Сложение сил производят, используя правило сложения векторов. Или так называемое правило параллелограмма. Так как сила изображается в виде вектора, то есть это отрезок, длинна которого показывает числовое значение силы, а направление указывает направление действия силы. То складывают силы, то есть вектора, с помощью геометрического суммирования векторов.
С другой стороны сложение сил это нахождение равнодействующей нескольких сил. То есть когда на тело действует несколько разных сил. Разных как по величине, так и по направлению. Необходимо найти результирующую силу, которая буде действовать на тело в целом. В этом случае можно силы складывать попарно использую правило параллелограмма. Сначала складываем две силы. К их равнодействующей прибавляем еще одну. И так до тех пор, пока не сложатся все силы.
Рисунок 1 - Правило параллелограмма.
Правило параллелограмма можно описать так. Для двух сил выходящих из одной точки, и имеющих между собой угол отличный от нуля или 180 градусов. Можно построить параллелограмм. Путем переноса начала одного вектора в конец другого. Диагональ этого параллелограмма и будет равнодействующей этих сил.
Но также можно использовать и правило многоугольника сил. В этом случае выбирается начальная точка. Из этой точки выходит первый вектор силы действующей на тело, далее к его концу добавляется следующий вектор, методом параллельного переноса. И так далее до тех пор, пока не будет получен многоугольник сил. В конце концов, равнодействующей всех сил в такой системе будет вектор, проведенный из начальной точки в конец последнего вектора.
Рисунок 2 - Многоугольник сил.
В случае если тело движется под действием нескольких сил приложенных к разным точкам тела. Можно считать, что оно движется под действием равнодействующей силы приложенной к центру масс данного тела.
Наряду со сложением сил, для упрощения расчетов движения, применяется и метод разложения сил. Как видно из названия, суть метода заключается в том, что одну силу, действующую на тело, раскладывают на составляющие силы. В этом случае составляющие силы оказывают на тело такое же воздействие, как и изначальная сила.
Разложение сил также производится по правилу параллелограмма. Они должны выходить из одной точки. Из той же точки, из которой выходит разлагаемая сила. Как правило, разлагаемую силу представляют в виде проекций на перпендикулярные оси. К примеру, как сила тяжести и сила трения, действующие на брусок, лежащий на наклонной плоскости.
Рисунок 3 - Брусок на наклонной плоскости.
Сложение сил
операция определения векторной величины R,
равной геометрической сумме векторов, изображающих силы данной системы и называется главным вектором этой системы сил. С. с. производится по правилу сложения векторов, в частности построением многоугольника сил (См. Многоугольник сил). Механический смысл величины R
определяется теоремами статики (См. Статика) и динамики (См. Динамика). Так, если система сил, действующих на твёрдое тело, имеет равнодействующую, то она равна главному вектору этих сил. При движении любой механической системы её центр масс движется так же, как двигалась бы материальная точка, имеющая массу, равную массе всей системы, и находящаяся под действием силы, равной главному вектору всех действующих на систему внешних сил.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Сложение сил" в других словарях:
Сложение сил - Сложение сил: а силы F1,F2,F3.., Fn, приложение к телу; б сложение сил по правилу многоугольника, a b c d..n силовой многоугольник; R равнодействующая сил. СЛОЖЕНИЕ СИЛ, нахождение геометрической суммы (так называемого главного вектора) данной… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Операция определения векторной величины R, равной геом. сумме векторов, изображающих силы данной системы и наз. главным вектором этой системы сил. С. с. производится по правилу сложения векторов, в частности построением параллелограмма сил или… … Физическая энциклопедия
Нахождение геометрической суммы (т. н. главного вектора) данной системы сил путем последовательного применения правила параллелограмма сил или построения силового многоугольника. Для сил, приложенных в одной точке, при сложении сил определяется… … Большой Энциклопедический словарь
Нахождение геометрической суммы (так называемого главного вектора) данной системы сил путём последовательного применения правила параллелограмма сил или построения силового многоугольника. Для сил, приложенных в одной точке, при сложении сил… … Энциклопедический словарь
сложение сил - jėgų sudėtis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. addition of forces; composition of forces vok. Zusammensetzung von Kräften, f rus. сложение сил, n pranc. composition des forces, f … Fizikos terminų žodynas
Нахождение геом. суммы (т. н. главного вектора) данной системы сил путём последоват. применения правила параллелограмма сил или построения силового многоугольника. Для сил, прилож. в одной точке, при С. с. определяется их равнодействующая … Большой энциклопедический политехнический словарь
Нахождение геом. суммы (т. н. главного вектора) данной системы сил путём последоват. применения правила параллелограмма сил или построения силового многоугольника. Для сил, приложенных в одной точке, при С. с. определяется их равнодействующая … Естествознание. Энциклопедический словарь
СЛОЖЕНИЕ, сложения, ср. 1. только ед. Действие по гл. сложить во 2, 5 и 7 знач. складывать слагать. Сложение сил (замена нескольких сил одной, производящей равноценное действие; физ.). Сложение величин. Сложение обязанностей. 2. только ед. Одно… … Толковый словарь Ушакова
1) скоростей и ускорений, 2) сил, 3) моментов сил и количества движения. С. скоростей и ускорений. При разложении движения точки или твердого тела на составляющие движения и при соединении нескольких движений (см. Соединение движений) является… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Книги
- Золотой теленок , Ильф Илья Арнольдович , Петров Евгений Петрович , Илья Ильф (Илья Арнольдович Файнзильберг, 1897 - 1937) и Евгений Петров (Евгений Петрович Катаев, 1903 - 1942), поняв, что потенциальное содержание образа хитроумного жулика Остапа Бендера не… Категория: Классическая отечественная проза Серия: Литературные шедевры Издатель: Проф-Издат ,
- Диалектика общественной консолидации , Пастухов В. , В книге даётся оригинальная концепция развития российского общества, его восходящее структурирование происходит в результате разрешения горизонтальных противоречий, тогда как нисходящая… Категория:
Статика изучает условия равновесия материальной точки и абсолютного твердого тела.
Абсолютно твердое тело - тело, размеры и форму которого можно считать неизменными.
Под условиями равновесия понимают условия, при которых тело при наличии внешнего воздействия может находиться в покое относительно инерциальной системы отсчета; двигаться поступательно, равномерно и прямолинейно; равномерно вращаться относительно оси, проходящей через центр масс.
Сила. Сложение сил
Основные физические величины, используемые в статике, - сила и момент силы. Сила как величина векторная характеризуется модулем, направлением в пространстве и точкой приложения.
Результат действия силы на материальную точку зависит только от ее модуля и направления. Твердое же тело имеет определенные размеры. Поэтому одинаковые по модулю и направлению силы вызывают различные движения твердого тела в зависимости от точки приложения.
Точку приложения силы можно переносить только вдоль прямой, вдоль которой эта сила действует. Об этом необходимо всегда помнить при осуществлении различных операций над силами.
Сила \(~\vec R\), которая производит на тело такое же действие, как и несколько одновременно действующих на него сил, называется равнодействующей . Она равна геометрической сумме этих сил\[~\vec R = \sum^n_{i=1} \vec F_i\].
Сложить силы - это значит найти их равнодействующую.
Если к телу приложено две силы в одной точке, то равнодействующую находят по правилу параллелограмма (рис. 1). Модуль равнодействующей двух сил можно определить по теореме косинусов
\(~R = \sqrt{F^2_1 + F^2_2 + 2F_1F_2 \cos \alpha}\)
или при α = 90°- по теореме Пифагора.
Если непараллельные силы приложены в разных точках тела, то для нахождения их равнодействующей эти силы \(~\vec F_1\) и \(~\vec F_2\) переносят в точку О пересечения прямых, вдоль которых они действуют (рис. 2), а затем производят их векторное сложение по правилу параллелограмма. Точкой приложения равнодействующей силы может быть любая точка прямой, вдоль которой она действует.
Физика. 7 класс
Тема: Взаимодействие тел
Урок 21. Сложение сил
Юдина Н.А., учитель физики высшей категории ЦО №1409, финалист городского конкурса «Учитель года» (Москва, 2008)
27.10.2010 г.
Сложение сил - результирующая сила, равнодействующая сила
Добрый день.
Сегодня двадцать первый урок.
Раздел «Взаимодействие тел». И сегодня мы познакомимся со способом сложения сил, когда на тело действует не одна, а сразу несколько сил, равнодействующая сила или результирующая сила.
Давайте обратимся к примеру. К пружине мы подвесим два груза, масса каждого из которых 100 г. Итак, суммарная масса получившегося тела 200 г.
Это значит, что сила тяжести, которая действует на это получившееся тело, 2 Н. Давайте попробуем изобразить эту силу тяжести в масштабе графически.
Рисунок
Масштаб выбран 1Н – это единичный отрезок. Тогда сила тяжести, действующая на тело, =.
Теперь мы попробуем прикрепить еще один груз массой 100 г.
Как мы видим, пружина растянулась. Динамометр показывает нам общую силу 3Н.
Изобразим еще раз силу, действующую на первые два груза.
Затем добавим силу тяжести, действующую на дополнительный груз, .
Обратите внимание, что обе силы направлены вдоль одной прямой в одну сторону. Равнодействующая сила, найдём её, для этого необходимо сложить модули этих сил R=F1+F2.
Направление равнодействующей будет в ту же сторону, куда и были направлены обе силы.
А теперь обратимся к примеру, который позволит разобрать ситуацию, когда силы направлены в разные стороны.
Итак, две команды перетягивают канат. Суммарная сила одной команды составляет =500 Н. Суммарная сила второй команды составляет =700 Н.
Масштаб: 100 Н.
Я выбрала масштаб – единичный отрезок соответствует 100 Н.
И тогда на рисунке четко видно: 5 единичных отрезков – сила первой команды составляет 500 Н; 7 единичных отрезков – сила действия второй команды составляет 700 Н. На рисунке видно, что эти две силы направлены в разные стороны вдоль одной прямой. Для того чтобы найти равнодействующую этих двух сил, необходимо из большей по модулю силы вычесть меньшую по модулю силу R= F2- F1, и направление результирующей силы будет в сторону большей силы.
На чертеже мы можем указать название: – результирующая или равнодействующая сила.
В случае, когда на тело действует не одна, а несколько сил сразу, необходимо найти их равнодействующую.
Необходимо также помнить, что если на тело действует несколько сил, но, как в данном случае, эти силы равны по модулю и противоположны по направлению, сила тяжести, действующая на эти грузы к земле, вниз, и сила упругости, действующая вверх, – эти силы равны по модулю и противоположны по направлению.
В этом случае тело будет либо покоиться, либо оно может двигаться равномерно и прямолинейно.
Спасибо. До свидания.
При одновременном действии на одно тело нескольких сил тело движется с ускорением, являющимся векторной суммой ускорений, которые бы возникли под действием каждой силы в отдельности. Действующие на тело силы, приложенные к одной точке, складываются по правилу сложения векторов.
Векторная сумма всех сил, одновременно действующих на тело, называется равнодействующей силой .
Прямая, проходящая через вектор силы, называется линией действия силы. Если силы приложены к разным точкам тела и действуют не параллельно друг другу, то равнодействующая приложена к точке пересечения линий действия сил. Если силы действуют параллельно друг другу, то точки приложения результирующей силы нет, а линия ее действия определяется формулой: (см. рисунок).
Момент силы. Условие равновесия рычага
Основным признаком взаимодействия тел в динамике является возникновение ускорений. Однако часто бывает нужно знать, при каких условиях тело, на которое действует несколько различных сил, находится в состоянии равновесия.
Существует два вида механического движения – поступательное движение и вращение .
Если траектории движения всех точек тела одинаковы, то движение поступательное . Если траектории всех точек тела – дуги концентрических окружностей (окружностей с одним центром – точкой вращения), то движение вращательное.
Равновесие невращающихся тел : невращающееся тело находится в равновесии, если геометрическая сумма сил, приложенных к телу, равна нулю.
Равновесие тела, имеющего неподвижную ось вращения
Если линия действия силы, приложенной к телу, проходит через ось вращения тела, то эта сила уравновешивается силой упругости со стороны оси вращения.
Если линия действия силы не пересекает ось вращения, то эта сила не может быть уравновешена силой упругости со стороны оси вращения, и тело поворачивается вокруг оси.
Вращение тела вокруг оси под действием одной силы может быть остановлено действием второй силы. Опыт показывает, что если две силы по отдельности вызывают вращение тела в противоположных направлениях, то при их одновременном действии тело находится в равновесии, если выполняется условие:
,
где
d 1 иd 2 – кратчайшие расстояния от линий
действия силF 1 иF 2. Расстояниеdназываетсяплечом силы
, а произведение
модуля силы на плечо –моментом
силы
:
.
Если моментам сил, вызывающим вращение тела вокруг оси по часовой стрелке, приписать положительный знак, а моментам сил, вызывающим вращение против часовой стрелки, – отрицательный знак, то условие равновесия тела, имеющего ось вращения, можно сформулировать в виде правила моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:
За единицу вращающего момента в СИ принимается момент силы в 1 Н, линия действия которой находится на расстоянии 1 м от оси вращения. Эту единицу называют ньютон-метром .
Общее условие равновесия тела :тело находится в равновесии, если равны нулю геометрическая сумма всех приложенных к нему сил и алгебраическая сумма моментов этих сил относительно оси вращения .
При выполнении этого условия тело необязательно находится в покое. Оно может двигаться равномерно и прямолинейно или вращаться.