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.