Ehitus ja Tootmistehnika lektorat Tehniline füüsika
advertisement
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=Fcos; Fy=Fcos=Fsin (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)
