Реши задание на изображении
Краткий ответ — вот заполненная таблица:
| Сила | Обозначение | Определение | Как вычислить | Направление | Точка приложения |
|---|---|---|---|---|---|
| Сила тяжести | \(\vec F_{\text{тяж}}\) | Сила, с которой Земля притягивает тело | \(F_{\text{тяж}}=mg\), где \(m\) — масса тела, \(g\approx 9{,}8\) Н/кг (часто берут \(10\) Н/кг) | Вертикально вниз | Центр тяжести тела |
| Сила упругости | \(\vec F_{\text{упр}}\) | Сила, возникающая при деформации тела и стремящаяся вернуть ему прежнюю форму и размеры | \(F_{\text{упр}}=k\Delta l\), где \(k\) — жёсткость, \(\Delta l\) — удлинение или сжатие (закон Гука, для малых деформаций) | Противоположно смещению частиц при деформации, вдоль оси деформации | В точке контакта с телом, на которое действует деформированное тело; например, на конце пружины |
| Вес тела | \(\vec P\) | Сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле | \(P=mg\) — при покое на горизонтальной опоре или вертикальном подвесе; в общем случае \(P=N\) по модулю | Вертикально вниз | Точка опоры или подвеса |
| Сила трения | \(\vec F_{\text{тр}}\) | Сила, возникающая при соприкосновении тел и препятствующая их относительному движению | \(F_{\text{тр}}=\mu N\), где \(\mu\) — коэффициент трения, \(N\) — сила нормальной реакции опоры. На горизонтальной опоре без других вертикальных сил \(N=mg\) | Против относительной скорости движения или попытки движения, вдоль поверхности соприкосновения | По поверхности соприкосновения тел |
| Сила Архимеда | \(\vec F_A\) | Выталкивающая сила, с которой жидкость или газ действуют на погружённое в них тело | \(F_A=\rho_{\text{ж}}gV_{\text{погр}}\), где \(\rho_{\text{ж}}\) — плотность жидкости или газа, \(V_{\text{погр}}\) — объём погружённой части тела | Вертикально вверх | Центр объёма погружённой части тела, то есть центр вытесненной жидкости |
Как это понять
Сила — это вектор. Поэтому для каждой силы указывают не только формулу, но и направление и точку приложения.
Сила тяжести и вес — разные силы.
Сила тяжести действует на само тело со стороны Земли.
Вес действует на опору или подвес со стороны тела.
Они равны по модулю только в простом случае: тело покоится на горизонтальной опоре или висит на вертикальном подвесе.В формуле трения \(N\) — не всегда \(mg\).
Если тело находится на горизонтальной поверхности и других вертикальных сил нет, тогда \(N=mg\). Но на наклонной плоскости или при дополнительном давлении \(N\) нужно находить отдельно.В формуле Архимеда важен объём погружённой части.
Если тело погружено не полностью, берут только объём его подводной части.
Проверка
Все формулы дают силу в ньютонах:
- \(mg\): \(\text{кг}\cdot\text{Н/кг}=\text{Н}\);
- \(k\Delta l\): \(\text{Н/м}\cdot\text{м}=\text{Н}\);
- \(\mu N\): безразмерный коэффициент \(\cdot\,\text{Н}=\text{Н}\);
- \(\rho gV\): \(\text{кг/м}^3\cdot\text{Н/кг}\cdot\text{м}^3=\text{Н}\).
