Силы как найти: Сила и масса

Момент силы — как найти? В чем измеряется? Формулы

Сила: что это за величина

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или замедляется, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причиной любого действия или взаимодействия является сила.

• Сила — это физическая векторная величина, является мерой действия тела на другое тело.

Она измеряется в ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Плечо силы

Для начала давайте разберемся, что такое плечо силы — оно нам сегодня очень пригодится.

Представьте человека. Совершенно обычного. Если он совершенно обычный, у него точно будут плечи — без них получится уже какой-то инопланетянин. Если мы прочертим прямую вдоль линии плеча, а потом еще одну — вдоль линии руки — мы получим две пересекающиеся прямые. Угол между такими прямыми будет равен 90 градусов, а значит эти линии перпендикулярны.

Как анатомическое плечо перпендикулярно руке, так и в физике плечо перпендикулярно, только уже линии действия силы.

То есть перпендикуляр, проведенный от точки опоры до линии, вдоль которой действует сила —

это плечо силы.

Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!

Рычаг

В каждом дворе есть качели, для которых нужны два качающихся (если в вашем дворе таких нет, посмотрите в соседнем). Большая доска ставится посередине на точку опоры. По сути своей, качели — это рычаг.

Рычаг — простейший механизм, представляющий собой балку, вращающуюся вокруг точки опоры.

Хорошо, теперь давайте найдем плечо этой конструкции. Возьмем правую часть качелей. На качели действует сила тяжести правого качающегося, проведем перпендикуляр от линии действия силы до точки опоры. Получилась, что плечо совпадает с рычагом, разве что рычаг — это вся конструкция, а плечо — половина.

Давайте попробуем опустить качели справа, тогда что получим: рычаг остался тем же самым по длине, но вот сместился на некоторый угол, а вот плечо осталось на том же месте. Если направление действия силы не меняется, как и точка опоры, то перпендикуляр между ними невозможно изменить.

Правило равновесия рычага Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. F1, F2 — силы, действующие на рычаг l1, l2 — плечи этих сил

Момент силы

При решении задач на различные силы нам обычно хватало просто сил. Сила действует всегда линейно (ну в худшем случае под углом), поэтому очень удобно пользоваться законами Ньютона, приравнивать разные силы. Это работало с материальными точками, но не будет так просто применяться к телам, у которых есть форма и размер.

Вот мы приложили силу к краю палки, но при этом не можем сказать, что на другом ее конце будут то же самое ускорение и та же самая сила. Для этого мы вводим такое понятие, как момент силы.

Момент силы — это произведение силы на плечо. Для определения физического смысла можно сказать, что момент — это вращательное действие.

Момент силы M = Fl M — момент силы [Н*м] F — сила [Н] l — плечо [м]

Для примера представьте, что вы забыли, как открывать двери. Стоите перед дверью и раздумываете, как легче это сделать.

Для начала приложим силу к краю двери — туда, где самый длинный рычаг. Открылась!

А что если толкнуть дверь ближе к креплению — там, где плечо намного короче? Для этого придется приложить силу большего значения.

Вывод: чтобы повернуть дверь, нужен крутящий момент определенного значения. Чем больше плечо силы, тем меньше значение силы, которую нужно приложить — и наоборот. Поэтому нам легче толкать дверь там, где плечо силы больше.

Похожая история с гаечным ключом. Чтобы закрутить гайку, нужно взяться за ручку подальше от гайки. За счет увеличения плеча мы уменьшаем значение силы, которую нужно приложить.

Расчет момента силы

Сейчас рассмотрим несколько вариантов того, как момент может рассчитываться. По идее просто нужно умножить силу на плечо, но поскольку мы имеем дело с векторами, все не так просто.

Если сила расположена перпендикулярно оси стержня, мы просто умножаем модуль силы на плечо.

Расстояние между точками A и B — 3 метра.

Момент силы относительно точки A:

           МА=F×AB=F×3м

Если сила расположена под углом к оси стержня, умножаем проекцию силы на плечо.

Обратите внимание, что такие задания могут встретиться только у учеников не раньше 9 класса!

Момент силы относительно точки B:

           MB=F×cos30×AB=F×cos30×3м

Если известно самое короткое расстояние от точки до линии действия силы, момент рассчитывается как произведение силы на это расстояние (плечо).

Момент силы относительно точки B:

           MB=F×3м

Правило моментов

Вернемся к нашим баранам качелям. Силы, с которыми мы действуем на разные стороны этих качелей могут быть разными, но вот моменты должны быть одинаковыми.

Правило моментов говорит о том, что если рычаг не вращается, то сумма моментов сил, поворачивающих рычаг против часовой стрелки, равна сумме моментов сил, поворачивающих рычаг по часовой стрелке.

Это условие выполняется относительно любой точки.

Правило моментов M1 + M2 +…+ Mn = M’1 + M’2 +…+ M’n M1 + M2 +…+ Mn — сумма моментов сил, поворачивающих рычаг по часовой стрелке [Н*м] M’1 + M’2 +…+ M’n — сумма моментов сил, поворачивающих рычаг против часовой стрелке [Н*м]

Давайте рассмотрим этот закон на примере задач.

Задача 1

К левому концу невесомого стержня прикреплен груз массой 3 кг.

Стержень расположили на опоре, отстоящей от его левого конца на 0,2 длины стержня. Чему равна масса груза, который надо подвесить к правому концу стержня, чтобы он находился в равновесии?

Решение:

Одним из условий равновесия стержня является то, что полный момент всех внешних сил относительно любой точки равен нулю. Рассмотрим моменты сил относительно точки опоры. Момент, создаваемый левым грузом равен он вращает стержень против часовой стрелки. Момент, создаваемый правым грузом: — он вращает по часовой.

Приравнивая моменты, получаем, что для равновесия к правому концу стержня необходимо подвесить груз массой

M = m : 4 = 3 : 4 = 0,75 кг

Ответ: для равновесия к правому концу стержня необходимо подвесить груз массой 0,75 кг

Задача 2

Путешественник несёт мешок с вещами на лёгкой палке. Чтобы удержать в равновесии груз весом 80 Н, он прикладывает к концу B палки вертикальную силу 30 Н. OB = 80 см. Чему равно OA?

Решение:

По правилу рычага:

где FA и FB — силы, приложенные соответственно к точкам A и B. Выразим длину OA:

Ответ: расстояние ОА равно 30 см

Задача 3

Тело массой 0,2 кг подвешено к правому плечу невесомого рычага (см. рисунок). Груз какой массы надо подвесить ко второму делению левого плеча рычага для достижения равновесия?

Решение:

По правилу рычага

Отсюда

Ответ: Масса груза равна 0,3 кг

Задача 4 — a.k.a самая сложная задачка

Под действием силы тяжести mg груза и силы F рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии. Вектор силы F перпендикулярен рычагу, груз на плоскость не давит. Расстояния между точками приложения сил и точкой опоры, а также проекции этих расстояний на вертикальную и горизонтальную оси указаны на рисунке.

Если модуль силы F равен 120 Н, то каков модуль силы тяжести, действующей на груз?

Решение:

Одним из условий равновесия рычага является то, что полный момент всех внешних сил относительно любой точки равен нулю. Рассмотрим моменты сил относительно опоры рычага. Момент, создаваемый силой F, равен F*5 м и он вращает рычаг по часовой стрелке. Момент, создаваемый грузом относительно этой точки — mg*0,8 м, он вращает против часовой. Уточним, что 0,8 м — это расстояние от центра тяжести груза до опоры, т. е. перпендикуляр до оси вращения. Приравнивая моменты, получаем выражение для модуля силы тяжести

Ответ: модуль силы тяжести, действующей на груз равен 750 Н

---

---

 

Формула силы в физике

Содержание:

• Определение и формула силы
• Второй закон Ньютона
• Единицы измерения силы
• Примеры решения задач

Определение и формула силы

Определение

Силой называют векторную величину, которая характеризует взаимодействия тел. Ее модуль определяет «степень» (интенсивность) воздействия. Направление силы совпадает с направлением ускорения, которое приобретает тело при взаимодействии с другими телами.

Силы способны изменять скорости тел и вызывать их деформации. Примером деформированного тела служит сжатая (растянутая) пружина.

Две силы считают равными по модулю и противоположными по направлению, если они приложены к одному телу, но ускорение такого тела равно нулю. {n} \bar{F}_{i}=\frac{d \bar{p}}{d t}(1)$$

где $\bar{p}=m \bar{v}$ — импульс тела, m–масса рассматриваемого тела, $\bar{v}$ — скорость. Надо отметить, что уравнение (1) строго применимо только относительно материальной точки. Если рассматривается протяженное тело, то под скоростью понимают скорость движения центра масс тела.

Если масса материальной точки (m)не изменяется во времени, то формула, определяющая результирующую силу, приложенную к ней (второй закон Ньютона) можно представить в виде:

$$\bar{F}=m \frac{d \bar{v}}{d t}=m \bar{a}(2)$$

где $\bar{a}$ – ускорение, которое материальная точка приобретает в результате воздействия на нее силы. Выражение (2) показывает то, что если $\bar{F}$=0, то тело (материальная точка) движется равномерно и прямолинейно или покоится.

Если сила, приложенная к телу, является постоянной (по модулю и направлению), то формулу для нее можно представить в виде:

$$F=\frac{\Delta p}{\Delta t}=\frac{m\left(v_{2}-v_{1}\right)}{t_{2}-t_{1}}$$

Единицы измерения силы

Основной единицей измерения момента силы в системе СИ является: [F]=Н=(кг•м)/с²

В СГС: [F]=дин

1Н=10⁵ дин

Примеры решения задач

Пример

Задание. {2}}(1.4)$$

то, учитывая выражения (1.2) и (1.3), получаем:

$a = 6 \alpha t (1.5)$

Так как a_y=0, то получаем, что сила, которая действует на нашу точку, направлена по оси X, так как направление ускорение и силы совпадают, а мы получили:

$$\bar{a}=6 \alpha t \cdot \bar{i}(1.6)$$

где $\bar{i}$ – единичный вектор, направленный по оси X.

Исходя из второго закона Ньютона, имеем:

$$F=m \cdot 6 \alpha t, \bar{F}=m 6 \alpha t \cdot \bar{i}$$

Ответ. Так как $F=m \cdot 6 \alpha t$, то с течением времени сила увеличивается по модулю.

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Пример

Задание. Два параллелепипеда лежат на горизонтальной поверхности. {\prime}}=\left(m_{1}+m_{2}\right) \bar{a}(2.3)$$

В проекции на ось X уравнение (2.3) примет вид:

$$F_{0}=\left(m_{1}+m_{2}\right) a(2.4)$$

Из уравнения (2.4) выразим ускорение:

$$a=\frac{F_{0}}{m_{1}+m_{2}}$$

Подставим правую часть выражения (2.5) в (2.2) вместо ускорения:

$$F=F_{0}-m_{1} \cdot \frac{F_{0}}{m_{1}+m_{2}}$$

Ответ. $F=F_{0}-m_{1} \cdot \frac{F_{0}}{m_{1}+m_{2}}$

Читать дальше: Формула сопротивления.

Как обрести внутреннюю силу в трудные времена | Нил Раман | Вдохновляющее величие

Способность находить внутреннюю силу в трудные времена определяет, как вы справляетесь с ними и преодолеваете их.

Все переживают трудные времена, когда одни события более интенсивны, чем другие. Способность найти свою внутреннюю силу позволит вам использовать свою истинную силу, которая живет внутри вас.

Какова ваша внутренняя сила?

Ваша внутренняя сила — это внутреннее стремление или глубокое убеждение, которое у вас есть. Это ваша способность встречать все, что преподносит вам жизнь, и добиваться желаемого результата.

Это твердое знание: что бы ни случилось, вы справитесь с этим с точки зрения силы и могущества, а не слабости или робости.

Почему важно найти свою внутреннюю силу?

Очень важно найти свою внутреннюю силу, потому что она:

• Дает вам возможность лучше справляться с трудностями.
• Помогите восстановиться после сбоя.
• Развить более высокий уровень устойчивости.
• Заставьте вас сосредоточиться на решениях, а не на ситуациях.
• Подарит вам более сильное чувство мира и спокойствия.
• Позволяет вам легко прощать других, зная, что вы можете контролировать только свои действия.
• Позволяет продолжать работу, когда возникают трудности.

Когда вы научитесь использовать свою внутреннюю силу, вы почувствуете себя более уверенно в своей способности достичь того, чего хотите.

способы найти свою внутреннюю силу

5 вещей, которые вы можете сделать, чтобы найти свою внутреннюю силу

Вот пять вещей, которые вы можете сделать, чтобы найти свою внутреннюю силу и использовать ее в трудные времена.

1. Используйте силу рефрейминга в своих интересах. Рефрейминг — это способность рассматривать событие с разных точек зрения, извлекать из него другой смысл. То, что вы считаете плохим, может стать новой возможностью, если вы придадите этому другое значение.
2. Обратите внимание на то, что происходит внутри. Это означает, что нужно лучше осознавать то, что вы говорите себе, и свое отношение. Если вы не находитесь в полном силе, с позитивным настроем, вы не справитесь со своими проблемами как можно лучше.
3. Тренируйтесь реагировать, а не реагировать на ситуации. Ваша первоначальная импульсивная реакция на что-то или кого-то может быть не лучшей реакцией. Хорошей практикой является сделать паузу перед тем, как предпринять какое-либо действие, которое может включать в себя что-то сказать. Реакция на что-то только добавит напряженности ситуации, что не выгодно вам.
4. Постоянно подпитывайте свой разум позитивными сообщениями. Это не значит игнорировать ситуацию или делать вид, что ничего не происходит. Это то, что вы позволяете диктовать свои мысли, чувства и действия. В трудные времена важно избегать негативных мнений. Поиск чирлидера будет иметь большое значение.
5. Сосредоточьтесь на маленьких победах. Всякий раз, когда вы переживаете трудные времена, легко забыть, что идет хорошо или что работает в вашей жизни. Практика благодарности заставит вас взглянуть на свои победы, что еще больше укрепит ваш позитивный психологический настрой.

Заключительные мысли

Ваша внутренняя сила будет влиять на то, как вы справляетесь с трудностями. Не всегда легко найти свою внутреннюю силу. У вас будут плохие дни, когда вы будете изо всех сил пытаться справиться с вещами.

Ключ в том, чтобы принять тот факт, что трудные времена могут привести к большим прорывам, развивая при этом внутреннюю силу. Когда вы обретете больше внутренней силы, вы поймете, что можете справиться со всем, что встречается на вашем пути.

Этап действия: Подумайте о том, как вы справлялись с трудными периодами своей жизни. Основываясь на том, что вы знаете сейчас, создайте триггер, который позволит вам задействовать свою внутреннюю силу. Это может быть что-то, что вы говорите себе, жест, который вы делаете, используя свое тело, или действие, которое вы можете предпринять.

Вопрос: Что еще вы можете сделать, чтобы обрести внутреннюю силу в трудные времена?

Кто я на самом деле? Вот как найти свою внутреннюю силу и следовать своей судьбе | Педрам Шоджаи

Мы живем в культуре заявлений, а не самоанализа.

В позднем подростковом возрасте нам приходится решать, кем мы хотим быть — врачом, юристом, учителем или писателем. Мы выбираем профессиональную идентичность на основе наших причудливых подростковых интересов, которые часто определяют всю оставшуюся жизнь. Это не плохо по своей сути, но усиливает потенциально сфабрикованное ощущение себя.

Все это происходит в то время, когда вместо этого мы должны задать важный вопрос:

Кто я?

В восточной культуре особое внимание уделяется обращению внутрь себя, чтобы найти свое подлинное «я». Что заряжает вас энергией? Что делает тебя счастливым? Как вы идете по личному пути, который будет полноценным и благородным?

Большинство из нас в западном мире задают неправильные вопросы.

Вместо этого мы сосредотачиваемся на поверхностных вещах, которые на самом деле не имеют значения — причудливых должностях, блестящих машинах, модных ресторанах и новейших технологиях. Вещи, которые чаще всего не имеют ничего общего с тем, кто мы есть.

Вот как начать тяжелую работу по выяснению того, кто вы на самом деле под всем этим шумом:

В глубине души мы жаждем быть людьми, о которых читаем в классических сказках.

Фильмы, книги, фэнтези и видеоигры позволяют нам представить свою жизнь кем-то другим, и это приятно. Но наблюдать за тем, как Люк Скайуокер владеет световым мечом, — это не то же самое, что самому изучать кендо. Болеть за Человека-паука, когда он качается по городскому пейзажу, далеко не так круто, как самому качаться на лиане в Амазонке. Танцы — это весело, но мы отнесли их к спорту, который мы наблюдаем на экране, а не к деятельности, которая наполняет нас радостью.

Проблема современного мира в том, что все веселье достается «звездам».

Дело в том, что вам не нужно быть Лэнсом Армстронгом, чтобы ездить на велосипеде. Многим нравится кататься на велосипеде по живописной сельской местности, не устанавливая при этом мировых рекордов. Вы — герой своей истории жизни, так что пора перестать сбрасывать со счетов то, что вас действительно волнует.

Поиск нашей истинной личности является ключом к поиску смысла и цели.

По мере того, как мы выявляем связи со своим внутренним «я», мы подключаемся к заразной волне энергии. Мы можем видеть, когда кто-то активизируется, и нас к ним тянет. Нас впечатляют, вдохновляют или вдохновляют живые люди. Они стираются с нас и напоминают нам о чем-то, чем мы очень хотим быть.

Когда мы находим искру, которая воспламеняет наш дух, мы наполняемся жизненной силой, и люди видят это в наших глазах.

Как только вы поймете, что вам действительно нравится, вы сможете приступить к составлению плана действий, чтобы включить это в свою жизнь. Начните с того, что спросите себя о следующем.

• Что бы я сделал, если бы на моем пути ничего не стояло?
• ​Что я могу сделать, чтобы пойти туда?​
• Какие препятствия?
• ​Это реальное или предполагаемое ограничение?
• ​Как я могу преобразовать эти препятствия?
• ​Как я могу изменить свой нынешний образ жизни, чтобы приспособиться к этому и двигаться к цели?

Начните курировать жизнь, которая приносит удовольствие и наполнена хорошими вещами каждый день. Таким образом, вам не нужно будет фантазировать о том, чтобы стать Суперменом.

Как только вы определите свои приоритеты, у вас будет больше энергии, времени и денег, чтобы отправиться в любые приключения, которые вы желаете. В повседневной жизни у вас будет больше легкомыслия. Вы поймете, что приехали, когда ваша домашняя жизнь и время отпуска станут примерно одинаковыми.

Жизнь должна быть чудесным потоком опыта, уроков, приключений и возможностей распространять добро. Но чтобы достичь этого, вы должны сначала определить свои приоритеты и отпустить то, что вас сдерживает.

Как только вы это сделаете, вы будете испытывать радость, где бы вы ни находились.

Относитесь к отпуску как к мини-творческому отпуску.

Под этим я подразумеваю, что не тратьте свое драгоценное свободное время на автобусные экскурсии по очередному туристическому городу. Выберите место, где вы можете расслабиться и заняться книгой или какой-нибудь личной работой, или просто отоспаться. Спросите себя, что вам нужно, и позвольте себе напиться из этого источника.

Скажем, например, вы всегда хотели увидеть пирамиды в Египте. Хорошо, это недельный отпуск. Вам не нужно переворачивать всю свою жизнь, чтобы отправиться в путешествие, даже если вам трудно это представить, потому что ваша жизнь тяжела от ответственности.

Одной недели должно хватить большинству людей, а это не так уж сложно получить в современном мире. Если у вас есть маленькие дети, по очереди присматривайте за ними со своим супругом или другом. Совершайте мини-путешествия как можно чаще и планируйте более продолжительный отпуск, когда это возможно.

Я отношусь к воскресеньям как к микроотпускам. Я делаю только то, что кажется естественным, и стараюсь не строить никаких планов. По крайней мере, это дает мне возможность расслабиться и позволить дню развиваться. Поскольку у меня есть дети, день по-прежнему включает в себя беготню, но, по крайней мере, у них есть свободное время для игр и исследований. Делайте это всей семьей и наслаждайтесь.

Эти годы уже не вернуть, а чувство умиротворения, которое начнёт пронизывать вашу жизнь, бесценно.

Один из великих индийских святых нашего времени, Шри Рамана Махарши, рекомендовал проводить постоянное сканирование вашего сознания, чтобы успокоить болтовню ума и углубиться в суть вашего существа.

Это эффективная практика — перейти к делу и разобраться, кто мы на самом деле. Выполните следующие действия:

• Сядьте тихо и прислушайтесь к своим мыслям.​
• После того, как вы выделили замеченную вами мысль, задайте вопрос: «У кого только что возникла эта мысль?»
• Обычный ответ, который мы обычно придумываем, это «я» или «я». Затем начинается игра.
• ​Спросите себя: «Кто я?»​
• Отсюда вы можете задать дополнительный вопрос: «Кто только что задал этот вопрос?»
• ​А потом: «Кто это только что спросил?»

Когда мы начинаем углубляться в вопрос о том, кто мы есть, мы начинаем сталкиваться с несколькими фасадами или историями, которые мы создали об этой идентичности. Правда о том, кто мы есть, очень глубока и вдохновляет.

Немного потренировавшись, вы начнете понимать глубже. Ваша интуиция улучшится, и вы сможете использовать это внутреннее руководство для принятия более эффективных решений.

На самом деле, он откроет вам целый новый мир, который скрывался у всех на виду.

Один из самых действенных способов лучше понять, как мы живем, — это вести дневник.

Наше чувство смысла и цели скрыто в нашем подсознании. Ведение дневника дает нам пространство для того, чтобы пройти через то, что у нас на уме, а также выразить наши чувства и разочарования способом, который мы часто не делаем устно. Так много людей таскают за собой обиду и гнев и вымещают их на окружающих.

Если мы не знаем, что нас беспокоит, как мы можем адекватно сообщить об этом другим?

Наш мир такой шумный, и мы редко находим время, чтобы проверить себя. Ведение дневника снимает это давление, позволяя нам вести диалог с самими собой. Это помогает направить наше внимание на то, что происходит внутри, и устранить различия между нашим сознательным и бессознательным разумом.