Question

Где используется силы тяжести упругости трения

Answer 1

Сила трения

Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:

 

Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

Сила упругости

Это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину — уменьшаем. Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации — сила упругости.

Закон Гука

 

Сила упругости направлена противоположно деформации.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле

При параллельном соединении жесткость

Жесткость образца. Модуль Юнга.

Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Характеризует способность материала сопротивляться деформации растяжения или сжатия. Значение модуля Юнга табличное.

Невесомость

Возьмем в руки пружину с подвешенным к ней грузом, а лучше пружинные весы. По шкале пружинных весов можно отсчитать вес тела. Если рука, держащая весы, покоится относительно Земли, весы покажут, что вес тела по модулю равен силе тяжести mg. Выпустим весы из рук, они вместе с грузом начнут свободно падать. При этом стрелка весов устанавливается на нуле, показывая, что вес тела стал равным нулю. И это понятно. При свободном падении и весы и груз движутся с одинаковым ускорением, равным g. Нижний конец пружины не увлекается грузом, а сам следует за ним, и пружина не деформируется. Поэтому нет силы упругости, которая действовала бы на груз. Значит, и груз не деформируется и не действует на пружину. Вес исчез! Груз, как говорят, стал невесомым.

Невесомость объясняется тем, что сила всемирного тяготения, а значит, и сила тяжести сообщают всем телам (в нашем случае – грузу и пружине) одинаковое ускорение g. Поэтому всякое тело, на которое действует только сила тяжести или вообще сила всемирного тяготения, находится в состоянии невесомости. В таких условиях находятся свободно падающие тела, например тела в космическом корабле. Ведь и космический корабль, и тела в нем тоже находятся в состоянии длительного свободного падения. Впрочем, в состоянии невесомости, хотя и непродолжительно, находится каждый из вас, спрыгивая со стула на пол или подпрыгивая вверх.

Это же можно доказать и математически. При свободном падении тела  a→=g→ и  P=m(g−g)=0 .

 

Answer 2

Силы тяжести, упругости и трения играют ключевую роль в множестве физических явлений и приложений. Вот как они применяются в различных контекстах:

1. Сила тяжести: - Ежедневная жизнь: Сила тяжести всегда действует вниз, притягивая все объекты к Земле. Это явление широко применяется в повседневной жизни, например, когда мы стоим, ходим или держим предметы в руках. - Движение планет и спутников: Сила тяжести играет важную роль в движении планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет.

2. Сила упругости: - Пружины: Упругость используется в пружинах, резиновых изделиях и других упругих материалах. Например, в автомобильных подвесках, пружинных маятниках, резиновых ремнях и т.д. - Деформация материалов: Упругость также играет роль в деформации материалов, таких как резина в шинах или упругие элементы в спортивных обуви.

3. Сила трения: - Транспорт: Сила трения влияет на движение автомобилей, поездов, самолетов и других транспортных средств. Она может быть полезной, например, при торможении, но также может сопротивляться движению, что требует дополнительной энергии. - Спорт и игры: Сила трения имеет значение в спорте, например, в боулинге (где трение между мячом и дорожкой влияет на его движение) или в настольном теннисе (где трение между ракеткой и мячом важно для контроля). - Инженерные приложения: В различных инженерных конструкциях, где необходимо предотвратить скольжение или обеспечить стабильность, сила трения может быть учтена.

В целом, эти физические силы взаимодействуют в различных системах, определяя их движение, устойчивость и поведение. В практике они широко используются для конструирования и оптимизации различных устройств и процессов в различных областях науки и техники.