Сила — це штовхання або витягування будь-якого предмета через зв’язок об’єкта з іншим об’єктом. Без сили нічого не можна зрушити, зупинити або змінити курс. Це кількісний зв'язок між двома реальними тілами, між предметом і його поточною обставиною. У природі існують різні сили. Якщо припустити, що об’єкт перебуває в стані руху, його поточний статус буде або статичним, або рухомим. Його положення може бути змінено, якщо його штовхнути або потягнути. Зовнішній поштовх або потяг, застосований до об’єкта, змінює його поточний стан руху, відомий як Сила. Ця сила може бути різного роду.
Види сил
Сила — це фактична причина, яка може суттєво змінити умови руху будь-якого предмета або аспектів. Нижче записано різні види Сил,
- Контактні сили: Контактні сили — це сили, які виникають, коли ми прикладаємо до об’єкта якусь роботу.
- Безконтактні сили: Безконтактні сили - це сили, які виникають без контакту або зв'язку, крім відстані.
- Сила пружини: Ця сила діє протилежно до зміщення атомів. Як у пружинних або гнучких гумок і так далі.
- Гравітаційна сила: Сила гравітації визначається як сила, що діє між об’єктами через наявність матерії. Наприклад, сила тяжіння Землі діє на об’єкти і подається як
Ф серйозний = m × g
Електромагнітна сила
Це магнітні та електричні взаємодії між атомами та молекулами, які допомагають у зв’язуванні та визначенні структури твердого тіла. Наприклад, у магніті північний і південний полюси притягуються один до одного, так само існують такі сили, як сила натягу, нормальна сила, сила опору повітря, прикладена сила, сила пружини тощо.
Чиста сила
Визначення сумарної сили — це сума всіх сил, що діють на об’єкт у окремій площині. Суттєва сила є значною на тій підставі, що вона відображає рух об’єкта та може бути використана для визначення збільшення швидкості. Перший закон руху Ньютона означає, що об’єкт, що рухається, продовжує рухатися, а об’єкт, який дуже нерухомий, залишатиметься дуже нерухомим, за винятком випадків, коли на нього діє нерівномірна сумарна сила.
Величина чистої сили
Розмір сумарної сили — це те, наскільки величезною є сумарна сила, що не збігається з курсом сумарної сили. Це математичне значення сили, оцінене в одиниці Ньютон (Н). Розмір чистої сили є значущим у світлі того факту, що він показує, яка сила діє на об’єкт, і відповідно до цього, наскільки збільшить швидкість стаття. Наприклад, сумарна сила 5 Н матиме набагато менший вплив на об’єкт порівняно з сумарною силою 500 Н.
Формула сумарної сили
Рівняння сумарної сили об’єднує сили, що діють на об’єкт. Згодом сумарна сила дорівнює наступному:
Ф Чистий = F 1 + Ф 2 + Ф 3 …+ Ф Н
Де,
Ф1, Ф2, тощо …FНце сили, що діють на тіло.
повний суматорЗагальна сила, коли тіло перебуває в спокої
Коли об’єкт перебуває в стані спокою, формула сумарної сили визначається як
Ф Чистий = F a + Ф g
Де,
Фa= прикладена сила,
Фg= сила гравітації
Коли до об’єкта прикладається сила, діє не тільки прикладена сила, але й багато інших сил, як-от сила тяжіння, сила тертя та звичайна сила, яка врівноважує протилежну силу. Отже, сумарна сила представлена як
Ф Чистий = F a + Ф g + Ф f + Ф Н
Де,
Фaяка прикладена сила,
Фgяка є силою тяжіння,
Фfяка є силою тертя,
ФНяка є нормальною силою, що діє.
Зразки завдань
Проблема 1: Розглянемо один блок, що лежить на підлозі. Якщо цей блок урівноважується 10 Н нормальної сили та 10 Н сили тяжіння, то яке значення сумарної сили, що діє на цей блок?
рішення:
Дані дані:
Нормальна сила, що діє на блок, FН= 10 Н
Сила тяжіння, що діє на блок, Fg= -10 Н (вниз)
Сумарна сила, що діє на блок, Fчистий=?
Використовуючи формулу сумарної сили (коли об’єкт перебуває в стані спокою)
Фчистий= FН+ Фg
Фчистий= 10 – 10
Фчистий= 0 Н
Отже, сумарна сила, що діє на блок, дорівнює 0 Н.
Завдання 2: На столі лежить предмет. Якщо до цієї книги прикласти силу 10 Н, то сила тертя 8 Н діє на неї в протилежному напрямку. Якщо цей об’єкт урівноважується нормальною силою 25 Н і силою тяжіння, тоді обчисліть значення сумарної сили, що діє на нього.
рішення:
Дані дані:
Прикладена сила, що діє на предмет, Fa= 10 Н
Сила тертя, що діє на предмет, Ff= -8 Н (ліворуч)
Нормальна сила, що діє на предмет, FН= 25 Н
Сила тяжіння, що діє на предмет, Fg= -25 Н (вниз)
Сумарна сила, що діє на об’єкт, Fчистий=?
Використовуючи формулу сумарної сили (коли об’єкт рухається)
Фчистий= Fa+ Фf+ ФН+ Фg
Фчистий= 10 – 8 + 25 – 25
Фчистий= 2 Н
Отже, сумарна сила, що діє на об’єкт, становить 2 Н.
Задача 3: Транспортний засіб знаходиться в стані спокою, і на нього діє сила 100 Н. Якщо сила тертя, що діє на нього, становить 50 Н, обчисліть сумісну силу.
рішення:
Дані дані:
Прикладена сила Fa= 100 Н
Сила тертя Ff= -50 Н
java має значення nullФормула сумарної сили визначається як
ФЧистий= Fa+ Фf
ФЧистий= 100 – 50
ФЧистий= 50 Н
Отже, підсумкова сила становить 50 Н
Задача 4: Автобус застряг на вулиці, і 8 людей штовхають цей автобус у потрібному напрямку. Усі 8 людей штовхають автобус із такими силами: 3N, 4N, 5N, 3N, 7N, 4N, 6N і 2N. Обчисліть загальну ефективну силу, прикладену до автобуса.
рішення:
Сила, що діє на автобус, Ф1= 3 Н
Сила, що діє на автобус, Ф2= 4 Н
Сила, що діє на автобус, Ф3= 5 Н
Сила, що діє на автобус, Ф4= 3 Н
Сила, що діє на автобус, Ф5= 7 Н
Сила, що діє на автобус, Ф6= 4 Н
Сила, що діє на автобус, Ф7= 6NСила, що діє на автобус, Ф8=2N
Діюча сумарна сила, Fчистий= ?
Використовуючи формулу сумарної сили N сил, що діють на ,
Фчистий= F1+ Ф2+ Ф3+ Ф4+ Ф5+ Ф6+ Ф7+ Ф8
Фчистий= 3 + 4 + 5 + 3 + 7 + 4 + 6 + 2
Фчистий= 34 Н
Отже, сумарна сила, що діє на автомобіль, дорівнює 34 Н
Задача 5: Дві людини A і B тягнуть мотузку з протилежних кінців. Особа А (стоячи з правого боку) тягне мотузку із силою 35 Н, а особа В (стоячи зліва) тягне мотузку із силою 25 Н. Обчисліть підсумкову силу, що діє на мотузку.
рішення:
Дані дані:
Сила, що діє на мотузку, Ф1= 35 Н
Сила, що діє на мотузку, Ф2= -25 Н (ліворуч)
Сумарна сила, що діє на мотузку, Fчистий= ?
Використовуючи формулу сумарної сили N сил, що діють на,
Фчистий= F1+ Ф2
Фчистий= 35 – 25
Фчистий= 10 Н
Отже, сумарна сила, що діє на мотузку, дорівнює 10 Н.
Задача 6. Об’єкт знаходиться в стані спокою, і до нього прикладена сила 90 Н. Якою буде сумарна сила, якщо на неї діє сила тертя 65 Н?
рішення:
Дані дані:
Прикладена сила Fa= 90 Н
Сила тертя Ff= -65 Н
Формула сумарної сили визначається як
ФЧистий= Fa+ Фf
ФЧистий= 90 – 65
ФЧистий= 25 Н
Отже, підсумкова сила становить 25 Н
Проблема 7: Один стіл лежить на підлозі. Якщо цей стіл урівноважується 20 Н нормальної сили та 30 Н сили тяжіння, то яке значення сумарної сили, що діє на цей стіл?
рішення:
Дані дані:
Нормальна сила, що діє на стіл, FН= 20 Н
Сила тяжіння, що діє на стіл, Fg= -30 Н (вниз)
Сумарна сила, що діє на стіл, Fчистий= ?
Використовуючи формулу сумарної сили (коли об’єкт перебуває в стані спокою)
Фчистий= FН+ Фg
Фчистий= 20 – 30
Фчистий= -10 Н
Таким чином, сумарна сила, що діє на блок, становить -10 Н.