Фізика. 7 клас. Сиротюк

§ 30. Додавання сил. Рівнодійна сил

Звичайно на будь-яке рухоме тіло діє не одне, а одразу кілька оточуючих тіл. Наприклад, коли тягнемо брусок по лінійці, то брусок взаємодіє і з рукою (сила тяги), і із Землею (сила тяжіння), і з поверхнею лінійки (сила тертя ковзання, сила реакції опори). У цьому разі спільну дію на тіло кількох сил можна замінити рівнодійною силою.

Силу, яка чинить на тіло таку саму дію, як і кілька окремих сил, і одночасно прикладених до нього, називають рівнодійною силою.

Рівнодійну силу визначають залежно від напрямів і значень окремих складових сил.

Якщо до тіла прикладено дві сили F1 та F2, які напрямлені вздовж однієї прямої в один бік, то їх рівнодійна Fрівн дорівнює сумі цих сил (мал. 141):

Fрівн = F1 + F2.

Напрям рівнодійної сили в цьому разі збігається з напрямом прикладених сил.

Якщо до тіла прикладено дві сили та F2, які напрямлені вздовж однієї прямої, але в різні боки, то коли F1 > F2, їх рівнодійна Fрівн дорівнює різниці цих сил, а її напрям збігається з напрямом більшої за значенням прикладеної сили F1 (мал. 142):

Fрівн = F1 - F2.

Мал. 141

Мал. 142

Якщо F1 = F12, то їх рівнодійна дорівнює нулю. Тому тіло, яке було в спокої, у ньому й залишиться, а таке, що рухалося, продовжуватиме рухатися прямолінійно й рівномірно з початковою швидкістю. При цьому кажуть, що прикладені до тіла протилежно напрямлені вздовж однієї прямої і однакові за значенням сили зрівноважують, або компенсують, одна одну.

Як рухатиметься тіло, якщо на нього одразу діятимуть кілька сил?

Дослід 1. Покладемо брусок на стіл (мал. 143). На нього діють дві сили: сила тяжіння Fтяж = gm і сила реакції опори N = gm. Ці сили однакові за значенням, але протилежні за напрямом, тому їх рівнодійна, або результуюча, сила дорівнює нулю. Брусок перебуває у спокої.

Дослід 2. Будемо тягти брусок за допомогою нитки або динамометра по поверхні стола (мал. 144, а). У цьому разі на тіло діятимуть такі сили: сила тяжіння Fтяж, сила реакції опори N, сила тяги F і сила тертя Fтер.

Якщо N = Fтяж і F = Fтер, то тіло буде рухатися рівномірно, тобто швидкість тіла не змінюватиметься із часом.

Мал. 143

Мал. 144

Мал. 145

Якщо N = Fтяж, а сила тяги F буде більша за силу тертя Fтер, то тіло буде рухатися так, що швидкість його збільшуватиметься із часом, тобто тіло рухатиметься нерівномірно (мал. 144, б).

Дослід 3. Штовхнемо брусок так, щоб він рухався по поверхні стола. На нього діятимуть сила тяжіння Fтяж, сила реакції опори N і сила тертя Fтер. Оскільки N = Fтяж, то вони компенсують одна одну, і впливати на рух бруска буде тільки сила тертя Fтер (мал. 145). Оскільки сила тертя завжди напрямлена проти руху, то брусок із часом зупиниться, що і спостерігатиме на досліді.

Залежно від того, якою за значенням буде рівнодійна сила, тіло може перебувати в стані спокою, рухатися рівномірно або нерівномірно.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Що називають рівнодійною силою?
  • 2. Як може рухатися тіло під дією кількох сил?
  • 3. Коли тіло перебуває в спокої або рухається рівномірно?
  • 4. Чому тіло рухається нерівномірно?
ГДЗ до підручника можна знайти тут.