Snage u mehanici. Jedinica sile u mehanici

Snage u mehanici najčešće se manifestiraju u takvoj sekciji kao i dinamika. Tamo se proučava kretanje tijela uzimajući u obzir snage koje djeluju na njih. O tome što su snage u mehanici, koju vrstu prirode imaju i kako ih se može izračunati, danas ćemo govoriti.

Koja je osnova dinamike

Kao što je već rečeno, sile u mehanici najčešće se manifestiraju upravo u ovom pododjeljku. A ako je tako, tada neće biti suvišno znati što je općenito teoretsko osnovno postojanje dinamike. Možda je netko već pogađao da govorimo o čuvenom Isaac Newtonu, odnosno zakonima koje je proizveo. Jedinica sile mehanike, usput, upravo je zašto nosi njegovo ime.

Što Newtonovi zakoni mogu učiniti?

Oni nam omogućuju da riješimo glavni problem u slučaju da su sve sile koje djeluju u određenom trenutku vremena na tijelu pod istragom poznate za određeno. Pretpostavimo da je to uistinu slučaj, a mi ih poznajemo. Zatim bez mnogo poteškoća možete naći ubrzanje koje se primjenjuje na tijelo. Ali znanje o tome što je modul i smjer ubrzanja, otvorit će nam pred nama mogućnost pronalaženja brzine tijela u bilo kojem trenutku. Kao rezultat, možemo odrediti položaj materijalne točke kada želimo. Ovdje možemo naglasiti važnost i inverzni problem. Ispada da je za rješavanje problema u početku potrebno pravilno postaviti sile mehanike, čije će se formule dati u nastavku.

Priroda snaga

Ako smo otvorili udžbenik, zbirka zadataka iz fizike ili drugog referentnog materijala i odnose se na mehanici, vidimo dosta problema dinamike, gdje se najčešće susreću sa samo tri sile. Oni se odnose na univerzalnu gravitaciju, trenje i elastičnost. Razgovarajmo o svakom od njih detaljnije. I počnite, možda, s prvim.

Tijelo pada s visine bez početne brzine

Takvi se slučajevi zovu slobodan pad. Sve što nas okružuje privlači naš planet. Uključujući i sebe. Ovdje je moguće utvrditi tu činjenicu snage univerzalne gravitacije. Sada možemo zanemariti otpor zraka, premda ovaj pristup nije uvijek razumno. Ali što dobivamo? Tada će izaći na vidjelo da sva tijela imaju oko istog ubrzanja u slobodnom padu. Bilo da bacamo mali šljunak ili pravi kamenac dolje - brzina i vrijeme pada bit će otprilike isti.

U sustavu dodajte proljeće

Zamislite da je proljeće suspendirano. On, kao i svako drugo tijelo, nastojat će pasti na zemlju. U ovom trenutku to djeluje na njega snaga privlačenja našeg planeta. Međutim, ako je opruga snažna, to će se protezati do određene točke. Nakon toga, pada tijela će prestati, a sustav će doći do takozvane mehaničke ravnoteže. To se događa kada nekoliko sila djeluje na tijelu, ali njihova suma je nula. Drugim riječima, djelovanje snaga se nadoknađuje.

Ovdje dolazi logičan zaključak. Ispada da osim gravitacija težinu na strani opruge djeluje druga sila, numerički jednaka atrakciji. Ima vrlo jednostavno ime koje daje fenomen. To nazivaju silom elastičnosti. Jedinica sile mehanike je univerzalna, a ovdje je jednaka i jednom Newtonu.

Je li ubrzanje razlog za promjenu brzine?

Možda. Na prvi pogled, sve izgleda ovako. Ali ako dublje koprimo, stvar će zauzeti vrlo zanimljiv red. Postoji divno Newtonov zakon (drugi), koji navodi da je sila jednaka proizvodu mase po ubrzanju prijavljenom tijelu. Isprva se može činiti (isključivo matematički) da je moć rezultat. Ali ne, zapravo, suprotno je istina.

Zamislite nogometnu loptu koja je pretučena. On je obaviješten o moći, nakon čega stječe određeno ubrzanje. Slično tome, u slučaju pokreta tijela. Nakon što prođe ta ili ona udaljenost, zaustaviti će se. Ubrzanje će imati negativnu vrijednost sve dok brzina ne bude jednaka nuli. Možemo odmah predložiti da postoji određena sila koja usporava tijelo, to jest, to je uzrok tog najnepovoljnijeg ubrzanja. I to postoji. Ovo je sila trenja.

Trenutak snage. Mehanika: teorijska i tehnička

Trenutak sile naziva se rotacijska sila stvorena kao rezultat rotacije sile vektora u odnosu na podrazumijevanu točku ili tijelo. Ima dimenziju Newtona po metru. Uvjeti pojave su vrlo jednostavni. Da bi to učinio, dovoljno je da točka ne leži na liniji sile. Trenutak možete odrediti kao proizvod snage i ramena. Najjednostavniji primjer je zatezanje matice s ključem. Snaga u teorijsku mehaniku jedva razlikuje od njegovih analoga u klasičnom dijelu, tako da nema smisla da se zadubiti za detaljnije razmatranje. Vratimo se na osnove, jer su mnogo važniji.

Opet o snazi ​​elastičnosti

Čitatelj uvijek može osobno potvrditi što će se reći sada. Pretpostavimo da imamo čvrsto tijelo. Bilo koje kruto tijelo otporno je kada pokušavate promijeniti oblik i veličinu. Ali ove operacije nisu ništa više od obične deformacije, zar ne? Ali kakve su to vrste? Postoji pet osnovnih tipova deformacije: istezanje, kompresiju, savijanje, torziju, smicanje.

Što se događa kada pokušate promijeniti oblik i veličinu?

Već ovisi o prirodi tijela. Općenito, deformacija je elastična i nije elastična. No, trebali biste znati da će u svakom pokušaju promijeniti oblik i veličinu tijela, pokušat će ih vratiti natrag. U slučaju da je deformacija mala u usporedbi s izvornim dimenzijama, mogu se izrađivati ​​elastične sile. Druga stvar je da je sve upravo suprotno. Istraživanje sličnih procesa već je učinilo znanstvenik Robert Hooke. Njegovi pokusi, koji su pružali široku pokrivenost procesu deformacije u tijelima, proveo je 1660. godine.

Što je to učinio znanstvenik?

Uzeo je čvrstu šipku koja se počela protezati. Istodobno, kao što ste mogli pogoditi, elastična sila pojavila se unutar štapa. Mjereno je tijekom istezanja. Da bi se opisali procesi u kvantitativnom smislu, uvela je novu vrijednost, kasnije nazvanu produžetak. Ovo nije ništa drugo od razlike u linearnim dimenzijama tijela u običnim i proširenim stanjima. Rezultati eksperimenta čak su i iznenađeni. Kao što se ispostavilo, u slučaju malih deformacija između elongacije i elastične sile, postoji izravno proporcionalni odnos. Ovdje imamo još jednu količinu, koju nazivamo koeficijent elastičnosti. Ono ovisi o tome koji je materijal napravljen od tijela, a isto tako o onim linearnim dimenzijama koje ona ima.