Взаємодія тіл. Сила. Графічне зображення сил.
https://pidruchniki.in.ua/fizika-7-klas-bar-yahtar-2015/ підручник.
З поняттям сили в буквальному значенні ми стикаємося на кожному кроці. У побуті зміст слова «сила» й утворених від нього «силач», «сильний» пов'язаний з можливостями людини, тварини, механізму, з інтенсивністю прояву природних явищ.
Ми говоримо «найсильніша людина», «сила волі», «сильні почуття», «сильний мороз», «сильний двигун»...
Який зміст вкладають у поняття «сила» фізики?
Сила - міра взаємодії тіл.
Причиною зміни швидкості руху тіла є його взаємодія з іншими тілами. В будь-якому випадку результат залежить від того, наскільки "сильною" буде взаємодія. Мірою дії одного тіла на інше слугує фізична величина - сила.
Силу позначають латинською літерою F.
Сила - це фізична величина, тому її можна вимірювати.
Прилади для вимірювання сили називають динамометрами.
- Вимірювання сили динамометром (дерев'яний брусок, динамометр)
Вимірюють силу в ньютонах: (ньтон) (Одиниця вимірювання сили названа на честь Ісаака Ньютона - англійського ученого, який заклав основи сучасного природознавства, є творцем класичної фізики та один із засновників числення нескінченно малих).
Похідні одиниці вимірювання сили: 1кН=1000Н; 1мН=0,001Н.
Сила є причиною зміни швидкостей тіл або їх частин. Чим більша сила та чим довше вона діє на тіло, тим помітніше змінюється швидкість руху тіла.
Щоб тіла різної маси за однаковий час змінювали швидкості своїх рухів однаково, на них мають діяти різні сили.
1Н дорівнює силі, яка діючи на тіло масою 1 кг протягом 1 с, змінює швидкість руху цього тіла на 1 м/с:
Графічне зображення сил.
Сила є векторною величиною. Графічно силу зображають у вигляді відрізка прямої зі стрілкою на кінці - вектора. На рисунках вектор сили починають в точці, куди прикладена сила (цю точку називають - точка прикладання сили), і спрямовують у напрямку дії сили. Довжину стрілки іноді обирають такою, щоб вона в певному масштабі відповідала значенню сили.
Сила спричиняє зміну швидкості руху тіла як за значенням, так і за напрямком, тому й характеризуватися сила має і значенням і напрямком.
Результат дії одного тіла на інше залежить від значення прикладеної сили, точки прикладання сили, напряму дії сили:
- Якщо напрямок сили збігається з напрямком руху тіла, то значення швидкості тіла збільшується.
- Якщо напрямок сили протилежний напрямку руху тіла, то значення швидкості руху тіла зменшується.
- Якщо напрямок сили перпендикулярний до напрямку руху тіла, то змінюється лише напрямок швидкості руху тіла (рівномірний рух по колу).
- Якщо сила спрямована під кутом до напрямку руху тіла, то змінюються значення і напрямок швидкості руху тіла.
Рівнодійна сил.
На тіло може діяти не одна сила, а дві, три або більше.
На рисунку два хлопчики тягнуть тротуаром контейнер і діють на нього через трос T силами F1 F2 . Потім їх змінює чоловік і рухає контейнер із тією самою швидкістю. При цьому результуюча (рівнодійна) сила R, з якою діє на трос чоловік, чисельно дорівнює сумі значень сил F1 i F2 : R= F1+F2.
Дізнаємося, як знайти результат спільної дії двох сил, що діють на тіло в одному напрямку, і сил, що діють у протилежних напрямках.
Якщо дві сили, що діють на тіло, спрямовані в один бік, то напрямок їх рівнодійної збігається з напрямком дії прикладених сил.
Якщо дві сили, що діють на тіло, спрямовані протилежно, то напрямок їх рівнодійної збігається з гапрямком більшої сили.
- Анімація. Додавання сил, спрямованих вздовж однієї прямої
Залежно від напрямку сила може спричиняти збільшення чи зменшення швидкості руху тіла, або зміну його напрямку руху.
Якщо на тіло діє кілька сил то рівнодійна сил:
Якщо корабель розганяється чи гальмує, то рівнодійна сил дорівнює сумі сил вітру, тяжіння, виштовхування води, опору середовища.
Якщо тіло знаходиться в спокої чи рухається прямолінійно і рівномірно то рівнодійна всіх сил, прикладених до нього, дорівнює нулю.
Ілюстрація до байки Леоніда Глібова "Лебідь, щука і рак". Хто винен з них, хто ні - судить не нам, та тільки хура й досі там.
Сили в механіці. У ХІХ ст. кількість різних сил в механіці перевищувала 100. Наразі розглядають лише такі сили: силу тяжіння, магнітну силу, електричну силу, силу пружності, силу тертя, силу гравітації, вагу.
