Физика. Лекция 38.Сложение сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. И так вы знаете, что если на тело действует сила, то меняется скорость этого тела. Мы пока что предполагали, что чаще всего на тело действует одна сила, например, сила тяжести, но если вспомнить, что если предоставить телу свободно падать, то это тело в конце концов окажется на Земле, на столе, на ладони и на это тело будет сразу действовать еще одна сила - это сила упругости. А нельзя ли заменить несколько сил одной силой и если можно, то как это сделать? Об этом мы с вами сегодня поговорим. Правда, мы пока что мы будем с вами рассматривать упрощенный вариант, когда на тело действует несколько сил, направленных вдоль одной прямой , а вот в дальнейшем вы узнаете как надо поступать если на тело действуют сразу несколько сил, направленных в произвольных направлениях. И так нам надо научится складывать силы, направленные по одной прямой.

А теперь давайте дадим определение равнодействующей.

Равнодействующей нескольких сил - называется сила, которая производит на тело, такое же действие, как несколько одновременно действующих сил.

И оказывается мы можем заменять несколько сил одной силой - равнодействующей. Это очень удобно. Например, когда мы хотим рассчитать как меняется скорость тел нам гораздо удобнее считать, что на него действует одна сила. Если их несколько, то мы заменяем эти несколько сил этой самой равнодействующей. Как же найти равнодействующую? Еще раз повторяю, что пока мы рассматриваем сложение сил, направленных вдоль одной прямой. И чтобы найти ответ на то, как найти равнодействующую обратимся к опыту, в котором продемонстрируем сложение сил на динамометре, направленных в одну сторону.

То есть мы можем сказать, что равнодействующая направленных по одной прямой сил, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих сил. 1) силы на динамометре направлены в одну сторону и мы видим, что равнодействующая равна сумме сил F1+F2 и стоит обратить внимание на то, что равнодействующая записывается без знака модуля, соответственно - это модуль равнодействующей. Мы ведь знаем, что сила - это вектор у нее есть направление и у нее есть модуль. Мы должны указать и направление равнодействующей и ее модуль и вот мы с вами выяснили из этого опыта, что модуль равнодействующей равен сумме модулей составляющих ее сил. Таким образом, силы в видеоролике 2Н и 5Н - это составляющие силы, а 7Н - это равнодействующая сила. А теперь давайте запишем следующее утверждение:

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих ее сил. Запомним это определение и будем им пользоваться в дальнейшем и приведем формулу равнодействующей: R = F1+F2, а далее в ролике рассмотрим противоположный случай, когда силы на динамометре направлены в противоположные стороны.

И так мы можем записать в общем виде следующую формулу для равнодействующей сил, направленных в разные стороны.

Теперь результат, который мы получили в видеоролике выше, мы можем оформить в виде фразы:

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей силы, а ее модуль равен разности модулей, составляющих ее сил.

А теперь давайте ответим с вами на такой вопрос: мальчик стоит на Земле. Сколько сил на него действуют? Две. Какие это силы? Сила тяжести и сила упругости Земли, на которой он стоит. Мальчик немного прогибает Землю, а Земля отвечает ему появлением силы упругости, которая возникает при деформации. Мальчик не подвижен? Чему равна равнодействующая силы тяжести и силы упругости? Нулю, потому что эти две одновременно действующие силы ведут себя вместе так, как будто сил и не было ни той и ни другой - равнодействующая равна нулю. Т.е мальчик чувствует себя так как будто бы на него не действовали никакие силы. Ну а теперь, когда мы знаем теорию, давайте попробуем порешать задачи.

Первая задача будет на тему определения величины равнодействующих двух сил.

Следующая задача будет так же на определение равнодействующей уже трех сил, действующих по прямой.

И так давайте подведем итог этой лекции. Мы ввели понятие равнодействующей силы, далее привели пример сложения двух сил на динамометре, ввели понятие равнодействующей двух сил, направленных в одну сторону, привели пример сложения двух сил направленных в противоположные стороны, вывели в общем виде формулу равнодействующей сил, направленных в разные стороны и в конце лекции решили две задачи на определение величины равнодействующих двух и трех сил.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.