його значенням; вчити відшукувати монолог в тексті; підбирати відповідну інтонацію; будувати та читати монолог; вміти розрізняти монолог від діалогу; розвивати монологічне та діалогічне мовлення; виховувати культуру мовлення та спілкування. 74998. Конспект урока 37.5 KB   Цель: ознакомить учащихся с традициями новогодних и рождественских праздников ;совершенствовать умения изготавливать изделия из бумаги в технике оригами; развивать внимание, память, логическое мышление; воспитывать аккуратность, терпение, интерес к работе. 74999. Конспект урока 41.5 KB   Мета. Ознайомлення учнів з історією виникнення ляльки, різновидами матеріалів, з яких виготовляли, сформувати уявлення про способи виготовлення, стимулювати розвиток ініціативності, самостійності, сприяння розвитку творчої активності, навичок самоосвітньої діяльності... 75000. Конспект урока 81.5 KB   Олеся: Є слова що білібілі Як конвалії квітки Лагідні як усміх ранку Ніжносяйні як зірки. Є слова як жар пекучі І отруйні наче чад. Про які слова мовить поет у перших 4х рядках Якими словами ви можете замінити означення білібілі лагідні ніжносяйні Чи знаєте ви такі слова покаже гра.
Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=32733

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости

Почему сила тяжести равна силе упругости


X