.
Инерциальная система отсчета — это система отсчета, вокруг которой расположена материальная точка,
без внешних воздействий,
либо покоится, либо движется равномерно по прямой.
Первый закон движения Ньютона утверждает существование инерциальных систем отсчета.
В не очень точных расчетах можно игнорировать неинерционность систем отсчета, относящихся к поверхности Земли, а также различие между формой Земли и сферической формой, и предполагать, что ускорение свободного падения одинаково и равно повсюду на Земле.
2. В чем сила? Как его охарактеризовать?
Сила — это векторная физическая величина, которая измеряет интенсивность воздействия других тел и полей на данное тело. Сила, приложенная к твердому телу, изменяет его скорость или вызывает деформации и напряжения [1] [2].
Сила как векторная величина характеризуется модулем, направлением и «точкой» приложения силы.
3 Является ли первый закон Ньютона следствием второго закона? Почему?
Мы не можем рассматривать частный случай (z) второго закона как эквивалент первого, потому что первый закон предполагает существование ISO, а второй закон уже сформулирован в ISO. Первый закон Ньютона утверждает, что существуют инерциальные системы отсчета, и позволяет нам их находить. Второй закон Ньютона дает формулу для силы, действующей на тело — произведения массы тела и ускорения, создаваемого этой силой.
4. В чем принцип независимости сил?
Принцип независимости действия сил: если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, каждая из этих сил придает этой точке ускорение, определяемое вторым законом Ньютона, как если бы других сил не было. [
5. Какова физическая природа трения? В чем разница между сухим трением и жидкостным трением? Какие виды внешнего (сухого) трения вам известны?
Основными физическими объектами трения являются сопротивление и противоположность. Трение — это процесс взаимодействия тел при их относительном движении (перемещении) или при движении тела в газовой или жидкой среде. Сухое трение возникает между поверхностями твердых тел при отсутствии смазки.
Жидкое (вязкое) трение — это трение твердого тела с жидкой или газообразной средой или ее слоями.
Сухое трение подразделяется на трение скольжения и трение качения.
6. Что называют механической системой? Какие системы являются закрытыми? Является ли Вселенная закрытой системой?
Сбор материальных частиц создает систему материальных точек. Если система материальных частиц такова, что движение каждой из ее точек зависит от положения других точек, мы называем ее механической системой материальных точек. Закрытая система — это система, изолированная от внешней среды. Эта изоляция очень произвольна из-за общей взаимосвязи процессов в природе и обществе, но в некоторых случаях предполагается, что система настолько слабо связана с ее окружением, что ее можно игнорировать. Следовательно, при рассмотрении системы можно предположить, что ее входы и выходы не существуют или что их состояния постоянны во времени. Таким образом, с точки зрения классической термодинамики можно рассматривать
7. Каков закон сохранения количества движения? В каких системах это поддерживается? Почему это основной закон природы?
Закон сохранения углового момента (закон сохранения углового момента) гласит, что векторная сумма углового момента всех тел (или частиц) в системе постоянна, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему, равна равняется нулю.
численно равный произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющий направление скорости, он называется импульсом (количеством движения) этой материальной точки.
Это выполняется в инерциальных системах отсчета.
Закон сохранения количества движения применим не только к классической механике; это также относится к замкнутым системам микрочастиц, т.е. также относится к квантовой механике.
Рис.7. Схема привода механизма наклона люльки для системы наклона башни
Доставка материалов
Лабораторная сборка башенного самосвала.
8. Амперметр (2 шт.).
Процедура
Изучите конструкцию и работу механизма наклона люльки. Наклон люльки на угол 160 ° с помощью электродвигателя слева и справа от привода. Обратите внимание на особенности дифференциала. Найдите угловую скорость люльки. Верните подставку в исходное положение.
Снова затяните люльку на угол 160 ° с помощью электродвигателей с левой стороны привода (валы электродвигателей с правой стороны привода должны быть заторможены) и в этом случае определите угловую скорость люльки и обратите внимание к работе дифференциала. Верните подставку в исходное положение.
10. В чем заключается физическая сущность коэффициента трения качения? Лабораторная работа 2
2. Поместите груженый вагон на подставку, поверните подставку на угол 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160 °. Для каждого угла поворота определите силы в приводных тросах.
NS
в канатах с большими противовесами
NS
1
в малых противовесах
NS
2
(см. рис. 6). Обозначьте руки h
3
, ч
NS
1
, ч
NS
2
от вышеуказанных сил. Определите статический момент сопротивления вращению люльки.
куда
— коэффициент, учитывающий момент трения в цапфе люльки, k = 1,02; «+» относится к вращению люльки, «-» — к возврату люльки;
п
—
— количество направляющих шкивов, знак «-» поднимает, а знак «+» опускает противовесы;
η —
— коэффициент полезного действия шкива;
— статический момент сопротивления при вращении люльки.
Полученные данные занести в таблицу 2.
Угол поворота люльки, град.
Постройте статический момент сопротивления вращению люльки в зависимости от угла ее поворота,
М
CT.L
знак равно
ж
(α)
.
Постройте график крутящего момента на барабане относительно угла вращения барабана,
М
δ
знак равно
ж
(φ
δ
)
.
Учитывая, что время пуска двигателя t
п
= 4 с, время торможения t
р
= 3 с, время прохождения люльки с «медленной» скоростью
объем
мин
знак равно
Через 5 с, определив время движения люльки с установившейся скоростью, построить график зависимости угловой скорости барабана от времени (рис. 8). Используя приведенный выше график, постройте график зависимости угла поворота барабана от времени (рис. 9).
Использование диаграмм
М
δ
знак равно
ж
(φ
δ
)
и
φ
δ
знак равно
ж
(
объем
)
Постройте график изменения крутящего момента на приводе барабана в зависимости от времени.
5. Обратите внимание, что
М.
возможно
знак равно
М.
NS
/
а также
η
пр
куда
М.
еа
—
— крутящий момент на валу двигателя;
а также
—
передаточное число;
η
апр
—
КПД шестерен, соединяющих барабан с валом двигателя.
Рис 8. График изменения угловой скорости актуатора во времени
Рис.9. Зависимость угла поворота ползуна от времени
Отчет должен включать:
Краткая теоретическая информация.
Таблица с экспериментальными и расчетными данными.
Графики зависимости ω
δ
знак равно
ж
(
объем
)
, φ
δ
знак равно
ж
(
объем
)
,
М
ST.L
знак равно
ж
(α)
,
М
δ
знак равно
ж
(φ
δ
),
М
δ
знак равно
ж
(
объем
)
,
М.
возможно
знак равно
ж
(
объем
)
.
5. Анализ результатов работы.
Советы по безопасности труда
При анализе конструкции механизма наклона люльки отключите привод от напряжения. На выключателе должна быть табличка «Не включайте — люди работают».
Привод опрокидывающего механизма можно включать только с согласия преподавателя.
Запрещается измерять геометрические параметры при работающем приводе.
Перед включением привода наклона коромысла убедитесь, что тормоза находятся в «открытом» положении.
В чем преимущества тележки по сравнению со стационарной тележкой?
Как определяется момент сопротивления вращению люльки?
3. Как устроена люлька механизма наклона башни?
Каковы конструктивные особенности привода механизма наклона люльки?
Как определить крутящий момент на приводном барабане опрокидывающего механизма?
Как устроен механизм крепления автомобилей к люльке самосвала?
7. Для чего нужен дифференциал механизма наклона люльки?
8. Как построить график зависимости крутящего момента барабана от функции
Сила трения (Ftr) — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их перемещению относительно друг друга. Он создается электромагнитными силами, создаваемыми атомами и молекулами в точке встречи двух объектов.
Чтобы остановить движущийся объект, сила должна действовать в направлении, противоположном направлению движения. Например, если вы толкнете книгу по столу, она начнет двигаться. Сила, с которой вы действовали на книгу, сдвинет ее. Книга будет скользить, затем замедлится и остановится из-за трения.
Вышеупомянутое трение, возникающее при движении предметов, называется внешним или сухим трением. Но он также может существовать между частями или слоями одного и того же объекта (жидкости или газа), этот тип называется внутренним.
Основная характеристика — зависимость трения от скорости относительного движения тел.
Есть и другие отличительные особенности:
возникает, когда два движущихся тела касаются поверхностей;
его действие параллельно контактной поверхности;
направлено против вектора скорости тела;
зависит от качества поверхности (гладкая или шероховатая) взаимодействующих предметов;
Форма или размер объекта, движущегося в газе или жидкости, влияет на силу трения.
Есть несколько видов трения. Рассмотрим их отличия. Трение скольжения действует на книгу, когда она движется по столу.
где N — сила реакции опоры.
Следует отметить некоторые ситуации:
Таким образом, результирующая внешняя сила, действующая на тело, направлена параллельно поверхности земли.
Если результирующая внешняя сила направлена под углом α к поверхности, то.
Затем тело тянут по наклонной плоскости под углом α к горизонту.
Если вы едете на велосипеде, трение, создаваемое контактом колес с колесами, называется трением качения. Этот тип силы намного меньше трения скольжения.
Значительно более низкие значения этого типа силы используются людьми, использующими колеса, ролики и шарикоподшипники в различных движущихся частях оборудования.
Шарль Огюстен Кулон в своей работе по теории трения предложил следующий метод расчета силы трения качения:
Сила трения — FizikatTYT
где λ — коэффициент трения качения, R — радиус вала или колеса, P — вес корпуса.
Представьте себе ситуацию, когда человек пытается перенести диван с одного места на другое. Человек с некоторой силой толкает диван, но не может его сдвинуть. Это потому, что диван не ускоряется. Это означает, что результат воздействия внешних сил на диван равен нулю. Следовательно, человеческая сила компенсируется силой той же величины, но направленной в противоположном направлении. Это сила трения покоя.
Особенности сил трения
F трение действует в ответ на силы, которые заставляют неподвижный объект двигаться. Если на неподвижный объект не действует какое-либо внешнее воздействие, величина этой силы равна нулю. Если появляется внешняя сила (F), сила трения в состоянии покоя увеличивается до максимума, и тело начинает двигаться. Значение силы трения скольжения практически совпадает с максимальным значением силы трения покоя.
,
μ — коэффициент трения.
- Смазка, чаще всего в виде тонкой пленки жидкости, снижает трение.
- Конкретными средами, которые также проявляют этот тип силы, являются жидкости или газы. В этих средах трение возникает только при движении объекта. Также существует коэффициент трения, который зависит от того, из чего сделаны две соприкасающиеся поверхности. Следовательно, сила трения, действующая на тело, равна коэффициенту трения, умноженному на силу реакции опоры (поверхности).
- Чтобы преодолеть трение, мы попросили кого-нибудь помочь нам убрать с дороги гардероб. Что мы обнаружили? Что после приложения силы, превышающей силу трения в состоянии покоя, шкаф не только сдвинулся, но и некоторое время продолжал двигаться в желаемом направлении, конечно, с нашей помощью. И усилия, вложенные в работу, были более или менее одинаковыми во всех случаях. В этом случае нам мешала сила трения скольжения, которая была направлена в направлении, противоположном приложенной силе. Стоит отметить, что его сопротивление намного ниже силы трения покоя. Чтобы ограничить это, по мере необходимости используются различные смазочные материалы.
- Если вспомнить, что однажды нам придется отодвинуть шкаф назад, мы решаем оснастить его колесами. В этом случае результирующее действие называется трением качения, потому что объект больше не будет скользить, а будет катиться по поверхности. Катящиеся колеса будут слегка вдавливаться в ковер, создавая неровности, которые нам предстоит преодолеть. Вот что вызывает трение качения. Конечно, если бы мы переместили шкаф на паркет, а не на ковер, его было бы еще легче переместить, потому что паркет тверже ковра. По той же причине велосипедистам намного легче ездить по автостраде, чем по пляжу с мелким песком.
- Каковы вред и преимущества каждого типа силы трения? Конечно, эти примеры немного преувеличены — жизнь немного сложнее. Однако, хотя сила трения имеет очевидные недостатки, которые создают ряд трудностей в жизни, ясно, что без него было бы гораздо больше проблем. Поэтому у этого значения есть свои достоинства и недостатки.
Виды трения
Среди примеров его вредоносности одним из ведущих является проблема с переноской тяжелых грузов, быстрый износ любимых вещей и невозможность создать вечный двигатель, потому что трение заставляет любое движение рано или поздно останавливаться, требуя вмешательства. других.
Сила трения скольжения
Примеры полезности этой силы включают тот факт, что мы можем комфортно ходить по земле, не скользя на каждом шагу, наша одежда плотно прилегает к ней и не сразу выпадает с места, потому что нити ткани удерживаются вместе за счет трения. Кроме того, люди используют принцип этой силы для орошения скользких дорог, тем самым избегая многих аварий и травм.
Человечество научилось взаимодействовать с этой физической величиной, увеличивая и уменьшая ее в зависимости от своих целей. Наша ближайшая задача — постараться использовать его максимально эффективно.
- Силы трения всегда направлены по контактирующим поверхностям в направлении, противоположном движению тела. При изменении направления скорости меняется и направление сил трения.
- Силы трения, как и силы упругости, имеют электромагнитную природу. Они возникают в результате взаимодействия атомов и молекул соприкасающихся тел.
- Силы трения отличаются от сил тяжести и сил упругости тем, что эти силы зависят не только от конфигурации тел, то есть их взаимного расположения, но и от относительных скоростей взаимодействующих тел.
Если силы трения действуют между различными контактирующими телами (например, между телом и плоскостью, на которой оно движется или опирается), это трение называется внешним трением. Чисто внешнее трение — это сухое трение, возникающее при отсутствии смазки между телами.
Сила трения качения
Силы сухого трения в значительной степени зависят от степени чистоты контактирующих поверхностей, их чистоты и относительной скорости. Силы сухого трения возникают не только тогда, когда одно тело скользит по поверхности другого, но и когда делается попытка вызвать такое скольжение. Например, использование смазки на лыжах снижает шероховатость поверхности, что приводит к уменьшению силы трения. С другой стороны, использование соли и песка на скользких дорогах направлено на изменение поверхности с целью увеличения ее шероховатости.
Другой тип трения между твердыми телами — трение качения. Происходит, когда любое тело катится по поверхности, например колесо автомобиля по асфальту.
Что вызывает трение качения? Естественно, шероховатость соприкасающихся поверхностей играет роль в замедлении движения. Но это не главная причина. Основная причина — гистерезис деформации. В месте контакта колеса с поверхностью возникает небольшая упругая деформация. Когда колесо катится, каждый участок поверхности колеса подвергается циклической деформирующей нагрузке. Неполное возвращение окружности к первоначальной форме после деформации называется гистерезисом. Он отвечает за преобразование механической энергии в тепловую, что на практике проявляется как трение качения.
Все знают, что такое ветер и морские течения. С точки зрения физики, эти процессы представляют собой направленное движение огромного количества атомов и молекул, составляющих текучие вещества. Сила трения в этих веществах вызвана многочисленными столкновениями твердых частиц с газами и жидкостями при их движении в жидких веществах. Каждая молекула, сталкиваясь с телом, передает импульс, направленный против вектора движения. Величина этого импульса мала, но количество молекул огромно, поэтому результирующая сила трения макроскопическая по своей природе.
