Механические силы

1. Сила всемирного тяготения – сила, с которой все тела притягиваются друг к другу.

Природа – гравитационная.

Направление – вдоль линии, соединяющей центры тел.

Закон всемирного тяготения – все тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. m₁ m₂

где m₁, m₂ – массы взаимодействующих тел, ‌‌‌‌|F₁| = ‌‌|F₂|

R – расстояние между их центрами,

G – гравитационная постоянная, G = 6,67·10^-11 R

Пределы применимости: 1. материальные точки.

2. однородные шары.

3. однородный шар большого радиуса и тело.

Сила тяжести – сила, с которой планета притягивает к себе

окружающие тела. h

F_тяж – частный случай закона всемирного тяготения

Природа – гравитационная.

Точка приложения – центр масс тела.

Направление – вертикально вниз (к центру Земли). F_тяж = mg

g – ускорение свободного падения, g =9,8 м/с² ≈ 10 м/с² - для всех тел!

; - на поверхности планеты (Земли)

; - на высоте h от поверхности планеты (Земли),

где m – масса тела, M – масса планеты (Земли)

h – высота тела над поверхностью планеты (Земли)

Движение спутника вокруг планеты (Земли).

F_т =m а _ц

h

R - 1-ая космическая скорость (старт с поверхности планеты)

М m u_з = 7,9

R_орб u_h = , гдеR_орб. = R + h

2. Вес тела – сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.

Природа – электромагнитная.

Точка приложения – опора или подвес.

Направление – противоположное силе реакции опоры

или силе натяжения нити.

= - (Р = N) - по третьему закону Ньютона

P = mg P = m(g+ a) ↓↑ P = m(g- a) ↑↑ P = 0

если =const - направлено вверх - направлено вниз =

опора – горизонтальна, а_ц невесомость

подвес – вертикален а_ц

3. Сила упругости – сила, которая возникает при деформациях тела.

Природа – электромагнитная.

Точка приложения – тело.

Направление – противоположное направлению смещения частиц при деформации.

При упругих деформациях выполняется закон Гука – сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна величине деформации и направлена против смещения частиц при деформации. F_упр l₀ х

F_упр = -kx |x| = | l – l₀ |

|F_упр| = k|x| l

х – величина деформации. х

где k – коэффициент жесткости. [k] =

k ~ , где s – площадь поперечного сечения жгута или троса.