Минимальное расстояние между точкой опоры (точка О) и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называют плечом силы.
Для нахождения плеча силы следует из точки опоры опустить перпендикуляр к линии действия силы. Длинна данного перпендикуляра и станет плечом рассматриваемой силы. Так, на рис.1 расстояние |OA|=d1- плечо силы F1; |OA|=d2- плечо силы F2.
Рычаг находится в состоянии равновесия, если выполняется равенство:
F1F2=d2d1(1).
Предположим, что материальная точка движется по окружности (рис.2) под действием силы F¯¯¯¯ (сила действует в плоскости движения точки). В таком случае угловое ускорение (ε) точки определяется тангенциальной составляющей (Fτ) силы F¯¯¯¯:
mRε=Fτ(2),
где m - масса материальной точки; R - радиус траектории движения точки; Fτ - проекция силы на направление скорости движения точки.
Если угол α - это угол между вектором силы F¯¯¯¯ и радиус - вектором R¯¯¯¯, определяющим положение рассматриваемой материальной точки (Этот радиус- вектор проведен из точки О в точку А на рис.2), тогда:
Fτ=Fsinα (3).
Расстояние d между центром O и линией действия силы F¯¯¯¯ называют плечом силы. Из рис.2 следует, что:
d=Rsinα (4).
Формула плеча силы, рисунок 2
Если на точку будет действовать сила (F¯¯¯¯), направленная по касательной к траектории ее движения, то плечо силы будет равно d=R, так как угол α станет равен π2.Момент силы и плечо
Понятие плечо силы иногда используют, для записи величины момента силы (M¯¯¯¯¯), который равен:
M¯¯¯¯¯=[r¯¯F¯¯¯¯](5),
где r¯¯ - радиус - вектор проведенный к точке продолжения силы F¯¯¯¯. Модуль вектора момента силы равен:
M=Frsinα= Fd (6).
Построение плеча силы
И так, плечом силы называют длину перпендикуляра, который проводят из некоторой выбранной точки, иногда ее называют полюсом (выбираемой произвольно, но при рассмотрении одной задачи один раз). При рассмотрении задач точку О выбирают обычно на пересечении нескольких сил) к силе (рис.3 (а)). Если точка О будет лежать на одной прямой с силами или на самой силе, то плечи сил будут равны нулю.
Минимальное расстояние между точкой опоры (точка О) и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называют плечом силы.
Для нахождения плеча силы следует из точки опоры опустить перпендикуляр к линии действия силы. Длинна данного перпендикуляра и станет плечом рассматриваемой силы. Так, на рис.1 расстояние |OA|=d1- плечо силы F1; |OA|=d2- плечо силы F2.
Рычаг находится в состоянии равновесия, если выполняется равенство:
F1F2=d2d1(1).
Предположим, что материальная точка движется по окружности (рис.2) под действием силы F¯¯¯¯ (сила действует в плоскости движения точки). В таком случае угловое ускорение (ε) точки определяется тангенциальной составляющей (Fτ) силы F¯¯¯¯:
mRε=Fτ(2),
где m - масса материальной точки; R - радиус траектории движения точки; Fτ - проекция силы на направление скорости движения точки.
Если угол α - это угол между вектором силы F¯¯¯¯ и радиус - вектором R¯¯¯¯, определяющим положение рассматриваемой материальной точки (Этот радиус- вектор проведен из точки О в точку А на рис.2), тогда:
Fτ=Fsinα (3).
Расстояние d между центром O и линией действия силы F¯¯¯¯ называют плечом силы. Из рис.2 следует, что:
d=Rsinα (4).
Формула плеча силы, рисунок 2
Если на точку будет действовать сила (F¯¯¯¯), направленная по касательной к траектории ее движения, то плечо силы будет равно d=R, так как угол α станет равен π2.Момент силы и плечо
Понятие плечо силы иногда используют, для записи величины момента силы (M¯¯¯¯¯), который равен:
M¯¯¯¯¯=[r¯¯F¯¯¯¯](5),
где r¯¯ - радиус - вектор проведенный к точке продолжения силы F¯¯¯¯. Модуль вектора момента силы равен:
M=Frsinα= Fd (6).
Построение плеча силы
И так, плечом силы называют длину перпендикуляра, который проводят из некоторой выбранной точки, иногда ее называют полюсом (выбираемой произвольно, но при рассмотрении одной задачи один раз). При рассмотрении задач точку О выбирают обычно на пересечении нескольких сил) к силе (рис.3 (а)). Если точка О будет лежать на одной прямой с силами или на самой силе, то плечи сил будут равны нулю.
Если перпендикуляр не получается
Объяснение:
Объяснение:
Задача 1
1)
Потенциальная энергия:
Eп = m·g·h
Eп = 2,5·10·10 = 250 Дж
2)
Скорость во время падения на землю:
V = √ (2·g·h) = √ (1·10·10) = 10 м/с
3)
За 1 с тело преодолеет путь:
S₁ = g·t² / 2 = 10·1²/2 = 5 м
h₁ = h - S = 10 - 5 = 5 м
4)
Потенциальная энергия в этот момент:
Eп₁ = m·g·h₁
Eп₁ = 2,5·10·5 = 125 Дж
Задача 2
Понятно, что на первый этаж мы не поднимаемся (мы уже там).
Значит нам надо подняться всего на 5 этажей.
h = 3·5 = 15 м.
Работа против силы гравитации:
A = m·g·h = 75·10·15 ≈ 11 000 Дж или
А = 11 кДж