Suma vectorială a tuturor forțelor care acționează asupra unui corp. Vectorul principal este suma vectorială a tuturor forțelor aplicate corpului

Un cerc.

C) parabolă.

D) traiectoria poate fi oricare.

E) drept.

2. Dacă corpurile sunt separate printr-un spațiu fără aer, atunci este posibil transferul de căldură între ele

A) conductivitate termică și convecție.

B) radiații.

C) conductivitate termică.

D) convecție și radiație.

E) convecție.

3. Electronii și neutronii au sarcini electrice

A) electron – negativ, neutron – pozitiv.

B) electron și neutron – negativ.

C) electron – pozitiv, neutron – negativ.

D) electron și neutron – pozitiv.

E) electronul – negativ, neutronul – nu are sarcină.

4. Curentul necesar pentru a efectua lucrări egal cu 250 J cu un bec de 4V și timp de 3 minute este egal cu

5. Ca rezultat al unei transformări spontane, nucleul unui atom de heliu a zburat din nucleul atomic ca urmare a următoarei dezintegrari radioactive

A) radiații gamma.

B) dezintegrarea a doi protoni.

C) dezintegrarea alfa.

D) dezintegrarea protonilor.

E) dezintegrarea beta.

6. Un punct de pe sfera cerească, care este desemnat prin același semn ca și constelația Rac, este un punct

A) parada planetelor

B) echinocțiul de primăvară

C) echinocțiul de toamnă

D) solstițiul de vară

E) solstițiul de iarnă

7. Mișcarea unui camion este descrisă de ecuațiile x1= - 270 + 12t, iar deplasarea unui pieton de-a lungul marginii aceleiași autostrăzi prin ecuația x2= - 1,5t. Ora întâlnirii este

8. Dacă un corp este aruncat în sus cu o viteză de 9 m/s, atunci va atinge înălțimea maximă în (g = 10 m/s2)

9. Sub acțiunea unei forțe constante egale cu 4 N, un corp cu masa de 8 kg se va deplasa

A) accelerat uniform cu o accelerație de 0,5 m/s2

B) accelerat uniform cu o accelerație de 2 m/s2

C) accelerat uniform cu o accelerație de 32 m/s2

D) uniform la viteza de 0,5 m/s

E) uniform la viteza de 2 m/s

10. Puterea motorului de tracțiune a troleibuzului este de 86 kW. Lucrul care poate fi realizat de motor în 2 ore este

A) 619200 kJ.

C) 14400 kJ.

E) 17200 kJ.

11. Energia potențială a unui corp deformat elastic când deformația crește de 4 ori

A) nu se va schimba.

B) va scadea de 4 ori.

C) va crește de 16 ori.

D) va crește de 4 ori.

E) va scadea de 16 ori.

12. Bilele cu mase m1 = 5 g și m2 = 25 g se deplasează una spre alta la viteze υ1 = 8 m/s și υ2 = 4 m/s. După un impact neelastic, viteza mingii m1 este egală (direcția axei de coordonate coincide cu direcția de mișcare a primului corp)

13. Cu vibratii mecanice

A) numai energia potențială este constantă

B) atât energia potențială cât și energia cinetică sunt constante

C) numai energia cinetică este constantă

D) numai energia mecanică totală este constantă

E) energia este constantă în prima jumătate a perioadei

14. Dacă staniul este la punctul de topire, atunci topirea a 4 kg va necesita o cantitate de căldură egală cu (J/kg)

15. Un câmp electric de intensitate 0,2 N/C acţionează asupra unei sarcini de 2 C cu o forţă

16. Stabiliți succesiunea corectă a undelor electromagnetice pe măsură ce frecvența crește

1) unde radio, 2) lumină vizibilă, 3) raze X, 4) radiații infraroșii, 5) radiații ultraviolete

A) 4, 1, 5, 2, 3

B) 5, 4, 1, 2, 3

C) 3, 4, 5, 1, 2

D) 2, 1, 5, 3, 4

E) 1, 4, 2, 5, 3

17. Un elev decupează tablă aplicând o forță de 40 N pe mânerele foarfecelor Distanța de la axa foarfecelor până la punctul de aplicare a forței este de 35 cm, iar distanța de la axa foarfecelor faţă de tablă este de 2,5 cm.Forţa necesară pentru tăierea tablei

18. Aria pistonului mic al unei prese hidraulice este de 4 cm2, iar aria celui mare este de 0,01 m2. Forța de presiune asupra pistonului mare este mai mare decât forța de presiune asupra pistonului mic în interior

B) de 0,0025 ori

E) de 0,04 ori

19. Un gaz, care se extinde la o presiune constantă de 200 Pa, a lucrat 1000 J. Dacă gazul a ocupat inițial un volum de 1,5 m, atunci noul volum de gaz este egal cu

20. Distanța de la obiect la imagine este de 3 ori mai mare decât distanța de la obiect la lentilă. Acesta este un obiectiv...

A) biconcav

B) plat

C) colectare

D) împrăștiere

E) plat-concav

Acțiunea mecanică a corpurilor unul asupra celuilalt este întotdeauna interacțiunea lor.

Dacă corpul 1 acționează asupra corpului 2, atunci corpul 2 acționează în mod necesar asupra corpului 1.

De exemplu,rotile motoare ale unei locomotive electrice (Fig. 2.3) sunt actionate de fortele statice de frecare de la sine, indreptate spre miscarea locomotivei electrice. Suma acestor forțe este forța de tracțiune a locomotivei electrice. La rândul lor, roțile motoare acționează asupra șinelor prin forțe statice de frecare îndreptate în sens opus.

O descriere cantitativă a interacțiunii mecanice a fost oferită de Newton în lucrarea sa a treia lege a dinamicii.

Pentru punctele materiale prezenta lege este formulat Asa de:

Două puncte materiale acționează unul asupra celuilalt cu forțe egale ca mărime și îndreptate opus de-a lungul unei linii drepte care leagă aceste puncte(Fig.2.4):
.

A treia lege nu este întotdeauna adevărată.

Efectuat strict

    în cazul interacțiunilor de contact,

    în timpul interacţiunii corpurilor în repaus la o oarecare distanţă unele de altele.

Să trecem de la dinamica unui punct material individual la dinamica unui sistem mecanic format din puncte materiale.

Pentru -din acel punct material al sistemului, conform celei de-a doua legi a lui Newton (2.5), avem:

. (2.6)

Aici Și - masa si viteza - acel punct material, - suma tuturor forțelor care acționează asupra acesteia.

Forțele care acționează asupra unui sistem mecanic sunt împărțite în externe și interne. Forțe externe acționează asupra punctelor unui sistem mecanic din alte corpuri externe.

Forțele interioare acţionează între punctele sistemului însuşi.

Apoi forta în expresia (2.6) poate fi reprezentat ca suma forțelor externe și interne:

, (2.7)

Unde
rezultanta tuturor fortelor externe care actioneaza asupra - acel punct al sistemului; - forță internă care acționează în acest punct din lateral th.

Să înlocuim expresia (2.7) în (2.6):

, (2.8)

însumând laturile stângă și dreaptă ale ecuațiilor (2.8), scrise pentru toate puncte materiale ale sistemului, obținem

. (2.9)

Conform celei de-a treia legi a lui Newton, forțele de interacțiune -acela si -punctele sistemului sunt egale ca mărime și opuse ca direcție
.

Prin urmare, suma tuturor forțelor interne din ecuația (2.9) este egală cu zero:

. (2.10)

Se numește suma vectorială a tuturor forțelor externe care acționează asupra sistemului principalul vector al forțelor externe

. (2.11)

Inversand operatiile de insumare si diferentiere in expresia (2.9) si tinand cont de rezultatele (2.10) si (2.11), precum si de definitia impulsului sistemului mecanic (2.3), obtinem

- ecuația de bază pentru dinamica mișcării de translație a unui corp rigid.

Această ecuație exprimă legea schimbării impulsului unui sistem mecanic: derivata în timp a impulsului unui sistem mecanic este egală cu vectorul principal al forțelor externe care acționează asupra sistemului.

2.6. Centrul de masă și legea mișcării sale.

Centrul de masă(inerția) unui sistem mecanic se numește punct , al cărui vector rază este egal cu raportul dintre suma produselor maselor tuturor punctelor materiale ale sistemului prin vectorii lor rază și masa întregului sistem:

(2.12)

Unde Și - vector de masă și rază - acel punct material, -numărul total al acestor puncte,
masa totală a sistemului.

Dacă vectorii cu rază sunt desenați din centrul de masă , Acea
.

Prin urmare, centrul de masă este un punct geometric , pentru care suma produselor maselor tuturor punctelor materiale care formează un sistem mecanic prin vectorii lor cu rază trase din acest punct este egală cu zero.

În cazul distribuției continue a masei în sistem (în cazul unui corp extins), vectorul rază a centrului de masă al sistemului este:

,

Unde r– vectorul rază al unui element mic al sistemului, a cărui masă este egală cudm, integrarea se realizează asupra tuturor elementelor sistemului, adică pe toată masa m.

Diferențiând formula (2.12) în funcție de timp, obținem

expresie pentru viteza centrului de masă:

Viteza centrului de masă a unui sistem mecanic este egal cu raportul dintre impulsul acestui sistem și masa sa.

Apoi impulsul sistemuluieste egal cu produsul dintre masa sa și viteza centrului de masă:

.

Înlocuind această expresie în ecuația de bază a dinamicii mișcării de translație a unui corp rigid, avem:

(2.13)

- centrul de masă al unui sistem mecanic se mișcă ca punct material, a cărui masă este egală cu masa întregului sistem și care este acționată de o forță egală cu vectorul principal al forțelor externe aplicate sistemului.

Ecuația (2.13) arată că pentru a modifica viteza centrului de masă al sistemului, este necesar ca asupra sistemului să acționeze o forță externă. Forțele interne de interacțiune între părți ale sistemului pot provoca modificări ale vitezei acestor părți, dar nu pot afecta impulsul total al sistemului și viteza centrului său de masă.

Dacă sistemul mecanic este închis, atunci
iar viteza centrului de masă nu se modifică în timp.

Prin urmare, centrul de masă al unui sistem închis fie în repaus, fie deplasându-se cu o viteză constantă în raport cu un cadru de referință inerțial. Aceasta înseamnă că un sistem de referință poate fi asociat cu centrul de masă, iar acest sistem va fi inerțial.

Când mai multe forțe sunt aplicate simultan unui corp, corpul începe să se miște cu accelerație, care este suma vectorială a accelerațiilor care ar apărea sub influența fiecărei forțe separat. Regula adunării vectoriale se aplică forțelor care acționează asupra unui corp și se aplică la un punct.

Definiția 1

Suma vectorială a tuturor forțelor care acționează simultan asupra unui corp este forța rezultanta, care este determinată de regula adunării vectoriale a forțelor:

R → = F 1 → + F 2 → + F 3 → + . . . + F n → = ∑ i = 1 n F i → .

Forța rezultantă acționează asupra unui corp în același mod ca suma tuturor forțelor care acționează asupra acestuia.

Definiția 2

Pentru a adăuga 2 forțe folosiți regulă paralelogram(imaginea 1).

Poza 1. Adunarea a 2 forțe conform regulii paralelogramului

Să derivăm formula pentru modulul forței rezultante folosind teorema cosinusului:

R → = F 1 → 2 + F 2 → 2 + 2 F 1 → 2 F 2 → 2 cos α

Definiția 3

Dacă este necesar să adăugați mai mult de 2 forțe, utilizați regula poligonului: de la capăt
Prima forță trebuie să deseneze un vector egal și paralel cu a doua forță; de la capătul celei de-a 2-a forțe este necesar să se deseneze un vector egal și paralel cu a 3-a forță etc.

Figura 2. Adunarea forțelor folosind regula poligonului

Vectorul final trasat din punctul de aplicare al forțelor până la capătul ultimei forțe este egal ca mărime și direcție cu forța rezultantă. Figura 2 ilustrează clar un exemplu de găsire a forțelor rezultante din 4 forțe: F 1 →, F 2 →, F 3 →, F 4 →. Mai mult, vectorii însumați nu trebuie neapărat să fie în același plan.

Rezultatul forței care acționează asupra unui punct material va depinde doar de modulul și direcția acestuia. Un corp solid are anumite dimensiuni. Prin urmare, forțele cu aceleași mărimi și direcții provoacă mișcări diferite ale unui corp rigid în funcție de punctul de aplicare.

Definiția 4

Linia de acțiune a forței numită dreptă care trece prin vectorul forță.

Figura 3. Adăugarea forțelor aplicate în diferite puncte ale corpului

Dacă forțele sunt aplicate în diferite puncte ale corpului și nu acționează paralel între ele, atunci rezultanta se aplică la punctul de intersecție al liniilor de acțiune ale forțelor (Figura 3 ). Un punct va fi în echilibru dacă suma vectorială a tuturor forțelor care acționează asupra lui este egală cu 0: ∑ i = 1 n F i → = 0 → . În acest caz, suma proiecțiilor acestor forțe pe orice axă de coordonate este, de asemenea, egală cu 0.

Definiția 5

Descompunerea forțelor în două componente- aceasta este înlocuirea unei forțe cu 2, aplicată în același punct și producând același efect asupra corpului ca această singură forță. Descompunerea forțelor se realizează, ca și adunarea, prin regula paralelogramului.

Problema descompunerii unei forțe (al cărei modul și direcția sunt date) în 2, aplicate într-un punct și acționând în unghi una față de cealaltă, are o soluție unică în următoarele cazuri când se cunosc următoarele:

  • direcțiile forțelor din 2 componente;
  • modul și direcția uneia dintre forțele componente;
  • module de forţe cu 2 componente.
Exemplul 1

Este necesar să se descompună forța F în 2 componente situate în același plan cu F și direcționate de-a lungul liniilor drepte a și b (Figura 4 ). Apoi este suficient să desenați 2 drepte de la capătul vectorului F, paralele cu liniile drepte a și b. Segmentul F A și segmentul F B reprezintă forțele necesare.

Figura 4. Descompunerea vectorului forță în direcții

Exemplul 2

A doua versiune a acestei probleme este de a găsi una dintre proiecțiile vectorului forță folosind vectorii forță dați și a doua proiecție (Figura 5 a).

Figura 5. Găsirea proiecției vectorului forță din vectori dați

În a doua versiune a problemei, este necesar să construiți un paralelogram de-a lungul diagonalei și a uneia dintre laturi, ca în planimetrie. Figura 5 b prezintă un astfel de paralelogram și indică componenta dorită F 2 → forța F → .

Deci, a 2-a soluție: adăugați forței o forță egală cu - F 1 → (Figura 5 c). Ca rezultat, obținem forța dorită F →.

Exemplul 3

Trei forțe F 1 → = 1 N; F2 → = 2 N; F 3 → = 3 N se aplică într-un punct, sunt în același plan (Figura 6 a) și formează unghiuri cu orizontala α = 0 °; β = 60°; γ = respectiv 30°. Este necesar să se găsească forța rezultantă.

Soluţie

Figura 6. Găsirea forței rezultante din vectori dați

Să desenăm axele reciproc perpendiculare O X și O Y astfel încât axa O X să coincidă cu orizontala de-a lungul căreia este îndreptată forța F 1 →. Să facem o proiecție a acestor forțe pe axele de coordonate (Figura 6 b). Proiecțiile F 2 y și F 2 x sunt negative. Suma proiecțiilor forțelor pe axa de coordonate O X este egală cu proiecția pe această axă a rezultantei: F 1 + F 2 cos β - F 3 cos γ = F x = 4 - 3 3 2 ≈ - 0,6 N.

În mod similar, pentru proiecțiile pe axa O Y: - F 2 sin β + F 3 sin γ = F y = 3 - 2 3 2 ≈ - 0,2 N.

Determinăm modulul rezultantei folosind teorema lui Pitagora:

F = F x 2 + F y 2 = 0,36 + 0,04 ≈ 0,64 N.

Găsim direcția rezultantei folosind unghiul dintre rezultantă și axă (Figura 6 c):

t g φ = F y F x = 3 - 2 3 4 - 3 3 ≈ 0,4.

Exemplul 4

O forță F = 1 kN se aplică în punctul B al consolei și este îndreptată vertical în jos (Figura 7 a). Este necesar să găsiți componentele acestei forțe în direcțiile tijelor suportului. Toate datele necesare sunt prezentate în figură.

Soluţie

Figura 7. Aflarea componentelor forței F în direcțiile tijelor suportului

Dat:

F = 1 k N = 1000 N

Lasă tijele să fie înșurubate pe perete în punctele A și C. Figura 7 b prezintă descompunerea forței F → în componente de-a lungul direcțiilor A B și B C. De aici este clar că

F 1 → = F t g β ≈ 577 N;

F 2 → = F cos β ≈ 1155 N.

Răspuns: F1 → = 557 N; F 2 → = 1155 N.

Dacă observați o eroare în text, vă rugăm să o evidențiați și să apăsați Ctrl+Enter

Când mai multe forțe acționează simultan asupra unui corp, corpul se mișcă cu accelerație, care este suma vectorială a accelerațiilor care ar apărea sub acțiunea fiecărei forțe separat. Forțele care acționează asupra unui corp și aplicate într-un punct se adună după regula adunării vectoriale.

Suma vectorială a tuturor forțelor care acționează simultan asupra unui corp se numește forță rezultantă și este determinată de regula adunării vectoriale a forțelor: $\overrightarrow(R)=(\overrightarrow(F))_1+(\overrightarrow(F)) _2+(\overrightarrow(F)) _3+\dots +(\overrightarrow(F))_n=\sum^n_(i=1)((\overrightarrow(F))_i)$.

Forța rezultantă are asupra unui corp același efect ca suma tuturor forțelor aplicate acestuia.

Pentru a adăuga două forțe, se folosește regula paralelogramului (Fig. 1):

Figura 1. Adunarea a două forțe conform regulii paralelogramului

În acest caz, găsim modulul sumei a două forțe folosind teorema cosinusului:

\[\left|\overrightarrow(R)\right|=\sqrt((\left|(\overrightarrow(F))_1\right|)^2+(\left|(\overrightarrow(F))_2\right |)^2+2(\left|(\overrightarrow(F))_1\right|)^2(\left|(\overrightarrow(F))_2\right|)^2(cos \alpha \ ))\ ]

Dacă trebuie să adăugați mai mult de două forțe aplicate la un punct, atunci utilizați regula poligonului: ~ de la sfârșitul primei forțe trageți un vector egal și paralel cu a doua forță; de la sfârșitul celei de-a doua forțe - un vector egal și paralel cu a treia forță și așa mai departe.

Figura 2. Adunarea forțelor conform regulii poligonului

Vectorul de închidere tras de la punctul de aplicare al forțelor până la sfârșitul ultimei forțe este egal ca mărime și direcție cu rezultanta. În Fig. 2 această regulă este ilustrată prin exemplul de găsire a rezultantei a patru forțe $(\overrightarrow(F))_1,\ (\overrightarrow(F))_2,(\overrightarrow(F))_3,(\overrightarrow(F))_3,(\overrightarrow(F))_2 (F) )_4$. Rețineți că vectorii adăugați nu aparțin neapărat aceluiași plan.

Rezultatul unei forțe care acționează asupra unui punct material depinde doar de modulul și direcția acestuia. Un corp solid are anumite dimensiuni. Prin urmare, forțe de mărime și direcție egale provoacă mișcări diferite ale unui corp rigid în funcție de punctul de aplicare. Linia dreaptă care trece prin vectorul forță se numește linia de acțiune a forței.

Figura 3. Adunarea forțelor aplicate în diferite puncte ale corpului

Dacă forțele sunt aplicate în diferite puncte ale corpului și nu acționează paralel între ele, atunci rezultanta se aplică la punctul de intersecție al liniilor de acțiune ale forțelor (Fig. 3).

Un punct este în echilibru dacă suma vectorială a tuturor forțelor care acționează asupra lui este egală cu zero: $\sum^n_(i=1)((\overrightarrow(F))_i)=\overrightarrow(0)$. În acest caz, suma proiecțiilor acestor forțe pe orice axă de coordonate este, de asemenea, zero.

Înlocuirea unei forțe cu două, aplicată în același punct și producând același efect asupra corpului ca această singură forță, se numește descompunerea forțelor. Descompunerea forțelor se efectuează, precum și adăugarea lor, conform regulii paralelogramului.

Problema descompunerii unei forțe (al cărei modul și direcția sunt cunoscute) în două, aplicate într-un punct și acționând în unghi una față de cealaltă, are o soluție unică în următoarele cazuri, dacă este cunoscută:

  1. direcțiile ambelor componente ale forțelor;
  2. modul și direcția uneia dintre forțele componente;
  3. module ale ambelor componente ale forţelor.

De exemplu, dorim să descompunem forța $F$ în două componente situate în același plan cu F și direcționate de-a lungul liniilor drepte a și b (Fig. 4). Pentru a face acest lucru, este suficient să desenați două linii paralele cu a și b de la capătul vectorului care reprezintă F. Segmentele $F_A$ și $F_B$ vor reprezenta forțele necesare.

Figura 4. Descompunerea vectorului forță pe direcții

O altă versiune a acestei probleme este de a găsi una dintre proiecțiile vectorului forță având în vedere vectorii forță și a doua proiecție. (Fig. 5 a).

Figura 5. Găsirea proiecției vectorului forță folosind vectori dați

Problema se rezumă la construirea unui paralelogram de-a lungul diagonalei și a uneia dintre laturi, cunoscut din planimetrie. În Fig. 5b este construit un astfel de paralelogram și este indicată componenta necesară $(\overrightarrow(F))_2$ a forței $(\overrightarrow(F))$.

A doua soluție este să adăugăm la forță o forță egală cu - $(\overrightarrow(F))_1$ (Fig. 5c). Ca rezultat, obținem forța dorită $(\overrightarrow(F))_2$.

Trei forțe~$(\overrightarrow(F))_1=1\ N;;\ (\overrightarrow(F))_2=2\ N;;\ (\overrightarrow(F))_3=3\ N$ aplicate uneia punct, așezați-vă în același plan (Fig. 6 a) și faceți unghiuri~ cu orizontala $\alpha =0()^\circ ;;\beta =60()^\circ ;;\gamma =30()^ \ circ $respectiv. Aflați rezultanta acestor forțe.

Să desenăm două axe reciproc perpendiculare OX și OY, astfel încât axa OX să coincidă cu orizontala de-a lungul căreia este îndreptată forța $(\overrightarrow(F))_1$. Să proiectăm aceste forțe pe axele de coordonate (Fig. 6 b). Proiecțiile $F_(2y)$ și $F_(2x)$ sunt negative. Suma proiecțiilor forțelor pe axa OX este egală cu proiecția pe această axă a rezultantei: $F_1+F_2(cos \beta \ )-F_3(cos \gamma \ )=F_x=\frac(4-3 \sqrt(3))(2)\ aproximativ -0,6\ H$. În mod similar, pentru proiecțiile pe axa OY: $-F_2(sin \beta \ )+F_3(sin \gamma =F_y=\ )\frac(3-2\sqrt(3))(2)\aprox -0.2\ H $ . Modulul rezultantei este determinat de teorema lui Pitagora: $F=\sqrt(F^2_x+F^2_y)=\sqrt(0,36+0,04)\aprox 0,64\ Н$. Direcția rezultantei se determină folosind unghiul dintre rezultantă și axă (Fig. 6 c): $tg\varphi =\frac(F_y)(F_x)=\ \frac(3-2\sqrt(3)) (4-3\sqrt (3))\aproximativ 0,4$

Forța $F = 1kH$ se aplică în punctul B al consolei și este îndreptată vertical în jos (Fig. 7a). Găsiți componentele acestei forțe în direcțiile tijelor suportului. Datele necesare sunt prezentate în figură.

F = 1 kN = 1000N

$(\mathbf \beta )$ = $30^(\circ)$

$(\overrightarrow(F))_1,\ (\overrightarrow(F))_2$ - ?

Lăsați tijele să fie atașate de perete în punctele A și C. Descompunerea forței $(\overrightarrow(F))$ în componente de-a lungul direcțiilor AB și BC este prezentată în Fig. 7b. Aceasta arată că $\left|(\overrightarrow(F))_1\right|=Ftg\beta \approx 577\ H;\ \ $

\[\left|(\overrightarrow(F))_2\right|=F(cos \beta \ )\aproximativ 1155\ H. \]

Răspuns: $\left|(\overrightarrow(F))_1\right|$=577 N; $\left|(\overrightarrow(F))_2\right|=1155\ Н$

Conform primei legi a lui Newton, în cadrele de referință inerțiale, un corp își poate schimba viteza doar dacă alte corpuri acționează asupra lui. Acțiunea reciprocă a corpurilor unul asupra celuilalt este exprimată cantitativ folosind o astfel de mărime fizică precum forța (). O forță poate modifica viteza unui corp, atât ca mărime, cât și ca direcție. Forța este o mărime vectorială; are un modul (magnitudine) și o direcție. Direcția forței rezultante determină direcția vectorului de accelerație al corpului asupra căruia acționează forța în cauză.

Legea de bază prin care se determină direcția și mărimea forței rezultante este a doua lege a lui Newton:

unde m este masa corpului asupra căreia acționează forța; - accelerația pe care forța o conferă corpului în cauză. Esența celei de-a doua legi a lui Newton este că forțele care acționează asupra unui corp determină schimbarea vitezei corpului, și nu doar viteza acestuia. Trebuie amintit că a doua lege a lui Newton funcționează pentru cadrele de referință inerțiale.

Dacă asupra unui corp acționează mai multe forțe, atunci acțiunea lor combinată este caracterizată de forța rezultantă. Să presupunem că asupra corpului acționează simultan mai multe forțe, iar corpul se mișcă cu o accelerație egală cu suma vectorială a accelerațiilor care ar apărea sub influența fiecăreia dintre forțe separat. Forțele care acționează asupra corpului și aplicate într-un punct trebuie adăugate conform regulii adunării vectoriale. Suma vectorială a tuturor forțelor care acționează asupra unui corp la un moment dat în timp se numește forță rezultantă ():

Când mai multe forțe acționează asupra unui corp, a doua lege a lui Newton se scrie astfel:

Rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra corpului poate fi egală cu zero dacă există o compensare reciprocă a forțelor aplicate corpului. În acest caz, corpul se mișcă cu o viteză constantă sau este în repaus.

Când descrieți forțele care acționează asupra unui corp într-un desen, în cazul mișcării uniform accelerate a corpului, forța rezultantă îndreptată de-a lungul accelerației ar trebui să fie reprezentată mai mult decât forța direcționată opus (suma forțelor). În cazul mișcării uniforme (sau repausului), mărimea vectorilor forțelor direcționate în direcții opuse este aceeași.

Pentru a găsi forța rezultată, ar trebui să descrieți în desen toate forțele care trebuie luate în considerare în problema care acționează asupra corpului. Forțele ar trebui adăugate conform regulilor de adunare vectorială.

Exemple de rezolvare a problemelor pe tema „Forța rezultată”

EXEMPLUL 1

Exercițiu O minge mică atârnă de un fir, este în repaus. Ce forțe acționează asupra acestei mingi, descrieți-le în desen. Care este forța rezultantă aplicată corpului?
Soluţie Să facem un desen.

Să luăm în considerare sistemul de referință asociat Pământului. În cazul nostru, acest sistem de referință poate fi considerat inerțial. O minge suspendată pe un fir este acționată de două forțe: forța gravitațională îndreptată vertical în jos () și forța de reacție a firului (forța de întindere a firului): . Deoarece bila este în repaus, forța gravitațională este echilibrată de forța de tensiune a firului:

Expresia (1.1) corespunde primei legi a lui Newton: forța rezultantă aplicată unui corp în repaus într-un cadru de referință inerțial este zero.

Răspuns Forța rezultantă aplicată mingii este zero.

EXEMPLUL 2

Exercițiu Două forțe acționează asupra corpului și și , unde sunt cantități constante. . Care este forța rezultantă aplicată corpului?
Soluţie Să facem un desen.

Deoarece vectorii forței și sunt perpendiculari unul pe celălalt, găsim lungimea rezultantei ca: