1 puslapis iš 8

„Jėgos“ sąvoka pirmiausia yra fizinė. Mechanikoje jis išreiškia kūnų sąveikos matą, jų judėjimo priežastį. Todėl fizine prasme – kaip vektorinį dydį – jėga suprantama tuo atveju, kai kiekybinė žmogaus sąveikos pusė nagrinėjama, tarkime, su atrama, sviediniu ar kitu išoriniu objektu. Kitaip tariant, šiuo atveju judesio rezultatas, jo darbinis poveikis yra vertinamas per jėgą.

Jei kalbame apie judėjimo šaltinį, tai kalbėdami apie jėgą, turime omenyje žmogaus gebėjimą dirbti, o šis gebėjimas veikia kaip kūno ar atskirų jo grandžių judėjimo priežastis. Šiuo atveju turime omenyje žmogaus raumenų traukos jėgą, tai yra fiziologinį reiškinį.

Ir galiausiai, sąvoka „jėga“ naudojama kaip viena iš kokybinių žmogaus valingų judesių, sprendžiančių konkrečią motorinę užduotį, savybių. Čia jėga, kartu su tokiais kriterijais kaip greitis, ištvermė, vikrumas ir kt., veikia kaip pedagoginė sąvoka, įvertinanti atliekamo judesio kokybinę pusę (Yu. V. Verkhoshansky, 1977).

Jėgažmogus apibrėžiamas kaip jo gebėjimas įveikti išorinį pasipriešinimą raumenų pastangomis (Kūno kultūros teorija ir metodai, 1976). Tai yra, sąvoka „jėga“ reiškia bet kokį žmogaus gebėjimą raumenų įtempimu įveikti mechanines ir biomechanines jėgas, kurios trukdo veikti, joms atremti, taip užtikrinant veiksmo poveikį (nepaisant trukdančių gravitacijos jėgų, inercijos, atsparumas aplinkai ir kt.).

Atsižvelgiant į raumenų jėgos pasireiškimo sporto praktikoje sąlygas, pobūdį ir mastą, įprasta išskirti keletą jėgos savybių tipų.

Tuo atveju, kai sportininko pastangų nelydi judėjimas, kalbame apie statinis (izometrinis) režimas raumenų darbas („statinė jėga“). Statiniu režimu įsitempę raumenys savo ilgio nekeičia. Statinei jėgai būdingi du jos pasireiškimo bruožai (V.V. Kuznecovas, 1975; cituojamas: Zh.K. Kholodov, V.S. Kuznetsov, 2003):

1) kai raumenys įsitempę dėl aktyvių valingų žmogaus pastangų (aktyvi statinė jėga);

2) kai išorinės jėgos arba veikiamas paties žmogaus svorio bando priverstinai ištempti įsitempusį raumenį (pasyvi statinė jėga).

Tačiau dažniausiai jėga pasireiškia judesiu, vadinamuoju dinaminis režimas(„dinaminė jėga“).

Dinaminis raumenų darbas vyksta arba įveikimo režimas, arba viduje prastesnis. Pirmuoju atveju dirbantys raumenys susitraukia ir sutrumpėja (pavyzdžiui, spaudžiant štangą), antruoju, būdami įtemptoje būsenoje, įsitempia ir pailgėja (pavyzdžiui, lenkiant kojas nusileidimo momentu po štangos šokinėti). Be to, dinamiškas darbas gali vykti skirtingu greičiu, skirtingais pagreičiais ir lėtėjimais, taip pat vienoda jėgos išraiška. Pastarasis skirtingais greičiais vadinamas izotoninis režimas ir pastoviu greičiu - izokinetinis(N.G. Ozolin, 2003).

Pagal dinaminės jėgos pastangų pobūdį išskiriami trys tipai (pagal V. Kuznecovą; cituojamas: S. M. Vaitsekhovsky, 1971):

- sprogstamoji jėga – jėgos pasireiškimas maksimaliu pagreičiu, kuris būdingas, pavyzdžiui, vadinamiesiems greičio-jėgos pratimams: šuoliams, metimams, sprintas, individualiems imtynių elementams, boksui, sportiniams žaidimams ir kt.;

- greita jėga – jėgos pasireiškimas ne maksimaliu pagreičiu, pavyzdžiui, atliekant greitus (bet ne itin greitus) judesius bėgiojant, plaukiant, važiuojant dviračiu ir pan.;

- lėta jėga , pasireiškiantis gana lėtais judesiais, praktiškai be pagreičio. Tipiški pavyzdžiai yra štangos spaudimas, atsispaudimas ant žiedų ar strypo.

Vertinant pastangų kiekį atliekant tam tikrą pratimą ar paprastą judesį, vartojami terminai „absoliuti“ ir „santykinė“ jėga.

1. Jėga yra vieno kūno veikimas kitam, dėl kurio atsiranda pagreitis. Tie. jėga – jėgų sąveikos matas, dėl kurio kūnai deformuojasi arba įsibėgėja. Jėga yra vektorinis dydis; jam būdinga skaitinė reikšmė, veikimo kryptis ir pritaikymo prie kūno taškas.

2. Ar galima remiantis formule F = ma teigti, kad kūną veikianti jėga priklauso nuo kūno masės ir jo pagreičio?

2. Ne, tu negali.

3. Ar galima remiantis išraiška m = F/a teigti, kad kūno masė priklauso nuo jį veikiančios jėgos ir nuo pagreičio?

3. Ne, tu negali.

4. Ar galima remiantis lygybe a = F/m teigti, kad kūno pagreitis priklauso nuo jį veikiančios jėgos ir nuo kūno masės?

4. Taip. Tik inercinėms atskaitos sistemoms.

5. Kaip suformuluotas pirmasis Niutono dėsnis, jei vartojame jėgos sąvoką?

5. Egzistuoja tokios atskaitos sistemos, kurių atžvilgiu judantis kūnas išlaiko pastovų greitį, jeigu visų kūną veikiančių jėgų rezultantas yra lygus nuliui.

6. Kas yra gaunamoji jėga?

6. Jėga, lygi visų kūną (tašką) veikiančių jėgų geometrinei sumai, vadinama atstojamąja arba rezultatine jėga.

1. Niutono dinamikos dėsniai

judėjimo dėsniai arba aksiomos (kaip suformulavo pats Niutonas 1687 m. knygoje „Matematiniai gamtos filosofijos principai“): „I. Kiekvienas kūnas išlaikomas ramybės būsenoje arba tolygiai ir tiesiai juda tol, kol ir nebent jį priverčia panaudotos jėgos pakeisti šią būseną. II. Impulso pokytis yra proporcingas taikomai varomajai jėgai ir vyksta tiesės, kuria ši jėga veikia, kryptimi. III. Veiksmas visada turi vienodą ir priešingą reakciją, kitaip dviejų kūnų sąveika vienas su kitu yra lygi ir nukreipta priešingomis kryptimis.

2. Kas yra jėga?

Jėgai būdingas dydis ir kryptis. Jėga apibūdina kitų kūnų poveikį tam tikram kūnui. Jėgos, veikiančios kūną, rezultatas priklauso ne tik nuo jos dydžio ir krypties, bet ir nuo jėgos taikymo taško. Rezultatas yra viena jėga, kurios rezultatas bus toks pat kaip ir visų realių jėgų veikimo rezultatas. Jei jėgos nukreiptos kartu, rezultatas yra lygus jų sumai ir nukreiptas ta pačia kryptimi. Jei jėgos nukreiptos priešingomis kryptimis, tai rezultatas yra lygus jų skirtumui ir nukreiptas į didesnę jėgą.

Gravitacija ir kūno svoris

Gravitacija yra jėga, kuria kūnas traukiamas į Žemę dėl visuotinės gravitacijos. Visi Visatoje esantys kūnai traukia vienas kitą, ir kuo didesnė jų masė ir kuo arčiau jie išsidėstę, tuo trauka stipresnė.

Norint apskaičiuoti sunkio jėgą, kūno masę reikia padauginti iš koeficiento, pažymėto raide g, apytiksliai lygaus 9,8 N/kg. Taigi gravitacijos jėga apskaičiuojama pagal formulę

Kūno svoris – tai jėga, kuria kūnas spaudžia atramą arba ištempia pakabą dėl traukos prie Žemės. Jei kūnas neturi nei atramos, nei pakabos, tai kūnas neturi svorio – jis yra nesvarumo būsenoje.

Elastinė jėga

Tamprioji jėga yra jėga, kuri atsiranda kūno viduje dėl deformacijos ir neleidžia keisti kūno formos. Priklausomai nuo to, kaip keičiasi kūno forma, išskiriami keli deformacijų tipai, ypač įtempimas ir gniuždymas, lenkimas, šlyties ir šlyties bei sukimo.

Kuo labiau keičiama kūno forma, tuo didesnė jame sukuriama tamprumo jėga.

Dinamometras – jėgos matavimo įtaisas: išmatuota jėga lyginama su tamprumo jėga, atsirandančia dinamometro spyruoklėje.

Trinties jėga

Statinės trinties jėga yra jėga, kuri neleidžia kūnui pajudėti iš savo vietos.

Trintis atsiranda dėl to, kad bet kuriame paviršiuje yra nelygumų, kurie susilieja vienas su kitu. Jei paviršiai yra poliruoti, tada trinties priežastis yra molekulinės sąveikos jėgos. Kai kūnas juda horizontaliu paviršiumi, trinties jėga yra nukreipta prieš judėjimą ir yra tiesiogiai proporcinga gravitacijos jėgai:

Slydimo trinties jėga yra pasipriešinimo jėga, kai vienas kūnas slysta kito paviršiumi. Riedėjimo trinties jėga yra pasipriešinimo jėga, kai vienas kūnas rieda kito paviršiumi; ji yra žymiai mažesnė už slydimo trinties jėgą.

Jei trintis naudinga, ji padidinama; jei tai kenksminga, sumažinkite.

3. IŠSAUGOJIMO ĮSTATYMAI

IŠSAUGOJIMO ĮSTATYMAI, fiziniai dėsniai, pagal kuriuos kai kurios uždaros sistemos savybės išlieka nepakitusios, nepaisant bet kokių sistemos pokyčių. Svarbiausi yra materijos ir energijos tvermės dėsniai. Medžiagos išsaugojimo dėsnis teigia, kad materija nėra nei sukurta, nei sunaikinama; Cheminių virsmų metu bendra masė išlieka nepakitusi. Bendras energijos kiekis sistemoje taip pat išlieka nepakitęs; energija tik paverčiama iš vienos formos į kitą. Abu šie dėsniai yra tik apytiksliai teisingi. Masė ir energija gali būti paversti viena į kitą pagal lygtį E = ts 2. Tik bendras masės kiekis ir jos ekvivalentinė energija lieka nepakitusi. Kitas išsaugojimo įstatymas yra susijęs su elektros krūviu: jis taip pat negali būti sukurtas ir negali būti sunaikintas. Taikant branduoliniams procesams, išsaugojimo dėsnis išreiškiamas tuo, kad sąveikaujančių dalelių bendras krūvis, sukimasis ir kiti Kvantiniai skaičiai turi išlikti tokie patys dalelėms, atsirandančioms dėl sąveikos. Esant stipriai sąveikai, visi kvantiniai skaičiai išsaugomi. Silpnoje sąveikoje pažeidžiami kai kurie šio įstatymo reikalavimai, ypač susiję su PARITETA.

Energijos tvermės dėsnį galima paaiškinti 1 kg sveriančio rutulio, krentančio iš 100 m aukščio, pavyzdžiu. Pradinė bendra rutulio energija yra jo potenciali energija. Jai krentant, potenciali energija palaipsniui mažėja, o kinetinė energija didėja, tačiau bendras energijos kiekis išlieka nepakitęs. A – kinetinė energija didėja nuo 0 iki maksimumo: B – potencinė energija sumažėja nuo maksimumo iki nulio; C – bendras energijos kiekis, lygus kinetikos ir potencijos sumai Medžiagos tvermės dėsnis teigia, kad cheminių reakcijų metu medžiaga nei susidaro, nei sunaikinama. Šį reiškinį galima pademonstruoti naudojant klasikinį eksperimentą, kurio metu pasveriama po stikliniu varpeliu deganti žvakė (A). Eksperimento pabaigoje gaubtelio ir jo turinio svoris išliko toks pat kaip ir pradžioje, nors žvakė, kurios medžiaga daugiausia susideda iš anglies ir vandenilio, „dingo“, nes lakūs reakcijos produktai (vanduo) ir anglies dioksidas) išsiskyrė iš jo. Tik XVIII amžiaus pabaigoje mokslininkams pripažinus materijos išsaugojimo principą, tapo įmanomas kiekybinis požiūris į chemiją.

Mechaninis darbas atsiranda, kai kūnas juda veikiamas jį veikiančios jėgos.

Mechaninis darbas yra tiesiogiai proporcingas nuvažiuotam atstumui ir proporcingas jėgai:

Galia

Technologijų darbų atlikimo greitis pasižymi galia.

Galia yra lygi darbo ir laiko, per kurį jis buvo atliktas, santykiui:

Energija Tai fizinis dydis, parodantis, kiek darbo gali atlikti kūnas. Energija matuojama džaulių.

Kai dirbama, matuojama kūnų energija. Atliktas darbas lygus energijos pokyčiui.

Potencinė energija nulemta sąveikaujančių kūnų ar to paties kūno dalių santykinės padėties.

E p = F h = gmh.

Kur g = 9,8 N/kg, m – kūno svoris (kg), h – ūgis (m).

Kinetinė energija dėl savo judėjimo turi kūną. Kuo didesnė kūno masė ir greitis, tuo didesnė jo kinetinė energija.

5. pagrindinis sukamojo judėjimo dinamikos dėsnis

Galios akimirka

1. Jėgos momentas, palyginti su sukimosi ašimi, (1.1) čia yra jėgos projekcija į plokštumą, statmeną sukimosi ašiai, yra jėgos petys (trumpiausias atstumas nuo sukimosi ašies iki linijos jėgos veikimo).

2. Jėgos momentas fiksuoto taško O (kilmės) atžvilgiu. (1.2) Jį lemia spindulio vektoriaus sandauga, nubrėžta nuo taško O iki jėgos taikymo taško šia jėga – pseudovektorius, jo kryptis sutampa su dešiniojo sraigto transliacinio judėjimo kryptimi; jis sukasi tolyn ("gileto taisyklė"). Jėgos momento modulis, (1.3) čia yra kampas tarp vektorių ir jėgos šaka, trumpiausias atstumas tarp jėgos veikimo linijos ir jėgos taikymo taško.

Impulsas

1. Kūno, besisukančio apie ašį, judesio momentas, (1.4) čia yra kūno inercijos momentas, kampinis greitis. Sistemos kampinis impulsas yra visų sistemos kūnų kampinio momento vektorinė suma: . (1.5)

2. Materialaus taško, kurio impulsas yra fiksuoto taško O (kilmė), impulsas. (1.6) Jis nustatomas iš taško O į materialųjį tašką nubrėžto spindulio vektoriaus sandauga - pseudo vektorius, jo kryptis sutampa su dešiniojo sraigto transliacinio judėjimo kryptimi, kai jis sukasi (; „sandarumo taisyklė“). Kampinio momento vektoriaus modulis, (1.7) čia yra kampas tarp vektorių ir vektoriaus atšaka taško O atžvilgiu.

Inercijos momentas apie sukimosi ašį

1. Materialaus taško inercijos momentas, (1.8) čia yra taško masė, yra jo atstumas nuo sukimosi ašies.

2. Diskretinio standaus kūno inercijos momentas, (1.9) čia yra standaus kūno masės elementas, kurio atstumas nuo sukimosi ašies yra kūno elementų skaičius;

3. Inercijos momentas esant nepertraukiamam masės pasiskirstymui (kietas kietas kūnas). (1.10) Jei kūnas yra vienalytis, t.y. jo tankis yra vienodas visame tūryje, tada naudojama išraiška (1.11), kur ir yra kūno tūris.

Jeigu kūnas įsibėgėja, vadinasi, kažkas jį veikia. Kaip rasti šį „kažką“? Pavyzdžiui, kokios jėgos veikia kūną netoli žemės paviršiaus? Tai gravitacijos jėga, nukreipta vertikaliai žemyn, proporcinga kūno masei ir aukščiams, daug mažesniems už žemės spindulį $(\large R)$, beveik nepriklausoma nuo aukščio; tai lygu

$(\large F = \dfrac (G \cdot m \cdot M)(R^2) = m \cdot g )$

$(\large g = \dfrac (G \cdot M)(R^2) )$

vadinamasis pagreitis dėl gravitacijos. Horizontaliąja kryptimi kūnas judės pastoviu greičiu, o vertikalia kryptimi juda pagal antrąjį Niutono dėsnį:

$(\large m \cdot g = m \cdot \left (\dfrac (d^2 \cdot x)(d \cdot t^2) \right) )$

sutraukę $(\large m)$, nustatome, kad pagreitis kryptimi $(\large x)$ yra pastovus ir lygus $(\large g)$. Tai gerai žinomas laisvai krintančio kūno judėjimas, apibūdinamas lygtimis

$(\large v_x = v_0 + g \cdot t)$

$(\large x = x_0 + x_0 \cdot t + \dfrac (1) (2) \cdot g \cdot t^2)$

Kaip matuojama jėga?

Visuose vadovėliuose ir išmaniosiose knygose įprasta jėgą išreikšti niutonais, tačiau, išskyrus modelius, kuriuos valdo fizikai, niutonai niekur nenaudojami. Tai labai nepatogu.

Niutonas niutonas (N) yra išvestinis jėgos vienetas Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI).
Remiantis antruoju Niutono dėsniu, niutono vienetas apibrėžiamas kaip jėga, kuri keičia kilogramą sveriančio kūno greitį 1 metru per sekundę per vieną sekundę jėgos kryptimi.

Taigi, 1 N = 1 kg m/s².

Kilogramo jėga (kgf arba kg) yra gravitacijos metrinis jėgos vienetas, lygus jėgai, kuri veikia vieną kilogramą sveriantį kūną žemės gravitaciniame lauke. Todėl pagal apibrėžimą kilogramo jėga yra lygi 9,80665 N. Kilogramo jėga yra patogi, nes jos reikšmė lygi 1 kg sveriančio kūno svoriui.
1 kgf = 9,80665 niutono (apytiksliai ≈ 10 N)
1 N ≈ 0,10197162 kgf ≈ 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1 m/s2.

Gravitacijos dėsnis

Kiekvienas Visatos objektas traukia visus kitus objektus jėga, proporcinga jų masei ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.

$(\large F = G \cdot \dfrac (m \cdot M)(R^2))$

Galime pridurti, kad bet kuris kūnas reaguoja į jam taikomą jėgą pagreičiu šios jėgos kryptimi, dydžiu atvirkščiai proporcingu kūno masei.

$(\large G)$ — gravitacinė konstanta

$(\large M)$ — žemės masė

$(\large R)$ — žemės spindulys

$(\large G = 6,67 \cdot (10^(-11)) \left (\dfrac (m^3)(kg \cdot (sec)^2) \right) )$

$(\large M = 5,97 \cdot (10^(24)) \left (kg \right) )$

$(\large R = 6,37 \cdot (10^(6)) \left (m \right) )$

Klasikinės mechanikos rėmuose gravitacinę sąveiką apibūdina Niutono universaliosios gravitacijos dėsnis, pagal kurį gravitacinės traukos jėga tarp dviejų masių $(\large m_1)$ ir $(\large m_2)$, atskirtų atstumu. $(\large R)$ yra

$(\large F = -G \cdot \dfrac (m_1 \cdot m_2)(R^2))$

Čia $(\large G)$ yra gravitacinė konstanta, lygi $(\large 6.673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sec)^2 \right) )$. Minuso ženklas reiškia, kad bandomąjį kūną veikianti jėga visada yra nukreipta spindulio vektoriumi nuo bandomojo kūno iki gravitacinio lauko šaltinio, t.y. gravitacinė sąveika visada lemia kūnų trauką.
Gravitacijos laukas yra potencialus. Tai reiškia, kad galite įvesti potencialią kūnų poros gravitacinio traukos energiją, ir ši energija nepasikeis judant kūnus uždara kilpa. Gravitacinio lauko potencialumas apima kinetinės ir potencialios energijos sumos išsaugojimo dėsnį, kuris, tiriant kūnų judėjimą gravitaciniame lauke, dažnai gerokai supaprastina sprendimą.
Pagal Niutono mechaniką gravitacinė sąveika yra ilgalaikė. Tai reiškia, kad kad ir kaip judėtų masyvus kūnas, bet kuriame erdvės taške gravitacinis potencialas ir jėga priklauso tik nuo kūno padėties tam tikru laiko momentu.

Sunkesnis – lengvesnis

Kūno svoris $(\large P)$ išreiškiamas jo masės $(\large m)$ ir gravitacijos pagreičio $(\large g)$ sandauga.

$(\large P = m \cdot g)$

Kai žemėje kūnas tampa lengvesnis (mažiau spaudžia svarstykles), taip yra dėl sumažėjimo masės. Mėnulyje viskas skiriasi nuo kito faktoriaus - $(\large g)$ - pasikeitimo, nes Mėnulio paviršiuje gravitacijos pagreitis yra šešis kartus mažesnis nei žemėje.

Žemės masė = $(\didelis 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

mėnulio masė = $(\didelis 7,3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

gravitacijos pagreitis Žemėje = ​​$(\large 9,81\ m / c^2 )$

gravitacinis pagreitis Mėnulyje = $(\large 1,62 \ m / c^2 )$

Dėl to produktas $(\large m \cdot g )$, taigi ir svoris, sumažėja 6 kartus.

Tačiau abiejų šių reiškinių neįmanoma apibūdinti ta pačia fraze „palengvink“. Mėnulyje kūnai netampa lengvesni, o krenta ne taip greitai, kaip „mažiau epilepsija“))).

Vektoriniai ir skaliariniai dydžiai

Vektorinis dydis (pavyzdžiui, kūnui taikoma jėga), be jo vertės (modulio), taip pat apibūdinama kryptimi. Skaliarinis dydis (pavyzdžiui, ilgis) apibūdinamas tik jo verte. Visi klasikiniai mechanikos dėsniai yra suformuluoti vektoriniams dydžiams.

1 paveikslas.

Fig. 1 paveiksle parodytos įvairios vektoriaus $( \large \overrightarrow(F))$ ir jo projekcijų $( \large F_x)$ ir $( \large F_y)$ vietos $( \large X)$ parinktys. ir $( \large Y )$ atitinkamai:

• A. dydžiai $( \large F_x)$ ir $( \large F_y)$ yra ne nulis ir teigiami
• B. dydžiai $( \large F_x)$ ir $( \large F_y)$ yra ne nulis, o $(\large F_y)$ yra teigiamas dydis, o $(\large F_x)$ yra neigiamas, nes vektorius $(\large \overrightarrow(F))$ nukreiptas priešinga $(\large X)$ ašies krypčiai
• C.$(\large F_y)$ yra teigiamas nenulinis dydis, $(\large F_x)$ yra lygus nuliui, nes vektorius $(\large \overrightarrow(F))$ nukreiptas statmenai ašiai $(\large X)$

Galios akimirka

Galios akimirka vadinama spindulio vektoriaus, nubrėžto nuo sukimosi ašies iki jėgos taikymo taško, ir šios jėgos vektoriaus vektorine sandauga. Tie. Pagal klasikinį apibrėžimą jėgos momentas yra vektorinis dydis. Mūsų uždavinyje šį apibrėžimą galima supaprastinti taip: jėgos $(\large \overrightarrow(F))$ momentas, taikomas taškui, kurio koordinatė $(\large x_F)$, atsižvelgiant į esančią ašį. taške $(\large x_0 )$ yra skaliarinis dydis, lygus jėgos modulio $(\large \overrightarrow(F))$ ir jėgos peties sandaugai - $(\large \left | x_F - x_0 \right | )$. Ir šio skaliarinio dydžio ženklas priklauso nuo jėgos krypties: jei jis sukasi objektą pagal laikrodžio rodyklę, tai ženklas yra pliusas, jei prieš laikrodžio rodyklę, tada ženklas yra minusas.

Svarbu suprasti, kad ašį galime pasirinkti savavališkai – jei kūnas nesisuka, tai jėgų momentų apie bet kurią ašį suma lygi nuliui. Antra svarbi pastaba yra ta, kad jei jėga veikia tašką, per kurį eina ašis, tada šios jėgos momentas apie šią ašį yra lygus nuliui (nes jėgos ranka bus lygi nuliui).

Iliustruojame aukščiau pateiktą pavyzdį 2 pav. Tarkime, kad sistema, parodyta fig. 2 yra pusiausvyroje. Apsvarstykite atramą, ant kurios stovi kroviniai. Ją veikia 3 jėgos: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ šių jėgų taikymo taškai A, IN Ir SU atitinkamai. Figūroje taip pat yra jėgos $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$. Šios jėgos taikomos apkrovoms ir pagal 3 Niutono dėsnį

$(\large \overrightarrow(N_(1)) = - \overrightarrow(N_(1)^(gr)))$

$(\large \overrightarrow(N_(2)) = - \overrightarrow(N_(2)^(gr)))$

Dabar apsvarstykite atramą veikiančių jėgų momentų lygybės sąlygą ašies, einančios per tašką, atžvilgiu. A(ir, kaip susitarėme anksčiau, statmenai piešimo plokštumai):

$(\large N \cdot l_1 - N_2 \cdot \left (l_1 +l_2 \right) = 0)$

Atkreipkite dėmesį, kad jėgos momentas $(\large \overrightarrow(N_1))$ nebuvo įtrauktas į lygtį, nes šios jėgos atšaka nagrinėjamos ašies atžvilgiu yra lygi $(\large 0)$. Jei dėl kokių nors priežasčių norime pasirinkti ašį, einantį per tašką SU, tada jėgų momentų lygybės sąlyga atrodys taip:

$(\didelis N_1 \cdot l_1 - N_2 \cdot l_2 = 0)$

Galima parodyti, kad matematiniu požiūriu paskutinės dvi lygtys yra lygiavertės.

Gravitacijos centras

Gravitacijos centras mechaninėje sistemoje yra taškas, kurio atžvilgiu visas sistemą veikiantis gravitacijos momentas yra lygus nuliui.

Masės centras

Masės centro taškas yra nuostabus tuo, kad jei kūną formuojančias daleles (nesvarbu, ar jis kietas, ar skystas, žvaigždžių spiečius ar dar kažkas) veikia labai daug jėgų (tai reiškia tik išorines jėgas, nes visos vidinės jėgos kompensuoja viena kitą), tada susidariusi jėga lemia tokį šio taško pagreitį, tarsi jame būtų visa kūno masė $(\large m)$.

Masės centro padėtis nustatoma pagal lygtį:

$(\large R_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, r_i)(\sum m_i))$

Tai vektorinė lygtis, t.y. iš tikrųjų trys lygtys – po vieną kiekvienai iš trijų krypčių. Tačiau apsvarstykite tik $(\large x)$ kryptį. Ką reiškia ši lygybė?

$(\large X_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, x_i)(\sum m_i))$

Tarkime, kad kūnas yra padalintas į mažus gabalėlius, kurių masė yra tokia pati $(\large m)$, o bendra kūno masė bus lygi tokių gabalėlių $(\large N)$ skaičiui, padaugintam iš vieno gabalo masės , pavyzdžiui, 1 gramas. Tada ši lygtis reiškia, kad reikia paimti visų gabalų $(\large x)$ koordinates, jas sudėti ir rezultatą padalinti iš gabalų skaičiaus. Kitaip tariant, jei gabalų masės yra lygios, tai $(\large X_(c.m.))$ bus tiesiog visų gabalų $(\large x)$ koordinačių aritmetinis vidurkis.

Masė ir tankis

Masė yra pagrindinis fizinis dydis. Masė vienu metu apibūdina kelias kūno savybes ir pati savaime turi nemažai svarbių savybių.

• Masė yra organizme esančios medžiagos matas.
• Masė yra kūno inercijos matas. Inercija yra kūno savybė išlaikyti nepakitusią savo greitį (inercinėje atskaitos sistemoje), kai nėra išorinių poveikių arba jie vienas kitą kompensuoja. Esant išoriniams poveikiams, kūno inercija pasireiškia tuo, kad jo greitis kinta ne akimirksniu, o palaipsniui, ir kuo lėčiau, tuo didesnė kūno inercija (t.y. masė). Pavyzdžiui, jei biliardo kamuoliukas ir autobusas juda vienodu greičiu ir yra stabdomi ta pačia jėga, tada kamuoliuką sustabdyti užtrunka daug trumpiau nei autobusą sustabdyti.
• Kūnų masės yra viena kitos gravitacinės traukos priežastis (žr. skyrių „Gravitacija“).
• Kūno masė lygi jo dalių masių sumai. Tai vadinamasis masės adityvumas. Adityvumas leidžia masei matuoti naudoti 1 kg standartą.
• Izoliuotos kūnų sistemos masė laikui bėgant nekinta (masės tvermės dėsnis).
• Kūno masė nepriklauso nuo jo judėjimo greičio. Pereinant iš vienos atskaitos sistemos į kitą masė nesikeičia.
• Tankis Vienalyčio kūno santykis yra kūno masės ir tūrio santykis:

$(\large p = \dfrac (m)(V) )$

Tankis nepriklauso nuo geometrinių kūno savybių (formos, tūrio) ir yra kūno substancijos charakteristika. Įvairių medžiagų tankiai pateikti informacinėse lentelėse. Patartina atsiminti vandens tankį: 1000 kg/m3.

Antrasis ir trečiasis Niutono dėsniai

Kūnų sąveiką galima apibūdinti naudojant jėgos sąvoką. Jėga yra vektorinis dydis, kuris yra vieno kūno įtakos kitam matas.
Būdama vektoriumi, jėga apibūdinama jos moduliu (absoliučia verte) ir kryptimi erdvėje. Be to, svarbus ir jėgos taikymo taškas: ta pati jėga pagal dydį ir kryptį, veikiama skirtinguose kūno taškuose, gali turėti skirtingą poveikį. Taigi, jei sugriebsite už dviračio rato ratlankio ir patraukite jį liestiniu būdu, ratas pradės suktis. Jei trauksite išilgai spindulio, sukimosi nebus.

Antrasis Niutono dėsnis

Kūno masės ir pagreičio vektoriaus sandauga yra visų kūną veikiančių jėgų rezultatas:

$(\large m \cdot \overrightarrow(a) = \overrightarrow(F) )$

Antrasis Niutono dėsnis yra susijęs su pagreičio ir jėgos vektoriais. Tai reiškia, kad šie teiginiai yra teisingi.

1. $(\large m \cdot a = F)$, kur $(\large a)$ – pagreičio modulis, $(\large F)$ – gautas jėgos modulis.
2. Pagreičio vektorius turi tokią pačią kryptį kaip ir atstojamasis jėgos vektorius, nes kūno masė yra teigiama.

Trečiasis Niutono dėsnis

Du kūnai veikia vienas kitą vienodo dydžio ir priešingos krypties jėgomis. Šios jėgos turi tą patį fizinį pobūdį ir yra nukreiptos išilgai tiesės linijos, jungiančios jų taikymo taškus.

Superpozicijos principas

Patirtis rodo, kad jei tam tikrą kūną veikia keli kiti kūnai, tada atitinkamos jėgos sumuojasi kaip vektoriai. Tiksliau, galioja superpozicijos principas.
Jėgų superpozicijos principas. Tegul jėgos veikia kūną$(\didelis \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Jei pakeisite juos viena jėga$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , tada poveikio rezultatas nepasikeis.
Iškviečiama jėga $(\large \overrightarrow(F))$ gaunamas priverčia $(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ arba atsirandantis jėga.

Ekspeditorius ar vežėjas? Trys paslaptys ir tarptautinis krovinių gabenimas

Ekspeditorius ar vežėjas: ką pasirinkti? Jei vežėjas geras, o ekspeditorius blogas, tai pirmas. Jei vežėjas blogas, o ekspeditorius geras, tai pastarasis. Šis pasirinkimas yra paprastas. Bet kaip nuspręsti, kada abu kandidatai yra geri? Kaip išsirinkti iš dviejų, atrodytų, lygiaverčių variantų? Faktas yra tas, kad šios galimybės nėra lygiavertės.

Siaubo istorijos apie tarptautinį transportą

TARP KUJO IR KALNO.

Nelengva gyventi tarp pervežimo užsakovo ir labai gudraus bei ekonomiško krovinio savininko. Vieną dieną gavome užsakymą. Krovinys už tris kapeikas, papildomos sąlygos dviem lapams, kolekcija vadinasi.... Kraunasi trečiadienį. Antradienį automobilis jau yra vietoje, o kitą dieną iki pietų sandėlis pradeda lėtai mesti į priekabą viską, ką jūsų ekspeditorius surinko savo klientams gavėjams.

UŽBŪRĖTA VIETA – PTO KOZLOVIČIAI.

Pasak legendų ir patirties, visi, gabenę krovinius iš Europos keliais, žino, kokia baisi vieta yra Kozlovichi VET, Bresto muitinė. Kokį chaosą sukuria Baltarusijos muitininkai, jie visais įmanomais būdais randa kaltę ir taiko nepaprastai dideles kainas. Ir tai tiesa. Bet ne visi...

NAUJŲJŲ METŲ LAIKU ATSIVEŽĖME PIENO MILTELĮ.

Grupinių krovinių pakrovimas konsolidaciniame sandėlyje Vokietijoje. Vienas iš krovinių – pieno milteliai iš Italijos, kurių pristatymą užsakė Ekspeditorius.... Klasikinis ekspeditoriaus-"siųstuvo" darbo pavyzdys (į nieką nesigilina, tik perduoda palei grandinė).

Tarptautinio transporto dokumentai

Tarptautinis krovinių gabenimas keliais yra labai organizuotas ir biurokratiškas, todėl tarptautiniam krovinių pervežimui keliais naudojama krūva vieningų dokumentų. Nesvarbu, ar tai muitinės vežėjas, ar paprastas – be dokumentų jis nekeliaus. Nors tai nėra labai įdomu, mes bandėme paprasčiausiai paaiškinti šių dokumentų paskirtį ir jų reikšmę. Jie pateikė TIR, CMR, T1, EX1, sąskaitos faktūros, pakuočių sąrašo užpildymo pavyzdį...

Ašies apkrovos skaičiavimas krovinių vežimui keliais

Tikslas – ištirti vilkiko ir puspriekabės ašių apkrovų perskirstymo galimybę pasikeitus krovinio vietai puspriekabėje. Ir šias žinias pritaikyti praktikoje.

Mūsų nagrinėjamoje sistemoje yra 3 objektai: vilkikas $(T)$, puspriekabė $(\large ((p.p.)))$ ir krovinys $(\large (gr))$. Visi su kiekvienu iš šių objektų susiję kintamieji bus atitinkamai pažymėti viršutiniu indeksu $T$, $(\large (p.p.))$ ir $(\large (gr))$. Pavyzdžiui, traktoriaus taros svoris bus pažymėtas kaip $m^(T)$.

Kodėl nevalgai musmirės? Muitininkas liūdnai iškvėpė.

Kas vyksta tarptautinėje kelių transporto rinkoje? Rusijos Federacijos federalinė muitinės tarnyba keliose federalinėse apygardose jau uždraudė išduoti TIR knygeles be papildomų garantijų. Ir pranešė, kad nuo šių metų gruodžio 1 dienos visiškai nutrauks sutartį su IRU, kaip neatitinkančią Muitų sąjungos reikalavimų ir reiškia nevaikiškas finansines pretenzijas.
IRU atsakymas: „Rusijos federalinės muitinės tarnybos paaiškinimai dėl tariamos 20 milijardų rublių ASMAP skolos yra visiška prasimanymas, nes visos senos TIR pretenzijos yra pilnai patenkintos..... Ką mes darome , dažni vežėjai, manote?

Stovėjimo koeficientas Krovinio svoris ir tūris skaičiuojant transportavimo kainą

Pervežimo kainos apskaičiavimas priklauso nuo krovinio svorio ir tūrio. Jūrų transportui dažniausiai lemia tūris, oro transportui - svoris. Krovinių vežimui keliais svarbus kompleksinis rodiklis. Kuris skaičiavimo parametras bus pasirinktas konkrečiu atveju, priklauso nuo to savitasis krovinio svoris (Sandėliavimo faktorius) .

Jėgos energija.

Taigi, kas yra Jėga?

Fizika Jėgą apibūdina taip:

„Jėga – tai galia, energija, krūvis, gebėjimas atlaikyti taikomas apkrovas ir įtempius.

„E energija“ yra kiekybinis matas, atspindintis jėgą, t.y. judėjimo greitis, kuriuo nustatoma visų rūšių medžiagų sąveika.

Atsižvelgiant į įvairias materijos formas, nagrinėjamos įvairios energijos (judesio) formos: - mechaninė, vidinė, elektromagnetinė, cheminė, branduolinė ir kt.

Ši formulė yra energijos arba jėgos kiekio išraiška:

E = mc2;

Kur E - energija, m - svoris, Su - greitis.

Remiantis formule, jėga ir energija priklauso ne tiek nuo masės, kiek nuo šios masės judėjimo greičio, tiksliau – nuo ​​pirminio veikimo (jėgos impulso).

Ne tik materialūs kūnai, kaip skrendanti kulka ar mestas akmuo, gali judėti ir apie saulės spindulį, judantį palei sieną pasukus veidrodį, arba apie apšviesto objekto metamo šešėlio judėjimą. Todėl judėjimas gali būti siejamas tiek su materialių kūnų judėjimu, tiek su signalo perdavimu iš vienos vietos į kitą, pavyzdžiui, garso, šviesos ar radijo signalo.

Norint ištirti judėjimą, pirmiausia reikia išmokti apibūdinti materialių kūnų judesius bet kurių kitų fizinių kūnų atžvilgiu.

Bet koks judesys, kaip ir likusi kūno dalis (kaip ypatingas judesio atvejis), yra santykinis. Atsakant į klausimą, ar kūnas ilsisi, ar juda ir kaip tiksliai jis juda, būtina nurodyti, kurių kūnų atžvilgiu yra svarstomas konkretaus kūno judėjimas, kitaip joks teiginys apie judėjimą negali turėti prasmės.

Visais atvejais fiziniai kūnai, kurių atžvilgiu nagrinėjamas judėjimas, vadinami atskaitos sistema, o pats kūnų judėjimas vadinamas "judėjimas".

Tiriant judėjimus Žemės paviršiuje, kaip atskaitos sistema dažniausiai imama pati Žemė. Tiriant Žemės ar kitų planetų judėjimą kosmose, Saulė ir žvaigždės laikomos atskaitos sistema.

Ši atskaitos sistema perimama tiriant dinamikos dėsnius.

Jei neišsiaiškinsime judesių atsiradimo priežasties, tokiu atveju atsižvelgsime į šių judesių kinematiką.

Norint sužinoti kūno judėjimą, pakanka žinoti jo pradinę padėtį, taip pat nueito kelio skaitinę reikšmę ir ženklą. Lygiai taip pat, žinodami pradinę kūno padėtį, jo greičio skaitinę reikšmę ir šio kūno judėjimo kryptį, galime atsakyti į klausimą, kur šis kūnas bus po vienos sekundės, po dviejų sekundžių ir pan. jei kūnas kaip nors juda, tai mums šių duomenų nebeužtenka.

Ryžiai. 1. Išlenkto kelio žymėjimas.

AB taško perkėlimas tarp jo pozicijų A ir B

neguli ant trajektorijos.
Jei kūno judėjimo trajektorija yra lenkta linija, tai kūno judėjimą vis tiek vadinsime atkarpa, jungiančia jo pradinę ir galutinę padėtį. Jei pažymėsite kreivinę trajektoriją ir atskiras judančio taško pozicijas „susiesite“ su atitinkamais laiko momentais (žr. 1 pav.), tada paaiškėja, kad kreivinis judėjimas susideda iš daugybės tiesių, o bendras greitis. kreivinis judėjimas bus nustatomas pagal vidutinį greitį, kuris yra išvestinė iš sričių, kuriose judėjimas yra tiesus, kurio judėjimo greitis yra netolygus ir priklauso nuo judėjimo kreivumo (kampo).

Tačiau tai tik apytikslė sąvoka apie judėjimo pobūdį. Esmė ta, kad nustatydami vidutinį greitį, atrodo, kad judesį per kiekvieną laiko tarpą pakeičiame vienodu judesiu ir atsižvelgiame į tai, kad greitis staigiai keičiasi iš vieno laiko tarpo į kitą. Tačiau iš tikrųjų šios atkarpos gali būti skirtingo ilgio ir krypčių, todėl jų greitis labai skirsis.

Paprastai vidutinis tolygaus judėjimo greitis vadinamas momentiniu greičiu arba tiesiog greičiu. Jei judėjimas yra tolygus, tai jo momentinis greitis bet kuriuo laiko momentu yra lygus šio vienodo judėjimo greičiui, kitaip tariant: - tolygaus judėjimo momentinis greitis yra pastovus. Momentinis netolygaus judėjimo greitis yra kintamas dydis, kuris skirtingu metu įgauna skirtingas reikšmes. Iš to tampa aišku, kad momentinis kreivinio judėjimo greitis kinta viso judėjimo metu.

Jei judančio kūno momentinis greitis didėja, tai judėjimas vadinamas pagreitintu; jei momentinis greitis mažėja, tai judėjimas vadinamas lėtu.

Tarp įvairių pagreitintų judesių dažnai pasitaiko judesių, kurių momentinis greitis bet kokius vienodus laiko tarpus padidėja tiek pat. Tokie judesiai vadinami tolygiai pagreitėjusiais. Tolygiai pagreitėjusius judesius trikdo trintis ir oro pasipriešinimas

Tolygiai pagreitintas judėjimas kiekybiškai apibūdinamas greičio pokyčiu laikui bėgant, kuris vadinamas pagreičiu.

Jei judėjimas netolygiai pagreitinamas, tada įvedama vidutinio pagreičio sąvoka, kuri apibūdina greičio pokytį per tam tikrą laikotarpį per šį laikotarpį įveiktoje kelio atkarpoje. Atskiruose šios atkarpos segmentuose vidutinis pagreitis gali turėti skirtingas reikšmes.

Paprastai skirtingų kūno taškų judėjimo trajektorijos yra skirtingos.

Paprasčiausias kūno judėjimas yra toks, kai visi kūno taškai juda vienodai, aprašydami tas pačias trajektorijas. Šis judėjimas vadinamas transliaciniu.

Transliacinio judėjimo metu bet kuri tiesi linija, nubrėžta kūne, lieka lygiagreti sau pačiam.

Kitas paprastas judesių tipas yra sukamasis kūno judėjimas arba sukimasis. Sukamojo judėjimo metu visi kūno taškai juda apskritimais, kurių centrai yra tiesioje linijoje, kuri vadinama sukimosi ašimi.

Tiek atgaliniai, tiek sukamieji judesiai turi savo specifines ribas (briaunius), judesių kryptį (ašis, vektorius) ir ritmą (amplitudę, dažnį).

Ryžiai. 2. Neslopinami svyravimai
Būtent šie 2 judesiai yra visų tipų judesių pagrindas, nesvarbu, ar jie būtų mechaniniai, garsiniai, elektriniai, šviesos ir tt elektromagnetiniai, cheminiai ir pan.

Būtent šie judesiai atspindi švytuoklės svyravimus, kurie gali būti neslopinami arba slopinami.

N

ryžių. 3. Slopinti svyravimai
neslopinti svyravimai atsiranda svyravimo sistemoje, kai nėra trinties ir vadinami natūraliais sistemos svyravimais (2 pav.).

Tačiau Gamtoje yra įvairių trinties jėgų, oro pasipriešinimo ir kt., kurios sulėtina judėjimo procesą ir sukelia svyravimų susilpnėjimą (judesio stabdymą) (3 pav.).

U

Ryžiai. 4. Periodiniai judesiai
Vienaip ar kitaip perdėjus trintį, galima pasiekti tokius didelius slopinimus, kad sistema sustoja po pirmo siūbavimo, ar net prieš pirmąjį perėjimą per pusiausvyros padėtį (4 pav.). Tokie stipriai slopinami virpesių sistemos judesiai vadinami aperiodiniais.

Atsižvelgiant į spyruoklės apkrovos svyravimus, nesunku pastebėti amortizavimo padidėjimą didėjant trintis. Jei apkrova dedama į vandenį, tai vibracijų slopinimas smarkiai padidės, palyginti su oro slopinimu alyvoje, jis bus dar didesnis nei vandenyje: judėjimas bus periodiškas arba artimas aperiodiniam.

Taigi, apibendrinant:

1. 
   Stiprybė yra energija.
2. 
   Medžiagos judėjimo greitis lemia Jėgos (Energijos) kiekį.
3. 
   Bet kokio judesio pagrindas yra pradinis impulsas, vadinamas momentiniu greičiu.
4. 
   Kiekybinė momentinio greičio išraiška vadinama pagreičiu.
5. 
   Yra tik 2 pagrindiniai judesių tipai – transliaciniai ir sukamieji, visi kiti judesiai yra įvairūs jų deriniai.
6. 
   Šie judesiai gali būti neslopinami, slopinami arba periodiniai.
7. 
   Mechaniniai, garsiniai, elektromagnetiniai, cheminiai ir kt. reiškiniai, kuriuos paprastai vaizduoja energijos sąvoka, yra materijos judėjimas įvairiose agregacijos būsenose.

Taigi bet kokiu atveju bet kokio tipo judėjimui bet koks materialus kūnas ar medžiaga turėtų būti laikoma atskaitos sistema.

Žmogaus kūnas nėra ypatinga taisyklės išimtis, tai taip pat materialus kūnas, turintis sudėtingą medžiagų derinį nuo mažiausių ląstelių iki didelių audinių struktūrų. Todėl mūsų kūnas turėtų būti vertinamas remiantis tais gamtos dėsniais, pagal kuriuos egzistuoja mūsų Pasaulis.