PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Силы в механике
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Силы в механике


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Силы в механике


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 СИЛЫ В МЕХАНИКЕ 4.1. Виды и категории сил в природе 4.2. Сила тяжести и вес тела
Описание слайда:

СИЛЫ В МЕХАНИКЕ 4.1. Виды и категории сил в природе 4.2. Сила тяжести и вес тела 4.3. Упругие силы 4.4. Силы трения 4.5. Силы инерции 4.5.1. Уравнения Ньютона для неинерциальной системы отсчета 4.5.2. Центростремительная и центробежная силы 4.5.3. Сила Кориолиса 900igr.net

№ слайда 2 Виды и категории сил в природе Одно из простейших определений силы: влияние одно
Описание слайда:

Виды и категории сил в природе Одно из простейших определений силы: влияние одного тела (или поля) на другое, вызывающее ускорение – это сила. Однако, спор вокруг определения силы не закончен до сих пор – это обусловлено трудностью объединения в одном определении сил, различных по своей природе и характеру проявления.

№ слайда 3 В настоящее время различают четыре типа сил или взаимодействий: гравитационные;
Описание слайда:

В настоящее время различают четыре типа сил или взаимодействий: гравитационные; электромагнитные; сильные (ответственное за связь частиц в ядрах) и слабые (ответственное за распад частиц)

№ слайда 4 Гравитационные и электромагнитные силы нельзя свести к другим, более простым сил
Описание слайда:

Гравитационные и электромагнитные силы нельзя свести к другим, более простым силам, поэтому их называют фундаментальными. Законы фундаментальных сил просты и выражаются точными формулами. Для примера можно привести формулу гравитационной силы взаимодействия двух материальных точек, имеющих массы и где r – расстояние между точками, γ – гравитационная постоянная.

№ слайда 5 В качестве второго примера можно привести формулу для определения силы электрост
Описание слайда:

В качестве второго примера можно привести формулу для определения силы электростатического взаимодействия двух точечных зарядов и (4.1.2) где – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. Как видно, формулы для фундаментальных сил являются простыми и точными. Для других сил, например, для упругих сил и сил трения можно получить лишь приближенные, эмпирические формулы.

№ слайда 6 Сила тяжести и вес тела Рассмотрим небольшое тело, подвешенное на некоторой (неб
Описание слайда:

Сила тяжести и вес тела Рассмотрим небольшое тело, подвешенное на некоторой (небольшой) высоте H от поверхности Земли Земля вращается (суточное вращение) – вместе с ней в этом вращении участвуют все тела на Земле За счет гравитационного взаимодействия тела с Землей на тело действует сила тяжести В ИСО K, связанной с центром Земли, закон динамики для нашей частицы имеет вид X Y Z K m O R FT M H N aц где N - сила реакции нити, aц - центростремительное ускорение Поверхность Земли является НСО, вращающейся с ускорением aц – соответственно, закон динамики для такой НСО примет вид где Fци=–maц – центробежная сила инерции Fци Весом тела называют силу, действующую на горизонтальную опору или вертикальный подвес

№ слайда 7 Сила тяжести и вес тела Одна из фундаментальных сил – сила гравитации проявляетс
Описание слайда:

Сила тяжести и вес тела Одна из фундаментальных сил – сила гравитации проявляется на Земле в виде силы тяжести – силы, с которой все тела притягиваются к Земле. Вблизи поверхности Земли все тела падают с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения g, (вспомним школьный опыт – «трубка Ньютона»). Отсюда вытекает, что в системе отсчета, связанной с Землей, на всякое тело действует сила тяжести

№ слайда 8 Она приблизительно равна силе гравитационного притяжения к Земле (различие между
Описание слайда:

Она приблизительно равна силе гравитационного притяжения к Земле (различие между силой тяжести и гравитационной силой обусловлено тем, что система отсчета, связанная с Землей, не вполне инерциальная). Если подвесить тело или положить его на опору, то сила тяжести уравновесится силой – которую называют реакцией опоры или подвеса.

№ слайда 9 По третьему закону Ньютона тело действует на подвес или опору с силой которая на
Описание слайда:

По третьему закону Ньютона тело действует на подвес или опору с силой которая называется весом тела. Поскольку силы и уравновешивают друг друга, то выполняется соотношение Согласно третьему закону Ньютона: Значит

№ слайда 10
Описание слайда:

№ слайда 11 Вес и сила тяжести равны друг другу, но приложены к разным точкам: вес к подвесу
Описание слайда:

Вес и сила тяжести равны друг другу, но приложены к разным точкам: вес к подвесу или опоре, сила тяжести – к самому телу. Это равенство справедливо, если подвес (опора) и тело покоятся относительно Земли (или двигаются равномерно, прямолинейно). Если имеет место движение с ускорением, то справедливо соотношение:

№ слайда 12 и если наоборот, то Если же тело движется с ускорением то – т.е. наступает состо
Описание слайда:

и если наоборот, то Если же тело движется с ускорением то – т.е. наступает состояние невесомости. Пример: космический корабль на орбите. Вес тела может быть больше или меньше силы тяжести: если g и a направлены в одну сторону (тело движется вниз или падает), то

№ слайда 13 Следствием этого факта является то, что, находясь внутри закрытой кабины невозмо
Описание слайда:

Следствием этого факта является то, что, находясь внутри закрытой кабины невозможно определить, чем вызвана сила mg, тем, что кабина движется с ускорением или действием притяжения Земли. F = m(g – а). В случае свободного падения лифта а = g и Fw = 0; иными словами, человек оказывается «невесомым». Пассажиры космического корабля, вращающегося с частотой всего 9,5 об/мин, находясь на расстоянии 10 м от оси вращения, будут чувствовать себя, как на Земле.

№ слайда 14
Описание слайда:

№ слайда 15 Упругие силы Электромагнитные силы проявляют себя как упругие силы и силы трения
Описание слайда:

Упругие силы Электромагнитные силы проявляют себя как упругие силы и силы трения. Под действием внешних сил возникают деформации (т.е. изменение размеров и формы) тел. Если после прекращения действия внешних сил восстанавливаются прежние форма и размеры тела, то деформация называется упругой. Деформация имеет упругий характер в случае, если внешняя сила не превосходит определенного значения, которая называется пределом упругости.

№ слайда 16 При превышении этого предела деформация становится пластичной или неупругой, т.е
Описание слайда:

При превышении этого предела деформация становится пластичной или неупругой, т.е. первоначальные размеры и форма тела полностью не восстанавливается. Рассмотрим упругие деформации. В деформированном теле возникают упругие силы, уравновешивающие внешние силы. Под действием внешней силы – Fвн. пружина получает удлинение x, в результате в ней возникает упругая сила – Fупр., уравновешивающая Fвн..

№ слайда 17 Упругие силы возникают во всей деформированной пружине. Любая часть пружины дейс
Описание слайда:

Упругие силы возникают во всей деформированной пружине. Любая часть пружины действует на другую часть с силой упругости Fупр.

№ слайда 18 Удлинение пружины пропорционально внешней силе и определяется законом Гука: k –
Описание слайда:

Удлинение пружины пропорционально внешней силе и определяется законом Гука: k – жесткость пружины. Видно, что чем больше k, тем меньшее удлинение получит пружина под действием данной силы.

№ слайда 19 Его работы относятся к теплоте, упругости, оптике, небесной механике. Установил
Описание слайда:

Его работы относятся к теплоте, упругости, оптике, небесной механике. Установил постоянные точки термометра – точку таяния льда, точку кипения воды. Усовершенствовал микроскоп, что позволило ему осуществить ряд микроскопических исследований, в частности наблюдать тонкие слои в световых пучках, изучать строение растений. Положил начало физической оптике. Гук Роберт (1635 – 1703) знаменитый английский физик, сделавший множество изобретений и открытий в области механики, термодинамики, оптики

№ слайда 20 Так как упругая сила отличается от внешней только знаком, т.е. то закон Гука мож
Описание слайда:

Так как упругая сила отличается от внешней только знаком, т.е. то закон Гука можно записать в виде: отсюда

№ слайда 21 Тогда полная работа, которая совершена пружиной, равна: Потенциальная энергия уп
Описание слайда:

Тогда полная работа, которая совершена пружиной, равна: Потенциальная энергия упругой пружины равна работе, совершенной над пружиной. Так как сила не постоянна, то элементарная работа равна

№ слайда 22 Закон Гука для стержня Одностороннее (или продольное) растяжение (сжатие) стержн
Описание слайда:

Закон Гука для стержня Одностороннее (или продольное) растяжение (сжатие) стержня состоит в увеличении (уменьшении) длины стержня под действием внешней силы

№ слайда 23 Такая деформация приводит к возникновению в стержне упругих сил, которые принято
Описание слайда:

Такая деформация приводит к возникновению в стержне упругих сил, которые принято характеризовать напряжением σ: Здесь – площадь поперечного сечения стержня, d – его диаметр. В случае растяжения σ считается положительной, а в случае сжатия – отрицательной. Опыт показывает, что приращение длины стержня l пропорционально напряжению σ:

№ слайда 24 Коэффициент пропорциональности k, как и в случае пружины, зависит от свойств мат
Описание слайда:

Коэффициент пропорциональности k, как и в случае пружины, зависит от свойств материала и длины стержня. Доказано, что где Е – величина, характеризующая упругие свойства материала стержня – модуль Юнга. Е измеряется в Н/м2 или в Па.

№ слайда 25 обозначим – относительное приращение длины, получим: Закон Гука для стержня: отн
Описание слайда:

обозначим – относительное приращение длины, получим: Закон Гука для стержня: относительное приращение длины стержня прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально модулю Юнга. приращение длины:

№ слайда 26 Растяжение или сжатие стержней сопровождается соответствующим изменением их попе
Описание слайда:

Растяжение или сжатие стержней сопровождается соответствующим изменением их поперечных размеров Отношение относительного поперечного сужения (расширения) стержня к относительному удлинению (сжатию) называют коэффициентом Пуассона (4.3.3)

№ слайда 27 Деформация сдвига Под действием силы приложенной касательно к верхней грани, бру
Описание слайда:

Деформация сдвига Под действием силы приложенной касательно к верхней грани, брусок получает деформацию сдвига Пусть АВ – плоскость сдвига Рисунок 4.4

№ слайда 28
Описание слайда:

№ слайда 29 Силы трения Трение подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее трение возник
Описание слайда:

Силы трения Трение подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух соприкасающихся твердых тел (трение скольжения или трение покоя). Внутреннее трение наблюдается при относительном перемещении частей одного и того же сплошного тела (например, жидкость или газ). Различают сухое и жидкое (или вязкое) трение.

№ слайда 30 Жидким (вязким) называется трение между твердым телом и жидкой или газообразной
Описание слайда:

Жидким (вязким) называется трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой или ее слоями. Сухое трение, в свою очередь, подразделяется на трение скольжения и трение качения. Рассмотрим законы сухого трения

№ слайда 31 Подействуем на тело, внешней силой постепенно увеличивая ее модуль. Вначале брус
Описание слайда:

Подействуем на тело, внешней силой постепенно увеличивая ее модуль. Вначале брусок будет оставаться неподвижным, значит внешняя сила уравновешивается некоторой силой В этом случае – и есть сила трения покоя. Когда модуль внешней силы, а следовательно, и модуль силы трения покоя превысит значение F0, тело начнет скользить по опоре – трение покоя Fтр.пок. сменится трением скольжения Fтр.ск

№ слайда 32 Установлено, что максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосно
Описание слайда:

Установлено, что максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения тел и приблизительно пропорциональна модулю силы нормального давления N μ0 – коэффициент трения покоя – зависит от природы и состояния трущихся поверхностей. Аналогично и для силы трения скольжения: . Трение качения возникает между шарообразным телом и поверхностью, по которой оно катится.

№ слайда 33 Сила трения качения подчиняется тем же законам, что и скольжения, но коэффициент
Описание слайда:

Сила трения качения подчиняется тем же законам, что и скольжения, но коэффициент трения μ здесь значительно меньше. Подробнее рассмотрим силу трения скольжения на наклонной плоскости.

№ слайда 34 Если – тело остается неподвижным на наклонной плоскости.
Описание слайда:

Если – тело остается неподвижным на наклонной плоскости.

№ слайда 35 Максимальный угол наклона α определяется из условия: где μ – коэффициент сухого
Описание слайда:

Максимальный угол наклона α определяется из условия: где μ – коэффициент сухого трения.

№ слайда 36 При тело будет скатываться с ускорением
Описание слайда:

При тело будет скатываться с ускорением

№ слайда 37 Силы инерции 4.5.1. Уравнение Ньютона для неинерциальных систем отсчета Законы и
Описание слайда:

Силы инерции 4.5.1. Уравнение Ньютона для неинерциальных систем отсчета Законы инерции выполняются в инерциальной системе отсчета. А как описать движение тела в неинерциальной системе? Рассмотрим пример: вы стоите в троллейбусе спокойно. Вдруг троллейбус резко трогается, и вы невольно отклонитесь назад. Что произошло? Кто вас толкнул?

№ слайда 38 С точки зрения наблюдателя на Земле (в инерциальной системе отсчета), в тот моме
Описание слайда:

С точки зрения наблюдателя на Земле (в инерциальной системе отсчета), в тот момент, когда троллейбус тронулся, вы остались стоять на месте – в соответствии с первым законом Ньютона. С точки зрения сидящего в троллейбусе – вы начали двигаться назад, как если бы кто-нибудь вас толкнул. На самом деле, никто не толкнул, просто ваши ноги, связанные силами трения с троллейбусом «поехали» вперед из-под вас и вам пришлось падать назад. Можно описать ваше движение в инерционной системе отсчета. Но это не всегда просто, так как обязательно нужно вводить силы, действующие со стороны связей.

№ слайда 39 Они могут быть самыми разными и ведут себя по разному – нет единого подхода к их
Описание слайда:

Они могут быть самыми разными и ведут себя по разному – нет единого подхода к их описанию. Можно и в неинерциальной системе воспользоваться законами Ньютона, если ввести силы инерции. Они фиктивны. Нет тела или поля под действием которого вы начали двигаться в троллейбусе. Силы инерции вводят специально, чтобы воспользоваться уравнениями Ньютона в неинерциальной системе. Силы инерции обусловлены не взаимодействием тел, а свойствами самих неинерциальных систем отсчета. На силы инерции законы Ньютона не распространяются.

№ слайда 40 Найдем количественное выражение для силы инерции при поступательном движении неи
Описание слайда:

Найдем количественное выражение для силы инерции при поступательном движении неинерциальной системы отсчета. Введем обозначения: – ускорение тела относительно неинерциальной системы; – ускорение неинерциальной системы относительно инерциальной (относительно Земли). Тогда ускорение тела относительно инерциальной системы: (4.5.1)

№ слайда 41 Ускорение в инерциальной системе можно выразить через второй закон Ньютона где m
Описание слайда:

Ускорение в инерциальной системе можно выразить через второй закон Ньютона где m – масса движущегося тела, или Мы можем и представить в соответствии с законом Ньютона (формально)

№ слайда 42 где – сила, направленная в сторону, противоположную ускорению неинерциальной сис
Описание слайда:

где – сила, направленная в сторону, противоположную ускорению неинерциальной системы. тогда получим – уравнение Ньютона для неинерциальной системы отсчета. Здесь – фиктивная сила, обусловленная свойствами системы отсчета, необходимая нам для того, чтобы иметь возможность описывать движения тел в неинерциальных системах отсчета с помощью уравнений Ньютона.

№ слайда 43 Силы инерции неинвариантны относительно перехода из одной системы отсчета в друг
Описание слайда:

Силы инерции неинвариантны относительно перехода из одной системы отсчета в другую. Они не подчиняются закону действия и противодействия. Движения тела под действием сил инерции аналогично движению во внешнем силовом поле. Силы инерции всегда являются внешним по отношению к любому движению системы материальных тел.

№ слайда 44 Центростремительная и центробежная силы Рисунок 4.8 В каждый момент времени каме
Описание слайда:

Центростремительная и центробежная силы Рисунок 4.8 В каждый момент времени камень должен был бы двигаться прямолинейно по касательной к окружности. Однако он связан с осью вращения веревкой. Веревка растягивается, появляется упругая сила, действующая на камень, направленная вдоль веревки к центру вращения. Это и есть центростремительная сила (при вращении Земли вокруг оси в качестве центростремительной силы выступает сила гравитации).

№ слайда 45 . (4.5.2) (4.5.3)
Описание слайда:

. (4.5.2) (4.5.3)

№ слайда 46 Центростремительная сила возникла в результате действия камня на веревку, т.е. э
Описание слайда:

Центростремительная сила возникла в результате действия камня на веревку, т.е. это сила, приложенная к телу – сила инерции второго рода. Сила, приложенная к связи и направленная по радиусу от центра, называется центробежной. Т.о. центростремительная сила приложена к вращающему телу, а центробежная сила – к связи. Центробежная сила – сила инерции первого рода.

№ слайда 47 т.к. (здесь ω – угловая скорость вращения камня, а υ – линейная), то (4.5.4)
Описание слайда:

т.к. (здесь ω – угловая скорость вращения камня, а υ – линейная), то (4.5.4)

№ слайда 48 Рисунок 4.9 (φ – широта местности) где ω – угловая скорость вращения Земли. Сила
Описание слайда:

Рисунок 4.9 (φ – широта местности) где ω – угловая скорость вращения Земли. Сила тяжести есть результат сложения и g (а значит и mg) зависят от широты местности g = 9,80665 м/с2 – ускорение свободного падения тела. Направлено g к центру только на полюсе и на экваторе.

№ слайда 49 Сила тяжести и вес тела Вес P тела массой m X Y Z K m O R FT M H N aц Fци Тогда,
Описание слайда:

Сила тяжести и вес тела Вес P тела массой m X Y Z K m O R FT M H N aц Fци Тогда, учитывая, что ρ где ρ – радиус окружности, по которой движется частица вместе с Землей, получим Введем обозначение Таким образом вес тела массой m где gR – ускорение свободного падения на широте, на которой расположена частица P

№ слайда 50 4.5.3. Сила Кориолиса При движении тела относительно вращающейся системы отсчета
Описание слайда:

4.5.3. Сила Кориолиса При движении тела относительно вращающейся системы отсчета, кроме центростремительной и центробежной сил, появляется еще одна сила, называемая силой Кориолиса или кориолисовой силой инерции (Г. Кориолис (1792 – 1843) – французский физик). Рисунок 4.10

№ слайда 51 Это приводит к тому, что у рек подмывается всегда правый берег в севером полушар
Описание слайда:

Это приводит к тому, что у рек подмывается всегда правый берег в севером полушарии и левый – в южном. Эти же причины объясняют неодинаковый износ рельсов железнодорожных путей. Сила Кориолиса, действует на тело, движущееся вдоль меридиана в северном полушарии вправо и в южном – влево.

№ слайда 52 Силы Кориолиса проявляются и при качаниях маятника (маятник Фуко). Для простоты
Описание слайда:

Силы Кориолиса проявляются и при качаниях маятника (маятник Фуко). Для простоты предположим, что маятник расположен на полюсе: Рисунок 4.12

№ слайда 53
Описание слайда:

№ слайда 54 С учетом всех сил инерции, уравнение Ньютона для неинерциальной системы отсчета
Описание слайда:

С учетом всех сил инерции, уравнение Ньютона для неинерциальной системы отсчета примет вид: (4.5.7) – сила инерции, обусловленная поступательным движением неинерциальной системы отсчета; – две силы инерции, обусловленные вращательным движением системы отсчета; – ускорение тела относительно неинерциальной системы отсчета.

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru