поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,651 -
гуманитарные
33,653 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,893 -
разное
16,900
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Что такое сила 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_{с}=m;times;a), где (F_т) — сила тяги, (F_{с}) — 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_{тр});
- 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;sinalpha=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:
(96;times;1000=96000;Вт)
(frac{216times1000}{3600}=60frac мс)
(F_т;=;frac N v = frac{96000}{60} = 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:
(12;times;1000=12000;кг)
(2,4;times;1000=2400;Н)
(F_т-;F_{тр}=m;times;a), следовательно, (F_т=mtimes a;+;F_{тр})
Чтобы определить ускорение а, воспользуемся формулой (s;=;frac{at^2}2)
Подставив численные значения величин, получаем:
(a;=;frac{2s}{t^2}^{}=frac{20}{25};=;0,8)
(F_т=;12000times0,8;+;2400;=;12000;Н;=;12;кН)
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
Начертим схему:
(mtimes g;+;N;+;F_{тр;}+;F_т;=;mtimes a)
Сделаем проекции на координатные оси:
(OX: -;mg;times;sinalpha;-;F_{тр;}+;F_т;=;0)
(OY: N;-;mg;times;cosalpha;=;0 => N;=;mg;times;cosalpha;)
(F_{тр};=;mu N;=;mu mg;times;cosalpha)
Подставим значение (F_{тр}) в уравнение (OX) и определим (F_т):
(-mg;times;sinalpha;-;mu)
(mg;times;cosalpha;+;F_т;=;0)
(=> F;=;mg;left(sinalpha;+;mu;times;cosalpharight))
Найдем синус и косинус (alpha), подставим их в общую формулу:
(sinalpha;=;frac hl;=;frac1{25})
(cosalpha;=;frac{sqrt{l^{2;}-;h^2}}l;)
(F;=;frac{4;times;10^{3;};times;9,8;timesleft(1;+;0,1;sqrt{l^{2;}-;h^2}right)}{25};=;5,5;times;10^3;Н;=;5,5;кН)
Как определить силу тяги
Если тело движется с ускорением, то на него обязательно оказывает влияние некая сила. Для него она и является слой тяги в данный момент времени. В реальном мире, даже если тело движется равномерно и прямолинейно, сила тяги должна преодолевать силы сопротивления. Эту силу можно найти через равнодействующую всех сил, которые действуют на тело. В технике определяют силу тяги, зная мощность и скорость тела.
Вам понадобится
- – динамометр;
- – акселерометр;
- – спидометр или радар для измерения скорости;
- – калькулятор.
Инструкция
Для того чтобы измерить силу тяги, прикрепите к телу динамометр и начинайте равномерно перемещать его по поверхности. Динамометр покажет силу тяги, которую нужно приложить к телу, чтобы оно двигалось равномерно. Изменение производите в Ньютонах.
Если тело известной массы движется по ровной поверхности, силу тяги можно рассчитать. Для этого определите коэффициент трения между поверхностью, по которой движется тело, и самим телом μ. Это можно сделать по специальной таблице. Определите, как движется тело. Если равномерно, то найдите силу тяги F, умножив коэффициент трения на массу тела m и ускорение свободного падения g=10 м/с² (F=μ∙m∙g).
Например, если автомобиль массой 1200 кг движется по горизонтальной дороге равномерно, при коэффициенте трения 0,05, то сила тяги его двигателя составит F=0,05∙1200∙10=600 Н. Если нужна более высокая точность измерения, берите g=9,81 м/с².
В том случае, если тело имеет ускорение под воздействием силы тяги, она будет равна F=m∙(μ∙g+a). Где a – это значение ускорения, в м/с², которое можно измерить акселерометром.
Чтобы измерить силу тяги двигателя, определите его максимальную мощность. Она, как правило, дается в технической документации к нему. Разгоните аппарат, который приводится этим двигателем в движение до максимальной скорости, соблюдая все меры предосторожности. Измерьте скорость спидометром или специальным радаром. Чтобы найти максимальную силу тяги двигателя F, поделите его мощность в ваттах N, на скорость v в м/с (F=N/v).
Например, если максимальная мощность двигателя автомобиля 96 кВт, (если мощность подана в лошадиных силах, умножьте это значение на 735 для того, чтобы получить его в ваттах), а его максимальная скорость 216 км/ч, какова максимальная сила тяги двигателя? Найдите мощность в ваттах: 96∙1000=96000 ватт. Выразите скорость в м/с, для этого 216∙1000/3600=60 м/с. Определите силу тяги двигателя: F=960000/60=1600 Н.
Источники:
- как найти силу тяги двигателя
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Какова сила тяги двигателя мотоцикла массой 200 кг если он двигается с ускорением 30 см / с2?
На этой странице вы найдете ответ на вопрос Какова сила тяги двигателя мотоцикла массой 200 кг если он двигается с ускорением 30 см / с2?. Вопрос
соответствует категории Физика и уровню подготовки учащихся 10 – 11 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно
ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с
ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском»,
который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из
предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать
вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.
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.
