Лучший ответ по мнению автора
|
|||||||||||||||
Основное понятие силы тяги в физике
Определение 1
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{cons} 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:
Формула
[mathrm{F}=mathrm{m} cdot mathrm{a}]
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_{M}>F_{T} text {. то есть } F_{M}>m times g]
Где:
- [F_{m}] — сила, с которой происходит сокращение мышечной массы (сила тяги для данного случая);
- [F_{т}] 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{V}{t}]
Из формулы видно, что ускорение выражено как: деление скорости на время разгона транспортного средства:
[a=frac{V}{t}]
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:
[s=v cdot t]
Затем определяется мощность, которая должна выполнять в единицу времени и выражается следующей формулой:
[mathrm{N}=frac{d}{t}]
Окончательное уравнение выражает так:
[frac{A}{t}=frac{F cdot V cdot t}{t} Rightarrow N=F cdot V Rightarrow F=frac{N}{V}]
Нет времени решать самому?
Наши эксперты помогут!
Пример решения задачи на определение силы тяги
Нужно определить показатель силы тяги транспортного средства. Оно движется с ускорением равным a. Масса автомобиля равна 1,5 тонны и сила трения составляет 10 процентов от всей силы тяжести.
Сила тяги будет определяться как сумма двух основных сил:
- Автомобиль, который разгоняется с заданным значением ускорения: [F_{1}=m cdot a]
Где: m — масса автомобиля, a — показатель ускорения.
- Преодоление силы трения:
[F_{2}=mu cdot m cdot g]
Где: [mu] — коэффициент, который характеризует силу трения, g — значение ускорения свободного падения.
Все числовые известные значения подставим в формулу, и вычислим нужное нам значение силы. В процессе вычисления все единицы измерения переводятся в единицы системы СИ, а именно: килограммы.
[F=F_{1}+F_{2}=m cdot a+mu cdot m cdot g]
[mathrm{F}=1500 cdot 3+0.1 cdot 9.8 cdot 1500=1500 cdot(3+0.98)=5970]
Ответ: 5970.
Как найти массу если известна сила тяги и коэффициент трения
Владислав Капитонов
Ученик
(144),
на голосовании
5 лет назад
Голосование за лучший ответ
J3QQ4-H7H2V-2HCH4-M3HK8-6M8VW
Мудрец
(19476)
5 лет назад
Fтр=kmg ищи
Похожие вопросы
Содержание:
- Определение и формула силы тяги
- Единицы измерения силы тяги
- Примеры решения задач
В том случае, если тело при перемещении имеет ускорение, то на него кроме всех прочих обязательно действует некоторая сила, которая является
силой тяги в рассматриваемый момент времени. В действительности, если тело движется прямолинейно и с постоянной скоростью, то сила тяги также
действует, так как тело должно преодолевать силы сопротивления. Обычно силу тяги находят, рассматривая силы, действующие на тело, находя
равнодействующую и применяя второй закон Ньютона. Жестко определенной формулы для силы тяги не существует.
Не следует считать, что сила тяги, например, транспортного средства действует со стороны двигателя, так как внутренние силы не могут менять
скорость системы как единого целого, что входило бы в противоречие с законом сохранения импульса. Однако следует отметить, что для получения у
силы трения покоя необходимого направления, мотор вращает колеса, колеса «цепляются за дорогу» и порождается сила тяги. Теоретически было бы
возможно не использовать понятие «сила тяги», а говорить о силе трения покоя или силе реакции воздуха. Но удобнее внешние силы, которые действуют
на транспорт делить на две части, при этом одни силы называть силами тяги
$(/bar{F}_T)$, а другие – силами сопротивления
$bar{F}_S$ . Это делается для того,
чтобы уравнения движения не потеряли свой универсальный вид и полезная механическая мощность (P) имела простое выражение:
$$P=bar{F}_{T} bar{v}(1)$$
Определение и формула силы тяги
Определение
Исходя из формулы (1) силу тяги можно определить через полезную мощность, и скорость транспортного средства (v):
$$F_{T}=frac{P}{v}(2)$$
Для автомобиля, поднимающегося в горку, которая имеет уклон
, масса автомобиля m сила тяги (FT) войдет в уравнение:
$$F_{T}-F_{s}-m g sin alpha=m a(3)$$
где a – ускорение, с которым движется автомобиль.
Единицы измерения силы тяги
Основной единицей измерения силы в системе СИ является: [FT]=Н
В СГС: [FT]=дин
Примеры решения задач
Пример
Задание. На автомобиль имеющий массу 1 т при его движении по горизонтальной поверхности, действует сила трения,
которая равна $mu$=0,1 от силы тяжести.
Какой будет сила тяги, если автомобиль движется с ускорением 2 м/с?
Решение. Сделаем рисунок.
В качестве основы для решения задачи используем второй закон Ньютона:
$$bar{N}+m bar{g}+bar{F}_{t r}+bar{F}_{T}=m bar{a}(1.1)$$
Спроектируем уравнение (1.1) на оси X и Y:
$$
begin{array}{c}
X: F_{T}-F_{t r}=m a(1.2) \
Y: m g=N(1.3)
end{array}
$$
По условию задачи:
$$
F_{t r}=mu cdot m g (1.4)
$$
Подставим правую часть выражения (1.4) вместо силы трения в (1.2), получим:
$$F_{T}=m a+mu cdot m g$$
Переведем массу в систему СИ m=1т=103 кг, проведем вычисления:
$$F_{T}=10^{3}(2+0,1 cdot 9,8)=2,98 cdot 10^{3}(H)$$
Ответ. FT=2,98 кН
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Пример
Задание. На гладкой горизонтальной поверхности лежит доска массой M. На доске находится тело массы m.
Коэффициент трения тела о доску равен $mu$ . К доске
приложена сила горизонтальная сила тяги, которая зависит от времени как: F=At (где A=const). В какой момент
времени доска начнет выскальзывать из-под тела?
Решение. Сделаем рисунок.
Для решения задачи нам потребуются проекции сил на осиX и Y, которые отличны от нуля. Для тела массы m:
$$
begin{array}{c}
X: m a_{1}=F_{t r}(2.1) \
Y: m g=N(2.2) \
F_{t r}=mu N=mu m g rightarrow m a_{1}=mu m g rightarrow a_{1}=mu g(2.3)
end{array}
$$
Для тела массы M:
$$M a_{2}=F-F_{t r} rightarrow M a_{2}=A t-F_{t r} rightarrow a_{2}=frac{A t-F_{t r}}{M}(2.2)$$
Обозначим момент времени, в который доска начнет выскальзывать из-под тела t0, тогда
$$mu g=frac{A t_{0}-mu m g}{M} rightarrow t_{0}=frac{m+M}{A} mu g$$
Ответ. $t_{0}=frac{m+M}{A} mu g$
Читать дальше: Формула силы упругости.
Найти массу автомобиля, если он движется с ускорением 1, 5 м / c2 под действием силы тяги 4 кН, а коэффициент трения 0, 4.
На этой странице сайта размещен вопрос Найти массу автомобиля, если он движется с ускорением 1, 5 м / c2 под действием силы тяги 4 кН, а коэффициент трения 0, 4? из категории
Физика с правильным ответом на него. Уровень сложности вопроса
соответствует знаниям учеников студенческий. Здесь же находятся ответы по
заданному поиску, которые вы найдете с помощью автоматической системы.
Одновременно с ответом на ваш вопрос показаны другие, похожие варианты по
заданной теме. На этой странице можно обсудить все варианты ответов с другими
пользователями сайта и получить от них наиболее полную подсказку.
