Фізика. Повторне видання. 9 клас. Засєкіна

§ 47. Рух тіла під дією кількох сил

Ви дізнаєтесь

• Як досліджувати рух тіла, на яке одночасно діє кілька сил

Пригадайте

• Види сил, які проявляються під час механічної взаємодії

У попередніх задачах розглядалися ситуації, коли тілу надає прискорення одразу кілька діючих сил. Рухів, які відбуваються під дією лише однієї сили, у земних умовах практично немає. Розглядаючи механічний рух, ми в першу чергу маємо справу із силами тяжіння, пружності й тертя.

Навчившись визначати ці сили і знаючи закони Ньютона, можна розв’язати основну задачу механіки: за відомими силами визначити прискорення тіла, за прискоренням — швидкість і, нарешті, положення тіла в будь-який наступний момент часу.

Пригадаємо загальні ознаки сил, що діють у механічних процесах.

Сила всесвітнього тяжіння — це сила, з якою притягуються два будь-які тіла у Всесвіті. Вона прямо пропорційна добутку мас цих тіл й обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Наприклад, Сонце притягує Землю, і в той же час Земля притягує Сонце. Сила всесвітнього тяжіння має гравітаційну природу. Різновидом гравітаційних сил є сила тяжіння, що діє на тіло з боку Землі й надає йому прискорення вільного падіння.

Сили тертя — це сили, що виникають під час відносного руху контактуючих тіл, і протидіють цьому руху. Вони є наслідком міжмолекулярної взаємодії й мають електромагнітну природу. Сила тертя спрямована в бік протидії відносного переміщення (відносної швидкості) поверхонь двох тіл. Прикладом сили тертя є сила, що виникає під час ковзання санчат по снігу, або між підошвою ніг і землею. Сила тертя пропорційна силі реакції опори: F_тep = μΝ. Це співвідношення не є векторним, оскільки дві сили перпендикулярні між собою.

Задача 2. По похилій площині з кутом нахилу 30° ковзає дерев’яний брусок масою 300 г. Визначте прискорення бруска, якщо коефіцієнт тертя ковзання 0,33.

Мал. 232. Рух тіла по похилій площині

Я можу застосовувати знання й розв'язувати задачі

Вправа 25

• 1. Визначте й порівняйте сили, що діють на кульку в таких випадках: а) кулька лежить на горизонтальному столі; б) кульку штовхають рукою; в) кулька котиться по столу; г) кулька падає зі стола.
• 2. Потяг, маса якого 10 т, рушаючи з місця, на шляху 50 м набирає швидкість 10 м/с. Визначте коефіцієнт опору, якщо сила тяги дорівнює 14 кН.
• 3. Через який час після аварійного гальмування зупиниться автобус, що рухається зі швидкістю 12 м/с, якщо коефіцієнт тертя дорівнює 0,4?
• 4. На дерев’яній похилій площині розташовано дерев’яний брусок. Кут нахилу площини 28°. Яким має бути коефіцієнт тертя спокою, щоб брусок не ковзав униз?
• 5. На похилій площині завдовжки 13 м і заввишки 5 м лежить вантаж, маса якого 26 кг. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,5. Яку силу треба прикласти до вантажу вздовж площини, щоб підняти його? Щоб опустити вантаж по похилій площині? Рух вважайте рівномірним.
• 6. Хлопчик, маса якого 50 кг, спустився на санках із гірки і проїхав по горизонтальній дорозі до зупинки шлях 20 м за 10 с. Визначте силу тертя й коефіцієнт тестя.