Дитина біжить і тягне санчата, прикладаючи силу 40 Н, напрямлену під кутом 60° до горизонту. Яку потужність розвиває хлопчик, якщо санчата рухаються рівномірно прямолінійно і за дві хвилини перемістилися на 120 м?
Задача №1. Запишем условие. Масса плиты равна m = 40,5 кг; плотность мрамора находим в таблице задачника; "ро"1 = 2700кг/м куб: Плотность воды "ро"2 = 1000 кг/м куб. Определить сил у F - ?Решение. Находим силу тяжести, действующую на плиту. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10м/с кв) на массу плиты. Получим: Fт = gm; Fт = 10м/с кв*40,5 кг = 405 Н. . Теперь, зная массу плиты и плотность мрамора, находим объем плиты. Он равен отношению массы к плотности V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент. F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н. Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2; V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт; F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!
А) Чем больше сила, - тем больше результат..)) В качестве примера - пружинный динамометр и подвешиваемые к нему грузы. Чем больше грузов подвесим, тем больше будет сила тяжести, действующая на груз, и тем больше растянется пружина динамометра. Ну и еще очень показательна для иллюстрации детская сказка "Репка"..))
Б) Простейший пример - привязать нитку к концу ручки или карандаша.Если тянуть за нитку параллельно плоскости стола и в направлении, совпадающем с длиной ручки, то она просто переместится вслед за ниткой. Если потянуть за нитку в направлении, перпендикулярном длине ручки, то ручка начнет вращаться вокруг оси, перпендикулярной плоскости стола и проходящей через центр масс ручки. Если же потянуть за нитку вверх. То вращение ручки будет происходить вокруг оси симметрии, параллельной поверхности стола и проходящей через второй конец ручки. В качестве более понятной иллюстрации, - басня И.А.Крылова "Лебедь, Рак и Щука"
В) Та же ручка или карандаш, но уже без нитки..)) Кладем на стол и пытаемся переместить толкая одним пальцем. Если точка приложения силы такова, что ее продолжение пройдет через центр масс ручки, то ручка переместится параллельно своему первоначальному состоянию в направлении действующей силы. Если точка приложения будет левее или правее, то ничего, кроме вращения ручки мы не получим.
Есть любопытный пример..)) Обычная дверь в комнату или входная. Которая открывается, вращаясь на металлических петлях. Если взрослый мужчина со всей своей силой будет пытаться закрыть открытую дверь, воздействуя на нее в 5 см от оси вращения двери, то его усилия вполне сможет сдержать ребенок, воздействуя на другую сторону той же двери на расстоянии 80 см от оси вращения. Нетрудно посчитать, что ребенку понадобится в 16 раз меньшее усилие, чтобы с успехом противостоять взрослому мужчине...)))
Г) Кроме того, действие силы зависит еще и от площади, на которую эта сила действует. В качестве примера: человек проваливается в глубокий рыхлый снег, но стоит ему одеть лыжи, как он спокойно сможет ходить по этому снегу, не проваливаясь. Или, к примеру, трактор, благодаря наличию широких гусениц, не проваливается в болоте.
V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.
F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н.
Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2;
V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV
F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт;
F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!
Ну и еще очень показательна для иллюстрации детская сказка "Репка"..))
Б) Простейший пример - привязать нитку к концу ручки или карандаша.Если тянуть за нитку параллельно плоскости стола и в направлении, совпадающем с длиной ручки, то она просто переместится вслед за ниткой.
Если потянуть за нитку в направлении, перпендикулярном длине ручки, то ручка начнет вращаться вокруг оси, перпендикулярной плоскости стола и проходящей через центр масс ручки.
Если же потянуть за нитку вверх. То вращение ручки будет происходить вокруг оси симметрии, параллельной поверхности стола и проходящей через второй конец ручки.
В качестве более понятной иллюстрации, - басня И.А.Крылова "Лебедь, Рак и Щука"
В) Та же ручка или карандаш, но уже без нитки..)) Кладем на стол и пытаемся переместить толкая одним пальцем. Если точка приложения силы такова, что ее продолжение пройдет через центр масс ручки, то ручка переместится параллельно своему первоначальному состоянию в направлении действующей силы. Если точка приложения будет левее или правее, то ничего, кроме вращения ручки мы не получим.
Есть любопытный пример..)) Обычная дверь в комнату или входная. Которая открывается, вращаясь на металлических петлях. Если взрослый мужчина со всей своей силой будет пытаться закрыть открытую дверь, воздействуя на нее в 5 см от оси вращения двери, то его усилия вполне сможет сдержать ребенок, воздействуя на другую сторону той же двери на расстоянии 80 см от оси вращения. Нетрудно посчитать, что ребенку понадобится в 16 раз меньшее усилие, чтобы с успехом противостоять взрослому мужчине...)))
Г) Кроме того, действие силы зависит еще и от площади, на которую эта сила действует. В качестве примера: человек проваливается в глубокий рыхлый снег, но стоит ему одеть лыжи, как он спокойно сможет ходить по этому снегу, не проваливаясь. Или, к примеру, трактор, благодаря наличию широких гусениц, не проваливается в болоте.