Как найти силу через массу скорость время


Загрузить PDF


Загрузить PDF

Сила – это физический термин, который определяется как воздействие, заставляющее объект изменять свою скорость, направление движения или вращаться. Сила может ускорять объект под действием толчка или тяги. Отношение между силой, массой и ускорением было определено Исааком Ньютоном во втором законе движения, который гласит: сила, действующая на объект, равна произведению его массы на ускорение. Если вы хотите узнать, как измерить силу, следуйте данной пошаговой инструкции.

  1. Изображение с названием Measure Force Step 1

    1

    Разберитесь в соотношении между силой, массой и ускорением. Сила, действующая на объект – это произведение его массы на ускорение. Это соотношение можно представить в виде следующей формулы: Сила = Масса x Ускорение. Далее приведены другие положения, которые нужно иметь в виду при расчете силы:[1]

    • Стандартная единица измерения массы — килограммы (кг).
    • Стандартная единица измерения ускорения — м/с2.
    • Стандартная единица измерения силы – ньютон (Н). Ньютон – это производная стандартная единица измерения. 1N = 1 кг x 1м/с2.
  2. Изображение с названием Measure Force Step 2

    2

    Измерьте массу заданного объекта. Масса объекта – это количество содержащейся в нем материи. Масса объекта всегда неизменна, неважно на какой планете он находится, тогда как вес меняется в зависимости от силы притяжения; ваша масса одинакова и на Земле, и на Луне.[2]
    В метрической системе массу можно выражать в граммах в граммах или килограммах. Скажем, объект, с которым мы имеем дело – это грузовик, масса которого – 1000 кг.

    • Чтобы найти массу заданного объекта, поместите его на тройные рычажные или двойные чашечные весы. При этом будет получена масса в килограммах или граммах.
    • В английской системе единиц измерения масса может быть выражена в фунтах. Поскольку сила также может быть выражена в фунтах, с целью уточнения использования данной величины был придуман термин «фунт-масса». Однако если вы нашли массу объекта с использованием фунтов в английской системе, то будет лучше перевести ее в метрическую систему. Зная массу объекта в фунтах, вы можете перевести ее в килограммы просто умножив значение на 0,45.
  3. Изображение с названием Measure Force Step 3

    3

    Измерьте ускорение объекта. В физике ускорение определяется как изменение скорости, т.е. скорость в определенном направлении в единицу времени. Кроме общепринятого определения ускорения как повышения скорости, оно также может подразумевать замедление объекта или изменение направления его движения. Подобно измерению скорости с помощью спидометра, ускорение можно измерить акселерометром. Пусть ускорение грузовика массой 1000 кг, с которым мы имеем дело, составляет 3м/с2.

    • В метрической системе скорость выражается в сантиметрах в секунду или в метрах в секунду, а ускорение – в сантиметрах в секунду за секунду (сантиметрах в секунду в квадрате) или в метрах в секунду за секунду (метрах в секунду в квадрате).
    • В английской системе единиц измерения одним из способов выражения скорости являются футы в секунду, т.е. ускорение будет выражаться в футах в секунду в квадрате.
  4. Изображение с названием Measure Force Step 4

    4

    Умножьте массу объекта на ускорение. В результате вы получите значение силы. Просто подставьте известные числа в уравнение и вы узнаете силу объекта. Не забудьте указать ответ в ньютонах (Н).[3]

    • Сила = Масса x Ускорение
    • Сила = 1000 кг x 3м/с2
    • Сила = 3000Н

    Реклама

  1. Изображение с названием Measure Force Step 5

    1

    Найдите массу, зная силу и ускорение. Если вы знаете силу и ускорение объекта, то просто подставьте их в ту же формулу и найдете массу объекта. Вот как это сделать:

    • Сила= Масса x Ускорение
    • 3Н = Масса x 3м/с2
    • Масса = 3Н/3м/с2
    • Масса = 1 кг
  2. Изображение с названием Measure Force Step 6

    2

    Найдите ускорение, зная силу и массу. Если вы знаете силу и массу объекта, просто подставьте их в ту же формулу, чтобы найти ускорение объекта. Вот как это сделать:

    • Сила= Масса x Ускорение
    • 10Н = 2 кг x Ускорение
    • Ускорение = 10Н/2кг
    • Ускорение = 5м/с2
  3. Изображение с названием Measure Force Step 7

    3

    Найдите ускорение объекта. Если вы хотите найти силу объекта, вы можете вычислить его ускорение, зная массу. Все, что вам нужно сделать – это воспользоваться формулой для нахождения ускорения объекта.[4]
    Формула имеет вид (Ускорение = Конечная скорость — Начальная скорость)/Время.

    • Пример: Бегун развивает скорость 6 м/с за десять секунд. Каково его ускорение?
    • Конечная скорость составляет 6 м/с. Начальная скорость равна 0 м/с. Время равно 10 с.
    • Ускорение = (6 м/с — 0 м/с)/10с = 6м/с/10с = 0,6м/с2

    Реклама

Советы

  • Если вы работаете с английскими единицами, то разделите ответ на коэффициент пересчета. Как было отмечено выше, в английской системе «фунт» может быть единицей измерения как силы, так и массы. Когда фунт используется в качестве единицы силы, его называют «фунт-сила». Коэффициент пересчета равен 32,174 фунт-футов делить на фунт-силу за секунду в квадрате; 32,174 – это ускорение свободного падения на Земле в футах в секунду в квадрате. (Для упрощения вычислений, мы округлим это значение до 32)
  • Обратите внимание, что взаимосвязь силы, массы и ускорения означает, что объект с малой массой и высоким ускорением может обладать такой же силой, что и объект с большой массой и низким ускорением.
  • Массу можно выражать в слагах. Один слаг равен 32,174 фунтов массы. Слаг – это количество массы, которую сила в 1 фунт ускоряет на 1 фут в секунду в квадрате. При умножении массы в слагах на ускорение в футах в секунду в квадрате коэффициент перевода не используется.
  • Масса 20 г, движущаяся с ускорением 5 сантиметров в секунду в квадрате, несет силу 20 умножить на 5, или 100 грамм-сантиметров в секунду в квадрате. (Грамм-сантиметр на секунду в квадрате называется диной).
  • Так, масса 640 фунтов массы, движущаяся с ускорением 5 футов в секунду в квадрате несет силу приблизительно 640 умножить на 5 поделить на 32 или 100 фунтов силы.
  • Вес – это выражение массы, на которую действует ускорение свободного падения. У поверхности Земли это ускорение примерно равно 9,8 метров в секунду в квадрате (9,80665), или 32 футов в секунду в квадрате (32,174). Так, в метрической системе 100 килограмм массы весят около 980 ньютонов, а 100 грамм массы – около 980 дин. В английской системе масса и вес могут быть выражены одной и той же единицей, поэтому 100 фунтов массы весят 100 фунтов силы. Поскольку пружинные весы измеряют силу притяжения объекта, они фактически измеряют вес, а не массу. (В повседневном обиходе разницы между этими понятиями нет, пока единственной силой притяжения в рассматриваемом вопросе является таковая на поверхности Земли).
  • Масса 150 килограмм, движущаяся с ускорением 10 метров в секунду в квадрате несет силу 150 умножить на 10, или 1500 килограмм-сантиметров в секунду в квадрате. (Килограмм-метр в секунду в квадрате называется ньютон).
  • Силы могут иметь специальные названия в зависимости от того, как они действуют на объект. Сила, которая ускоряет объект, называется тягой, тогда как сила, замедляющая объект, носит название торможения. Сила, изменяющая то, как объект вращается вокруг своей оси, называется моментом.

Реклама

Что вам понадобится

  • Рычажные или пружинные весы
  • Акселерометр
  • Карандаш и бумага или калькулятор

Об этой статье

Эту страницу просматривали 35 338 раз.

Была ли эта статья полезной?

В статье обсуждаются различные методы нахождения чистой силы с массой и скоростью, а также решенные проблемы.

Чистая сила, сумма всех сил, ускоряет любой объект, имеющий массу, изменяя его скорость. Эти концепции побуждают нас использовать различные подходы к тому, как найти результирующую силу с массой и скоростью, используя закон движения Ньютона, различные формулы силы и теорему работы-энергии. 

В разделе Предыдущая статья, мы рассмотрели различные примеры чистой силы. Каждая сила, действующая на объект, задает его ускорение.. Следовательно, мы просто складываем все различные типы сил, действующих на объект, чтобы оценить одну результирующую силу, которая ускоряет объект в одном направлении, изменяя его движение. 

Узнать больше оuт Чистая сила.

Как найти чистую силу с помощью массы и скорости

Как найти чистую силу с помощью массы и скорости

Как найти чистую силу с массой и скоростью по изменению импульса?

Второй закон движения Ньютона помогает нам определить результирующую силу в терминах массы и скорости. 

Второй закон Ньютона гласит, что импульс P объекта изменяется, когда применяется чистая сила. Изменение количества движения означает, что объект, имеющий массу m в состоянии покоя или в движении, изменяет свою скорость v за единицу времени t, когда он перемещается из одного положения в другое.

Импульс

Как найти сеть Сила с массой и скоростью путем изменения импульса

Согласно Второй закон Ньютона,

Но Импульс Р = мв,

Fсеть =(мв-мв0)/(тт0)

Поскольку масса m не изменяется при действии чистой силы,

Fсеть =м*[(вв0)/(тт0)]

Изменение скорости объекта (v = v0) на единицу изменения времени (tt0) является объектом ускорение ‘а’ из-за чистой силы.

а=(вв0)/(тт0)=Δv/Δt

Следовательно, Fсеть = ма …………………. (*)

Узнать больше о Net Force Vs Force.

Самолет массой 40 кг движется по земле со скоростью 20 км / час за 10 мин. Если к тому же самолету применяется жизненная сила, он взлетает со скоростью 30 км / ч за 15 минут. Какая результирующая сила действует на самолет? 

Данный:

m = 40 кг

v = 30 км / ч

v0 = 20 км / ч

t = 15мин

t0 = 10 мин.

Найти: Fсеть =?

Формула:

Fсеть ==м*[(вв0)/(тт0)]

И,

Fсеть = Ф1+F2+… FN

Решения:

Чистая сила, действующая на самолет, рассчитывается с использованием Второй закон движения Ньютона.

Fсеть =м*[(вв0)/(тт0)

Подставляя все значения,

Fсеть =40*[(30-20)/(15010)]

Fсеть = 80

Чистая сила на самолете массой 40 кг, летящем со скоростью 30 км / ч, составляет 80 Н.

Подробнее о том, как рассчитать массу по силе.

Как найти чистую силу с массой и скоростью, используя формулы силы?

Чистая сила с массой и скоростью оценивается по формулам различных типов сил.

Когда мы прикладываем силу к объекту вдоль земли, сила тяжести, которая всегда действует на объект, уравновешивается нормальной силой. Поверхность земли также оказывает силу трения, противоположную приложенной силе. Как равные, так и противоположные силы помогают нам оценить результирующую силу по массе и скорости. 

Типы формул сил

Как найти чистую силу с массой и скоростью по формулам силы

Нормальная сила (мг) и гравитация (мг) компенсируют друг друга. Это означает, что FN + (-Фg) = мг — мг = o

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды формула приложенной силы является,

Fi = ма

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды формула силы трения является,

 FФрич = мкФN = мкг

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды формула чистой силы дан кем-то,

Fсеть = Фi + (-ФФрич)

Fсеть = ma — мкмг

Fсеть = m (а — мкг)

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды формула чистой силы с массой и скоростью с использованием формул силы дан кем-то,

Fсеть =м*[(вв0)/(тт0)]-мкг

Узнать больше о Типах сил.

Сани имеют массу 5 кг и скользят по поверхности льда со скоростью 20 км / час за 5 минут. Поскольку ледяная поверхность имеет коэффициент трения около 1, она создает силу трения скольжения, снижая скорость саней до 15 км / ч за 2 мин. Рассчитайте чистую силу, действующую на салазки. (Дано: g = 9.8 м / с2)

Данный:

m = 5 кг

v = 15 км / ч

v0 = 20 км / ч

t = 10мин

t0 = 5 мин.

м = 1

g = 9.8 м / с2

Найти: Fсеть =?

Формула:

Fсеть =м*[(вв0)/(тт0)]-мкг

Решения:

Чистая сила на салазках рассчитывается как

Fсеть =м*[(вв0)/(тт0)]-мкг

Подставляя все значения,

Fсеть = 54

Чистая сила, действующая на салазки, составляет 5 кг, а скорость 15 км / ч составляет 54 Н.

Подробнее о том, как рассчитать силу.

Как найти чистую силу с массой, скоростью и расстоянием?

Чистая сила с массой, скоростью и расстоянием оценивается t по теореме работы-энергии.

Говорят, что объект, имеющий массу в состоянии покоя, совершает работу, когда он движется с определенной скорость из одного положения в другое. Ускорение возникает, когда на него действует результирующая сила, преобразующая его стационарную потенциальную энергию в кинетическую энергию для выполнения работы. 

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды формула проделанной работы,

Вт = Фсетьd

Проделанная работа изменение кинетической энергии объекта. т.е. 1/2m(vv0)

Работа - Энергетическая теорема

Как найти чистую силу с помощью работы — теорема энергии
(Кредит: Shutterstock)

Следовательно чистая сила с массой, скоростью и расстоянием с использованием формулы работы-энергии дан кем-то,

1/2м(вв0)=Fсетьd

Fсеть=[м(вв0)]2d

Узнать больше о выполненной работе.

Чистая сила действует на автомобиль массой 50 кг, который изменяет свою скорость с 30 км / ч за 15 минут до 40 км / ч за 20 минут.

●      Рассчитайте пройденное расстояние на машине.

●      Вычислите чистую силу, действующую на автомобиль, с учетом массы, скорости и расстояния. 

Данный:

m = 50 кг

v = 40 км / ч

v0 = 30 км / ч

t = 20мин

t0 = 15 мин.

Найти:

  1. d =?
  2. Fсеть=?

Формула:

1) Кинематика уравнения движения

д=(в+в0) / 2

2) Жсеть=[м(вв0)]2d

Решения:

Расстояние, пройденное на машине, рассчитывается с использованием второго Кинематическое уравнение движения.

d = [(v+v0)/2]т

Подставляя все значения,

д=[(30+40)/2]*20

д=35*20

d = 70

Расстояние проехал на машине при действии чистой силы 70 м.

Посмотрите на график Формула работы-энергии, давайте рассчитаем чистую силу, действующую на автомобиль, с учетом массы, скорости и расстояния.

Fсеть=[м(вв0)]2d

Подставляя все значения,

Fсеть=[50(40-30)]/(2*70)

Fсеть=500140

Fсеть = 3.57

Чистая сила, действующая на автомобиль, составляет 3.57 Н.

Узнайте больше о том, как рассчитать выполненную работу.


Второй закон Ньютона это закон который был выведен в результате проведения опытов Ньютоном.

В результате чего были выведена новая формула второго закона ньютона а = F /m

Что такое второй закон Ньютона, масса и вес тела

Второй закон НьютонаОбобщая результаты опытов Галилея по падению тяжелых тел, астрономические законы Кеплера о движении планет, данные собственных исследований.

Ньютон сформулировал второй закон динамики, количественно связывающий изменение движения тела с силами, вызывающими это изменение.

Чтобы исследовать зависимость между силой и ускорением количественно, рассмотрим некоторые опыты.

Ускорение от величины силы

I. Рассмотрим, как зависит ускорение одного и того же тела от величины силы, действующей на это тело. Предположим, что к тележке прикреплен динамометр, по показаниям которого измеряют силу.

Измерив длину пройденного тележкой пути за какой-нибудь промежуток времени t, по формуле s = (at2) : 2 определим ускорение a.

Изменяя величину силы, проделаем опыт несколько раз. Результаты измерения покажут, что ускорение прямо пропорционально силе, действующей на тележку

a1 : a2 = F1 : F2

ИЛИ

а ~ F.

Отношение силы, действующей на тело, к ускорению есть величина постоянная, которую обозначим mЭто отношение назовем массой тела.

Зависимость ускорения от массы

II. Установим зависимость ускорения тела от его массы. Для этого будем действовать на тележку какой-нибудь постоянной силой, изменяя массу (помещая различные грузы на тележку).

Ускорения тележки будем определять так же, как и в первом опыте. Опыт покажет, что ускорение тележки обратно пропорционально массе, то есть

(a1/a2) = (m2/m1), или а ~ (1/m)

Обобщая результаты опытов, можно заметить, что ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе данного тела (второй закон ньютона формулировка).

Этот вывод называется вторым законом Ньютона. Математически этот закон можно записать так (формула второго закона ньютона):

а = F /m

где а — ускорение, m—масса тела, F — результирующая всех сил, приложенных к телу. В частном случае на тело может действовать и одна сила.

Результирующая сила равна векторной сумме всех сил, приложенных к телу;

= mа.

Следовательно, сила равна произведению массы на ускорение.

Второй закон динамики можно записать в иной более удобной форме. Учитывая, что ускорение

а = (υ2 — υ1) / (t2 — t1)

подставим это выражение в уравнение второго закона Ньютона. Получим

F = ma = (2 — 1) / (t2 — t1) = (∆(mυ))/t

Что такое импульс

Импульсом, или количеством движения, называется вектор, равный произведению массы тела на его скорость (тυ).

Тогда основной закон динамики можно сформулировать следующим образом: сила равна изменению импульса в единицу времени (второй закон ньютона в импульсной форме)

F(∆(mυ))/t

Это и есть наиболее общая формулировка второго закона Ньютона. Массу тела Ньютон определил как количество вещества, содержащегося в данной теле. Это определение несовершенно.

Из второго закона Ньютона вытекает следующее определение массы. Из равенства 

a1/a2m2/m1 

видно, что чем больше масса тела, тем меньше ускорение получает тело, то есть тем труднее изменить скорость этого тела и наоборот.

Следовательно, чем больше масса тела, тем в большей степени это тело способно сохранять скорость неизменной, то есть больше инертности. Тогда можно сказать, что масса есть мера инертности тела.

Эйнштейн доказал, что масса тела остается постоянной только при определенных условиях. В зависимости от скорости движения тела его масса изменяется по такому закону:

Масса тела

где m — масса тела, движущегося со скоростью υ; m0 — масса этого же тела, находящегося в покое; с = 3 • 108м/с скорость света в вакууме.

Проанализируем данное уравнение:

  1. Если υ«с, то величиной —, как очень малой, можно пренебречь и m = m0, то есть при скоростях движения, много меньших скорости света, масса тела не зависит от скорости движения;
  2. Если υ  с, то υ22 ≈ 1, тогда т = m0/0— отсюда вытекает, что m → ∞.

По мере увеличения скорости тела для его дальнейшего ускорения нужно будет прикладывать все увеличивающиеся силы.

Но бесконечно больших сил, которые потребовались бы для сообщения телу скорости, равной скорости света, в природе не существует.

Таким образом, заставить рассматриваемое тело двигаться со скоростью света принципиально невозможно.

Со скоростями, близкими к скорости света, современная физика встречается: так разгоняются, например, элементарные частицы в ускорителях.

Масса тела с ростом скорости

Масса тела с ростом скорости увеличивается, но количество вещества остается неизменным, возрастает инертность. Поэтому массу нельзя путать с количеством вещества.

Покажем связь между силой тяжести, массой тела и ускорением свободного падения. Любое тело, поднятое над Землей и ничем не поддерживаемое, падает снова на Землю.

Это происходит вследствие того, что между телом и Землей существует притяжение (этот вопрос более подробно рассмотрим позже). 

Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести. Падение тел в безвоздушном пространстве под действием силы тяжести (при υ0 = 0) называется свободным падением. 

Отметим, что для тел, покоящихся в поле сил тяготения, сила тяжести равна весу тела Р.

Весом тела называется сила, с которой тело давит на горизонтальную подставку, неподвижную относительно Земли, или действует на подвес.

Если Р— сила тяжести, m — масса, g — ускорение силы тяжести (в данной точке Земли оно для всех тел одинаковой среднее его значение равно 9,8м2), то применяя второй закон динамики, получим

P = mg.

Выразим с помощью этой формулы веса двух различных тел. Тогда:

P1 = m1g и Р2 = m2g. Разделив почленно эти два равенства, будем иметь

P1/P2 = m1/m2

Следовательно, веса тел в данной точке земной поверхности прямо пропорциональны их массам.

Задачи на второй закон ньютона

1. Какая сила F действует на автомобиль массой кгm=1000 кг, если он движется с ускорением мсa=1 м/с2.

Дано:
m = 1000 кг
a = 1 м/с2

Найти: F — ?

Решение:

Запишем второй закон Ньютона :

= mа.

= 1000 кг • 1 м/с2 = 1000 Н

Ответ: 1000 Н.

2. На мяч действует сила F = 70Н, масса мяча m = 0,2 кг, найти его ускорение a.

Дано:

m = 0,2 кг,

F = 70Н

Найти:

a — ?

Решение:

Запишем второй закон Ньютона :

= mа.

Следовательно а = / m.

а = 70Н : 0,2 кг = 350 м/с.

Ответ: а = 350 м/с.


Статья на тему Второй закон Ньютона

Калькулятор ниже предназначен для решения задач на центростремительную силу. Как правило, все задачи на центростремительную силу с численными данными требуют правильного применения ее формулы:

F_{c}=ma_{c}=m{frac {v^{2}}{r}}=momega ^{2}r,

где
ac — центростремительное ускорение,
m — масса тела,
v — скорость,
ω — угловая скорость,
r — радиус кривизны.

В формуле участвует четыре параметра, соответственно, три параметра задаются условием задачи, иногда завуалированно, а четвертый и надо вычислить. Пример подобной задачи: Чему равна центростремительная сила, действующая на груз массой 500 г, вращающийся на веревке длиной 50 сантиметров равномерно со скоростью 5 м/с?

Хотя формула достаточно проста, ошибки в расчетах могут возникать при использовании неправильных величин, например, оборотов в секунду вместо радиан в секунду, грамм вместо килограмм, сантиметров вместо метров и тому подобное. Поэтому калькулятор ниже позволяет выбрать для каждого параметра нужные единицы измерения и сам заботится о правильном использовании стандартных единиц СИ. Формулы для вычисления каждого неизвестного параметра можно посмотреть под калькулятором.

PLANETCALC, Центростремительная сила

Центростремительная сила

Скорость/Угловая скорость

Точность вычисления

Знаков после запятой: 3

Нахождение неизвестных значений в формуле центростремительной силы

Сила

F_{c}=m{frac {v^{2}}{r}}=momega ^{2}r

Масса

m={frac {F_{c} r}{v^{2}}}={frac {F_{c}}{omega^{2} r}}

Радиус кривизны

r={frac {m v^{2}}{F_{c}}}={frac {F_{c}}{m omega^{2}}}

Скорость

v=sqrt{ frac{F_{c} r}{m} }

Угловая скорость

omega=sqrt{ frac{F_{c}}{m r} }

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:

  1. первоначально штанга находится в состоянии инерции, иными словами имеет состояние покоя;
  2. 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);
  3. 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.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Mortal kombat x вне диапазона как исправить
  • Онлайн как найти человека по смс
  • Что за код 43 видеокарта nvidia как исправить
  • Как найти бурю в mad max
  • Как найти момент силы треугольника