Реферат: Сили тяжіння
Зміст:
1. Сили пружності
2. Сили тертя
3. Сили тяжіння(гравітаційні сили)
4. Доцентрова сила
5. Інерціальні і неінерціальні системи відліку. Сили інерції
6. Вага тіл. Рівняння сили тяжіння. Невагомість
7. Приклади розв’язку задач
8. Список використаної літератури
Сили пружності
Дотепер ми говорили про силу взагалі, не цікавлячись її походженням. Тепер перейдемо до розгляду деяких конкретних різновидів сил, широко представлених в природі і техніці і граючих важливу роль в механічних процесах. До них відносяться сили пружності, тертя, тяжіння і деякі інші. Почнемо з розгляду сил пружності.
Як вже наголошувалося, сила може деформувати тіло — зміщувати складові його частинки один щодо одного. При цьому (відповідно до третього закону Ньютона) всередині деформованого тіла виникає протидіюча сила, рівна по величині деформуючій силі і звана силою пружності. Наприклад, вантаж, що розтягує пружину, піддається дії сили пружності пружини. Сили пружності обумовлені взаємодією між частинками (молекулами і атомами) тіла і мають кінець кінцем електричну природу.
Існує декілька видів деформації тіл: одностороннє розтягування, одностороннє стиснення, всестороннє розтягування, всестороннє стиснення, кручення, зсув, вигин. Кожний вид деформації викликає появу відповідної сили пружності.
Досвід показує, що
пружна сила F , що виникає при малих деформаціях будь-якого вигляду, пропорційна величині деформації (зсуви) ∆ x :
(1)
де k — коефіцієнт пропорційності. Це положення називається законом Гука. Знак «мінус» указує на протилежність напрямів пружної сили і зсуву.
Деформація називається пружною, якщо після усунення деформуючої сили пружні сили повністю відновлюють первинні форму і розмір тіла. При малих зсувах ∆ x деформацію реальних тіл можна вважати пружною. При великих ∆ x виникає так звана залишкова деформація — тіло не відновлює повністю свої форму і розмір. При значних деформаціях може навіть відбутися руйнування тіла (розрив — при розтягуванні, злам — при вигині і т. п.).
Розглянемо пружну деформацію одностороннього розтягування стрижня (мал. 1). Хай до нижнього кінця закріпленого стрижня завдовжки х і площею поперечного перетину S прикладена деформуюча сила F'. Стрижень подовжиться на величину ∆ x і в ньому виникне пружна сила F = - F'. Досвід показує, що подовження пропорційно деформуючій силі і первинній довжині стрижня і обернено пропорційно до площі його поперечного перетину:
 |
(2)
звідки (3)
де Е — коефіцієнт, що характеризує пружні властивості речовини стрижня, званий модулем пружності, або модулем Юнга.
 |
Згідно формулі (2) (4)
Вважаючи ∆ x = х і S = 1, одержимо Е = F', тобто модуль Юнга чисельно рівний силі, що розтягує удвічі стрижень одиничної площі поперечного перетину. Щоб не виражати модуль Юнга дуже великими числами, його звичайно вимірюють позасистемними одиницями: кГ/мм2 (наприклад, у міді Е ≈ 10 000 кГ/мм2 , у сталі E≈ 20 000 кГ/мм2 ). В СІ модуль Юнга вимірюється в H/м2.
Очевидно, що все висловлене раніше залишиться справедливим і для випадку деформації одностороннього стиснення, якщо тільки рахувати ∆ x не подовженням, а укороченням стрижня.
Не зупиняючись на інших видах деформації, відзначимо тільки, що всі вони кінець кінцем можуть бути зведені до відповідних комбінацій деформацій одностороннього розтягування і стиснення. Наприклад, деформація вигину стрижня зводиться до деформації одностороннього розтягування верхньої частини стрижня при одночасній деформації одностороннього стиснення нижньої його частини (мал. 2; F' і F — деформуючі сили). Тому при вигині верхня частина стрижня, так би мовити, працює на розтягування, а нижня — на стиснення. Очевидно, що середня частина стрижня майже не чинить опору вигину. Ця обставина враховується в техніці і знаходить віддзеркалення в природі. Наприклад, стрижні, що працюють на вигин, звичайно роблять порожнистими (трубчастими), чим досягається економія матеріалу і полегшення конструкцій без збитку для міцності. Стебла злакових рослин і кістки птахів мають трубчасту будову, молоде листя, що не окріпнуло, згорнуте трубкою і т.п.
Сили тертя
Сила, перешкоджаюча ковзанню дотичних тіл друг щодо другові, називається силою тертя . Вона направлена по дотичній до поверхні зіткнення тіл протилежно швидкості ковзання даного тіла (тертя ковзання) . Тертя існує і у разі нерухомих один щодо одного тіл (тертя спокою). Максимальна сила тертя спокою рівна по величині тій якнайменшій зовнішній силі, яка викликає ковзання тел. З моменту початку ковзання сила тертя дещо зменшується (сила тертя ковзання завжди менше максимальної сили тертя спокою).
Завдяки тертю рівномірний прямолінійний рух тіла можливий тільки тоді, коли сила тертя ковзання урівноважена зовнішньою (рушійної) силою.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--