Ehitus ja Tootmistehnika lektorat Tehniline füüsika

реклама
TTÜ VIRUMAA KOLLEDŽ
Ehitus ja Tootmistehnika lektorat
Tehniline füüsika
Üliõpilane:
Tehtud:
Õpperühm:
Arvestatud:
Töö nr. ja nimetus: №6 Сложение сил
Приборы:
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Теория
Сила это мера взаимодействия двух или нескольких тел. Сила векторная величина,
которая характеризуется тремя элементами: числовым значением (модулем),
направлением и точкой приложения. Единица измерения 1 Н, 1 кг∙м/сек2.
Прямая, по которой направлена сила, называется линией действия силы.
Законы статики
Аксиома инерции. Под действием взаимно уравновешивающихся сил материальная
точка (тело) находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и
равномерно.
Аксиома равновесия двух сил. Две силы, приложенные к абсолютно твердому телу,
будут уравновешены тогда и только тогда, когда они равны по модулю, действуют
по одной прямой и направлены в противоположные стороны.
Аксиома присоединения и исключения уравновешивающихся сил. Действие
системы сил на абсолютно твердое тело не изменится, если к ней прибавить или
отнять уравновешенную систему сил. Другими словами, если перенести точку
приложения силы вдоль ее линии действия.
Аксиома параллелограмма сил. Равнодействующая двух пересекающихся сил
приложена в точке их пересечения и изображается диагональю параллелограмма,



построенного на этих силах. R  F1  F2 (см рис 1)
Рис 1. Параллелограмм сил
Зная теорему косинусов можно записать:
R  F12  F22  2F1F2 cos  .
Аксиома равенства действия и противодействия. Всякому действию соответствует
равное и противоположно направленное противодействие (3-й закон Ньютона)
Система сходящихся сил
Сходящимися называются силы, линии действия которых пересекаются в одной
точке. Равнодействующая сходящихся сил равна геометрической сумме этих сил и

n

приложена в точке их пересечения R   Fi .
i 1
Равнодействующая может быть найдена геометрическим способом – построением
силового (векторного) многоугольника или аналитическим способом, проектируя
силы на оси координат.
Проекции силы на оси координат (для плоской системы)
Fx=Fcos; Fy=Fcos=Fsin (см рис 2)
Рис 2. Проекция силы на оси координат
Проекция положительна, если направление составляющей силы совпадает с
Fx2  Fy2 . Проекции силы на оси:
направлением оси. Модуль силы: F 
cos  
Fy
Fx
; cos  ;
F
F



 
Разложение силы на составляющие: F  Fx  i  Fy  j , где i , j - ортогональный
(единичный) вектор соответствующей оси.
Проекции силы на оси координат (для пространственная система)




Разложение силы на составляющие: F  Fx  i  Fy  j  Fz  k
Проекции на оси: Fx=Fcos; Fy=Fcos; Fz=Fcos
Результирующий вектор: F 
Fx2  Fy2  Fz2
Направляющие косинусы: cos  
Fy
Fx
F
; cos  ; cos   z (см рис 3)
F
F
F
Рис 3. Проекция силы в пространстве
Проекции равнодействующей системы сходящихся сил на координатные оси равна
алгебраическим суммам проекций этих сил на соответствующие оси: Rx=Fix;
Ry=Fiy; Rz=Fiz, где R 
R 2x  R 2y  R 2z
Теорема о трех непараллельных силах:
Если под действием трех сил тело находится в равновесии и линии действия двух
сил пересекаются, то все силы лежат в одной плоскости и их линии действия
пересекаются в одной точке (см рис 4)
Рис 4. Три непараллельные силы
Ход работы
Цель работы: Проверить первый закон Ньютона. Сумма всех сил, действующих на
тело равно 0, если тело находится в покое.
Другими словами:
(g = 9,8 м/сек2).
, где g – ускорение свободного падения
1. Выбрать произвольные углы α, β, γ: α........................
β................................
γ................................
2. Выбрать груз: m = ............. g = ...............kg (min 3 разных груза и отдельно для
кождого груза сделать соответствующие расчеты)
3. Определить величину сил:
F1= ..........................N
F2= ..........................N
F3= ..........................N
4. Определить вес тела, подвешенного к динамометрам:
F = m∙g = ...................................................................................
5. Нарисовать рисунок. Указать на нём силы (со своими величинами), силу
тяжести и углы. Масшаб взять: 1 см = 1 Н
Для того чтобы решать задачу, надо выбрать положительные направления
осей координат (см титульный лист). Так как силы расположены под углом к
осям, то отметить на рисунке также проекции сил на оси координат .
Так как основное действие в данной работе происходит по оси у, то ось х
можно и не рассматривать.
6. Найти проекции сил на ось у:
Проекция силы F1
......................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Проекция силы F2
......................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Проекция силы F3
......................................................................................................................................
..................................................................................................................................
7. Составить уравнение, учитывая все направления сил.
.............................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
.............................................................................................................................
8. Проверить, что
(если равенства не получается, то
указать возможную причину и ошибку)
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
.............................................................................................................................
9.
ВЫВОД:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
..............................................................................................................................
Рисунок (пунк 5)
Скачать