Главная >> Физика 10 класс. Мякишев

Глава 1. Кинематика точки и твёрдого тела

Принцип суперпозиции сил

На рисунке 2.13 показаны две силы, равные по модулю (F₁ = F₂ = F) и направленные друг к другу под прямым углом. Очевидно, что модуль равнодействующей равен

F_p = √2F.           (2.4)

Выполните с соседом по парте эксперимент. На гладкую горизонтальную поверхность положите гладкий брусок и прикрепите к нему три динамометра. Два из них расположите под углом 90°, а третий вдоль линии, находящейся под углом 135° к первым двум. Растяните пружины всех динамометров, при этом брусок должен оставаться на месте и показания первых двух динамометров должны быть одинаковы. Снимите показания третьего динамометра. Оставьте только первый динамометр, причём расположите его по одной прямой с третьим. Растяните пружину третьего динамометра до длины, которая была в первом опыте. Следите за тем, чтобы брусок был неподвижен. Измерьте силу, показываемую первым динамометром. Убедитесь в справедливости формулы (2.4).

Если силы, действующие на тело, направлены под некоторым углом, то равнодействующую этих сил определяем по правилу параллелограмма: эта равнодействующая равна диагонали параллелограмма (рис. 2.14). Так как принцип суперпозиции сил справедлив и для проекций сил, то при выборе прямоугольной системы координат в проекциях на оси ОХ и OY уравнение m = ₁ + ₂ + ... можно записать в виде

ma_x = F_1x + F_2x + ... ;

ma_y = F_1y + F_2y + ... .

Рассмотрим пример. Лодку подтягивают к берегу двумя канатами. Натяжение первого равно 300 Н, второго 400 Н (рис. 2.15).

С осью ОХ векторы сил ₁ и ₂ составляют углы 135° и 30°. Определим равнодействующую сил, действующих на лодку.

Спроецируем силы на ось ОХ:

F_1x = F₁cos 135° = -300 • 0,707(H) = -212Н;
F_2x = F₂cos 30° = 400 • 0,866 (Н) = 346 Н.

Проекции сил на ось OY:

F_1y = F₁sin 135° = 212 Н;
F_2y = F₂sin 30° = 200 Н.

Как будет направлено ускорение лодки? Совпадает ли направление ускорения с направлением скорости лодки?

<<< К началу      Окончание >>>