Застосування третього закону Ньютона

для визначення сил взаємодії тіл

Положення по те, що сила дії і сила протидії завжди однакові за розміром дозволяє спрощувати розв’язок багатьох задач.

Задача 1. Потрібно визначити, яку силу протидії розвиває дошка у результаті деформації, що виникає при навантаженні дошки гирею з вагою (рис. 2).

Відповідь. Сила дії нам відома, це вага гирі . А сила протидії, згідно з третім законом Ньютона, завжди дорівнює силі дії, тобто .

Задача 2. На дорозі зіткнулись легковий автомобіль масою 1т і вантажівка масою 3 т. Яким чином сила удару, яка виникла у момент зіткнення, розподілилась між цими автомобілями?

Відповідь. Згідно з третім законом Ньютона сила дії завжди дорівнює силі протидії. Це означає, що сила удару у точці зіткнення автомобілів однакова.

Але наслідки дії цієї сили на той і інший автомобілі різні. Оскільки маса легковика утричі менша за масу вантажівки, то це викличе утричі більше сповільнення всіх частин легковика, ніж вантажівки. Це означає, що на кожну складову частину легковика у момент удару діятимуть утричі більші сили інерції, ніж на складові частини вантажівки. Тобто пошкодження легковика і травмування його пасажирів будуть набагато більшими, ніж у вантажівки.

4. Визначення максимально можливої сили взаємодії

при наявності обмежень на значення

сили дії та сили протидії

У практиці часто зустрічаються випадки, коли якась з сил взаємодії (сила дії чи сила протидії) має обмеження.

У таких ситуаціях для визначення максимально можливої сили взаємодії тіл потрібно керуватись наступним:

● з’ясувати потенційно можливі сили дії та протидії одного і другого тіл;

● прийняти максимально можливий розмір реальної сили рівним тій з потенційних сил (дії чи протидії), яка є меншою. Наприклад, у випадку взаємодії руки і стінки між ними може існувати реальна сила, максимально можливий розмір якої обмежується силою руки.

А у випадку взаємодії руки і віконного скла між ними може існувати реальна сила, максимально можливий розмір якої обмежується міцністю віконного скла.

Приклади. Якщо повісити ганчірку і бити по ній кулаком, то руку ніколи не пошкодиш, бо ганчірка нездатна створити для кулака істотну протидію. Якщо ж невдало вдарити по боксерській груші, то руку можна і зламати, бо груша чинить кулакові велику протидію.

Тиск робочої рідини на виході з гідравлічного насоса однозначно пов’язаний із тим, чи зустрічає потік рідини протидію. При відсутності протидії тиск відсутній або дуже малий: у системі мащення зношеного двигуна тиск завжди малий, бо великі зазори у зношених підшипниках не створюють достатню протидію потокові оливи.

Сила інерції – це особлива сила протидії. Вона завжди виникає тоді, коли не вистачає інших сил протидії і завжди забезпечує потрібну протидію, якою б великою вона не була. Тобто сила інерції – це протидія, потенційні можливості якої нескінченно великі.

5. Деякі відомості

про лінеаризацію тригонометричних функцій

У математичних формулах часто зустрічаються тригонометричні функції – . Розв’язок рівнянь з ними істотно складніший, ніж розв’язок алгебраїчних рівнянь. Але часто буває можливим спростити рівняння таким чином, що тригонометричні функції зникають, внаслідок чого рівняння, не втрачаючи своєї точності, стають алгебраїчними,

На рис. 2.1 зображено графіки згаданих функцій у порівнянні з графіком функції .

Рисунок свідчить, що графіки функцій та помітно відрізняються від графіка функції лише при значеннях аргумента , більших 0,2 … 0,3 рад (11 … 17 градусів).

А саме, при = 0,2 рад (11,5 градусів) числові значення функцій = 0,2028 і =0,1988 відрізняються від функції =0,2000 не більше як на 1,4 і 0,6 % відповідно.

А при = 0,3 рад (17,2 градуса) різниця не перевищує 3,2 і 1,5 % відповідно.

Висновок: якщо у формулу входять синус чи тангенс, але значення їх аргумента не перевищує 0,2 … 0,3 рад, то ці функції можна замінити їх аргументом , вираженим у радіанах.

Висновки по темі.

При вивченні експлуатаційних властивостей ТЗ ми будемо користуватися такими одиницями вимірювання швидкості обертання колінчастого валу, як частота обертання п, об/хв та кутова швидкість , рад/с.

Будемо інколи користуватися позасистемною одиницею сили «кгс», яка дорівнює 9,81 Н, а також без розмір-ністними одиницями вимірювання, у яких можна виразити будь-яку фізичну величину. Останні часто дозволяють виявити нові, більш універсальні закономірності, які не можуть бути виявлені при застосуванні розмірністних одиниць.

Сила – це міра механічної взаємодії тіл, яка визначає інтенсивність і напрям цієї взаємодії.Сила може виникнути лише тоді, коли існує якась сила протидії їй (сила реакції). Сила дії і сила протидії завжди однакові за розміром і протилежно направлені.

Внаслідок цього якщо хоч одна з сил взаємодії має обмеження по величині, то і друга сила ні у якому випадку не може мати значення більше, ніж перша величина. Внаслідок цього максимально можливе значення сили взаємодії двох тіл повинне визначатись як мінімальне значення з двох потенційно можливих сил – сили дії і сили протидії:

.

При невеликих кутах (менших 0,3 рад, тобто 17,2 градуса) тригонометричні функції і можна замінювати їх аргументом , що спрощує рівняння.

На тій же підставі при малих значеннях аргументів тригонометричну функцію можна замінювати одиницею.

К І Н Е Ц Ь Л Е К Ц І Ї

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: