Фізика. 7 клас. Засєкіна

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 18. Рівнодійна сил

Ви дізнаєтесь

  • Що таке рівнодійна сил
  • Як додавати сили

Пригадайте

  • Як графічно зображають сили

РІВНОДІЙНА ДЕКІЛЬКОХ СИЛ. Здебільшого на тіло діє не одна, а відразу декілька сил. Наприклад, при падінні тіла одночасно діє сила тяжіння і сила опору повітря (мал. 108).

Мал. 108. Рух тіла під дією двох сил

У кожному такому випадку можна замінити кілька сил, справді прикладених до тіла, однією силою, яка за своєю дією є рівнозначною цим силам.

Рівнодійною сил називають силу, яка чинить на тіло таку само дію, як кілька одночасно діючих сил.

Як ви вже знаєте, сила, прикладена до тіла, є причиною зміни швидкості тіла. Щоб знати, як буде рухатись тіло в тому разі, коли на нього одночасно діє кілька сил, треба знати, куди буде напрямлена і яке матиме значення рівнодійна цих сил.

ДОДАВАННЯ СИЛ, НАПРЯМЛЕНИХ ПО ОДНІЙ ПРЯМІЙ. Розглянемо випадок, коли дві сили, що діють на тіло, напрямлені в один бік.

Припустимо, що вам треба зрушити з місця важку шафу. І якщо одній людині це не під силу, то за справу беруться двоє і штовхають шафу в один бік. Зусилля в цьому разі додаються. Сили, які додаються, інакше називають складовими силами.

Рівнодійна двох сил, напрямлених по одній прямій в один бік, напрямлена в той самий бік, а її модуль дорівнює сумі модулів складових сил: F = F1 + F2 (мал. 109).

Мал. 109. Додавання двох сил, напрямлених по одній прямій в один бік

З’ясуємо, як визначити рівнодійну сил, що діють уздовж однієї прямої, але напрямлені в різні боки.

Вам у школі на уроках фізкультури доводилося перетягувати канат. Під час цієї вправи середина канату, на якій зафіксовано прапорець (мал. 110) буде переміщатись у бік дії більшої сили. Модуль рівнодійної сили в цьому разі дорівнює різниці складових сил.

Мал. 110. Рівнодійна сил, напрямлених по одній прямій у протилежні боки

Рівнодійна двох сил, напрямлених по одній прямій у протилежні боки, напрямлена в бік більшоїза модулем сили, а її модуль дорівнює різниці модулів складових сил: F = F2 - F1, (якщо F2 > F1) (мал. 111).

Мал. 111. Визначення рівнодійної двох сил, напрямлених по одній прямій у протилежні боки

Якщо напрям руху тіла співпадає з напрямом рівнодійної сил, то швидкість руху тіла збільшується. У випадку, коли напрям руху тіла протилежний напряму результуючої сили, тіло зменшує швидкість.

Якщо до тіла прикладено дві однакові й напрямлені в протилежні боки сили, то рівнодійна цих сил дорівнює нулю і тіло перебуватиме в спокої або рухатиметься рівномірно й прямолінійно.

РІВНОВАЖНІ СИСТЕМИ. Сили можуть зрівноважувати одна одну не лише тоді, коли вони діють уздовж однієї прямої, але й у більш складних випадках. На мал. 112 показано випадок, коли на тіло діє декілька сил, напрямлених у різних напрямах, які зрівноважують одна одну. Тіло при цьому перебуває у стані рівноваги.

Мал. 112. Складні системи у стані рівноваги

ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ

Рівнодійна двох сил, напрямлених по одній прямій:

  • а) в один бік, напрямлена в той самий бік, а її модуль дорівнює сумі модулів складових сил: F = F1 + F2;
  • б) у протилежні боки, напрямлена в бік більшої за модулем сили, а її модуль дорівнює різниці модулів складових сил: F = F2 - F1, (якщо F2 > F1).

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Дайте відповідь на запитання

  • 1. Наведіть приклади дії на тіло декількох сил
  • 2. Що називають рівнодійною сил?
  • 3. Як визначити рівнодійну двох сил, напрямлених по одній прямій в один бік?
  • 4. Як визначити рівнодійну двох сил, напрямлених по одній прямій у протилежні боки?
  • 5. За якої умови тіло перебуватиме в спокої або рухатиметься рівномірно й прямолінійно?

Поясніть

1. Прочитайте байку Л. Глібова. Поясніть, чому героям байки не вдається зсунути хуру з місця (мал. 113).

У товаристві лад — усяк тому радіє;

Дурне безладдя лихо діє,

І діло, як на гріх,

Не діло — тільки сміх.

Колись-то Лебідь, Рак та Щука

Приставить хуру узялись.

От троє разом запряглись,

Смикнули — катма ходу...

Що за морока? Що робить?

А й не велика, бачся, штука, —

Так Лебідь рветься підлетіть,

Рак упирається, а Щука тягне в воду.

Хто винен з них, хто ні — судить не нам,

Та тільки хура й досі там.

Мал. 113. Чому не вдається зсунути хуру з місця?

2. За ілюстрацією (мал. 114) до казки про ріпку самостійно складіть і розв’яжіть задачу.

Мал. 114. Складіть і розв’яжіть задачу

Вправа 13

1. За малюнком 115 визначте силу натягу нитки.

Мал. 115. Визначте силу натягу нитки

2. На тіло вздовж однієї прямої діють сили 3; 4; 5 Н. Чи може рівнодійна цих сил дорівнювати 1; 2; 3; 4; 6; 10; 12; 15 Н?

3. До тіла вдовж однієї прямої прикладені три сили, що дорівнюють відповідно 20 Н, 30 Н і 50 Н. Чому може дорівнювати рівнодійна цих сил? Спробуйте знайти всі можливі варіанти. Відповідь поясніть за допомогою малюнка.

4. На малюнку 116 зображено сили, що діють на тіло (випадок 1 і випадок 2). Визначте в кожному випадку: а) модулі сил; б) величину і напрям рівнодійної сил; в) охарактеризуйте рух тіла.

Мал. 116. Сили, що діють на тіло