მარტივი მექანიზმები. სხეულის ზევით მოძრაობა დახრილ სიბრტყეზე დახრილი სიბრტყის მოქმედების ძალის განსაზღვრა

ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის კოდიფიკატორის თემები: მარტივი მექანიზმები, მექანიზმების ეფექტურობა.

მექანიზმი - ეს არის ძალის გარდაქმნის მოწყობილობა (მისი გაზრდა ან შემცირება).
მარტივი მექანიზმები - ბერკეტი და დახრილი თვითმფრინავი.

Ბერკეტი.

Ბერკეტი არის ხისტი სხეული, რომელსაც შეუძლია ფიქსირებული ღერძის გარშემო ბრუნვა. ნახ. 1) აჩვენებს ბერკეტს ბრუნვის ღერძით. ძალები და გამოიყენება ბერკეტის ბოლოებზე (წერტილები და ). ამ ძალების მხრები ტოლია და შესაბამისად.

ბერკეტის წონასწორობის მდგომარეობა მოცემულია მომენტების წესით: , საიდან

ბრინჯი. 1. ბერკეტი

ამ დამოკიდებულებიდან გამომდინარეობს, რომ ბერკეტი იძლევა სიძლიერეს ან მანძილს (დამოკიდებულია იმ მიზნიდან, რისთვისაც გამოიყენება) იმდენჯერ, რამდენჯერაც უფრო დიდი მკლავი უფრო გრძელია ვიდრე პატარა.

მაგალითად, 700 N ტვირთის ასაწევად 100 ნ ძალით, თქვენ უნდა აიღოთ 7:1 მკლავის თანაფარდობის მქონე ბერკეტი და მოათავსოთ ტვირთი მოკლე მკლავზე. ჩვენ მოვიმატებთ 7-ჯერ სიძლიერეს, მაგრამ დავკარგავთ ამდენივე ჯერ მანძილზე: გრძელი მკლავის ბოლო აღწერს 7-ჯერ უფრო დიდ რკალს, ვიდრე მოკლე მკლავის ბოლო (ანუ დატვირთვა).

ბერკეტების მაგალითები, რომლებიც უზრუნველყოფენ სიძლიერის მომატებას, არის ნიჩაბი, მაკრატელი და ქლიბი. ნიჩბოსნის ნიჩბი არის ბერკეტი, რომელიც იძლევა მანძილის მოგებას. ხოლო ჩვეულებრივი ბერკეტის სასწორი არის თანაბარი იარაღის ბერკეტი, რომელიც არ იძლევა რაიმე მატებას არც მანძილზე და არც სიძლიერეში (წინააღმდეგ შემთხვევაში მათი გამოყენება შესაძლებელია მომხმარებლების ასაწონად).

ფიქსირებული ბლოკი.

მნიშვნელოვანი ტიპის ბერკეტია ბლოკი - გალიაში დამაგრებული ბორბალი ღარით, რომლითაც თოკი გადის. უმრავლეს პრობლემებში თოკი ითვლება უწონო, გაუწელვებელ ძაფად.

ნახ. ნახაზი 2 გვიჩვენებს სტაციონარული ბლოკი, ანუ ბლოკი ბრუნვის სტაციონარული ღერძით (გადის ნახაზის სიბრტყის პერპენდიკულარულად წერტილში).

ძაფის მარჯვენა ბოლოში წერტილით მიმაგრებულია წონა. გავიხსენოთ, რომ სხეულის წონა არის ძალა, რომლითაც სხეული აჭერს საყრდენს ან ჭიმავს სუსპენზიას. ამ შემთხვევაში, წონა გამოიყენება იმ წერტილამდე, სადაც დატვირთვა მიმაგრებულია ძაფზე.

ძალა გამოიყენება ძაფის მარცხენა ბოლოზე ერთ წერტილში.

ძალის მკლავი უდრის , სადაც არის ბლოკის რადიუსი. წონის მკლავი უდრის. ეს ნიშნავს, რომ ფიქსირებული ბლოკი არის თანაბარი იარაღის ბერკეტი და, შესაბამისად, არ იძლევა მომატებას არც ძალით და არც მანძილით: ჯერ ერთი, გვაქვს თანასწორობა და მეორე, დატვირთვისა და ძაფის გადაადგილების პროცესში, მოძრაობა. წერტილი უდრის დატვირთვის მოძრაობას.

მაშინ რატომ გვჭირდება საერთოდ ფიქსირებული ბლოკი? ის სასარგებლოა, რადგან ის საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ძალისხმევის მიმართულება. როგორც წესი, ფიქსირებული ბლოკი გამოიყენება როგორც უფრო რთული მექანიზმების ნაწილი.

მოძრავი ბლოკი.

ნახ. 3 ნაჩვენებია მოძრავი ბლოკი, რომლის ღერძი დატვირთვასთან ერთად მოძრაობს. ძაფს ვქაჩავთ იმ ძალით, რომელიც გამოიყენება წერტილში და მიმართულია ზემოთ. ბლოკი ბრუნავს და ამავე დროს ასევე მოძრაობს ზემოთ, აწევს ძაფზე დაკიდებულ ტვირთს.

დროის მოცემულ მომენტში ფიქსირებული წერტილი არის წერტილი და სწორედ მის ირგვლივ ბრუნავს ბლოკი (ის „გადატრიალდება“ წერტილზე). ისინი ასევე ამბობენ, რომ ბლოკის ბრუნვის მყისიერი ღერძი გადის წერტილში (ეს ღერძი მიმართულია ნახატის სიბრტყის პერპენდიკულარულად).

ტვირთის წონა გამოიყენება იმ ადგილას, სადაც დატვირთვა მიმაგრებულია ძაფზე. ძალის ბერკეტი უდრის.

მაგრამ იმ ძალის მხრი, რომლითაც ძაფს ვქაჩავთ, ორჯერ დიდი აღმოჩნდება: უდრის . შესაბამისად, დატვირთვის წონასწორობის პირობა არის თანასწორობა (რასაც ვხედავთ ნახ. 3-ზე: ვექტორი არის ვექტორის სიგრძის ნახევარი).

შესაბამისად, მოძრავი ბლოკი ორმაგ მატებას იძლევა. ამასთან, ჩვენ ვკარგავთ ერთსა და იმავე ორჯერ მანძილზე: იმისთვის, რომ დატვირთვა ერთი მეტრით ავწიოთ, წერტილი უნდა გადავიდეს ორი მეტრით (ანუ ორი მეტრი ძაფის ამოღება).

ბლოკი ნახ. 3 არის ერთი ნაკლი: ძაფის მაღლა აწევა (მნიშვნელობის მიღმა) არ არის საუკეთესო იდეა. დამეთანხმებით, რომ ძაფის დაწევა ბევრად უფრო მოსახერხებელია! სწორედ აქ მოდის სტაციონარული ბლოკი ჩვენს სამაშველოში.

ნახ. სურათი 4 გვიჩვენებს ამწევ მექანიზმს, რომელიც არის მოძრავი ბლოკისა და ფიქსირებულის კომბინაცია. მოძრავი ბლოკიდან ტვირთი ჩერდება და კაბელი დამატებით გადადის ფიქსირებულ ბლოკზე, რაც შესაძლებელს ხდის კაბელის ქვევით ჩამოწევას დატვირთვის ასაწევად. კაბელზე გარე ძალა კვლავ სიმბოლოა ვექტორით.

ფუნდამენტურად, ეს მოწყობილობა არაფრით განსხვავდება მოძრავი ბლოკისგან: მისი დახმარებით ჩვენ ასევე ვიღებთ ორმაგ მატებას.

დახრილი თვითმფრინავი.

როგორც ვიცით, უფრო ადვილია მძიმე ლულის გადახვევა დახრილი ბილიკების გასწვრივ, ვიდრე ვერტიკალურად აწევა. ამრიგად, ხიდები არის მექანიზმი, რომელიც უზრუნველყოფს ძალას.

მექანიკაში ასეთ მექანიზმს დახრილ სიბრტყეს უწოდებენ. დახრილი თვითმფრინავი - ეს არის გლუვი ბრტყელი ზედაპირი, რომელიც მდებარეობს ჰორიზონტის გარკვეული კუთხით. ამ შემთხვევაში, ისინი მოკლედ ამბობენ: "დახრილი თვითმფრინავი კუთხით".

მოდით ვიპოვოთ ძალა, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული მასის დატვირთვაზე, რათა ის თანაბრად აწიოთ გლუვი დახრილი სიბრტყის გასწვრივ კუთხით. ეს ძალა, რა თქმა უნდა, მიმართულია დახრილი სიბრტყის გასწვრივ (ნახ. 5).

მოდით ავირჩიოთ ღერძი, როგორც ნაჩვენებია სურათზე. ვინაიდან დატვირთვა მოძრაობს აჩქარების გარეშე, მასზე მოქმედი ძალები დაბალანსებულია:

ჩვენ ვაპროექტებთ ღერძზე:

ეს არის ზუსტად ის ძალა, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული დატვირთვის გადაადგილებისთვის დახრილ სიბრტყეზე.

ერთი და იგივე დატვირთვის ვერტიკალურად ასაწევად, ძალა ტოლია . ჩანს, რომ, ვინაიდან . დახრილი სიბრტყე რეალურად იძლევა სიძლიერის მომატებას და რაც უფრო მცირეა კუთხე, მით უფრო დიდია მოგება.

ფართოდ გამოიყენება დახრილი სიბრტყის ტიპები სოლი და ხრახნი.

მექანიკის ოქროს წესი.

მარტივ მექანიზმს შეუძლია მოიტანოს სიძლიერე ან მანძილი, მაგრამ არ შეუძლია მოგება სამუშაოში.

მაგალითად, ბერკეტი ბერკეტის თანაფარდობით 2:1 იძლევა სიძლიერის მომატებას ორჯერ. იმისათვის, რომ აწიოთ წონა პატარა მხარზე, თქვენ უნდა მიმართოთ ძალა უფრო დიდ მხარზე. მაგრამ დატვირთვის სიმაღლეზე ასამაღლებლად, უფრო დიდი მკლავი უნდა ჩამოიწიოს და შესრულებული სამუშაო ტოლი იქნება:

ანუ იგივე მნიშვნელობა, რაც ბერკეტის გამოყენების გარეშე.

დახრილი სიბრტყის შემთხვევაში, ჩვენ ვიმატებთ სიძლიერეს, ვინაიდან დატვირთვაზე მივმართავთ ძალას, რომელიც ნაკლებია სიმძიმის ძალაზე. თუმცა იმისთვის, რომ დატვირთვა საწყის პოზიციაზე მაღლა ავიწიოთ, დახრილი სიბრტყის გასწვრივ უნდა გავიაროთ. პარალელურად ვაკეთებთ მუშაობას

ანუ იგივეა რაც ტვირთის ვერტიკალურად აწევისას.

ეს ფაქტები მექანიკის ეგრეთ წოდებული ოქროს წესის გამოვლინებად გვევლინება.

მექანიკის ოქროს წესი. არცერთი მარტივი მექანიზმი არ იძლევა რაიმე სარგებელს მუშაობაში. რამდენჯერ მოვიგეთ ძალაში, იმდენჯერ დავკარგეთ დისტანციაზე და პირიქით.

მექანიკის ოქროს წესი სხვა არაფერია, თუ არა ენერგიის შენარჩუნების კანონის მარტივი ვერსია.

მექანიზმის ეფექტურობა.

პრაქტიკაში უნდა განვასხვავოთ სასარგებლო სამუშაო ასასარგებლო, რომელიც უნდა განხორციელდეს მექანიზმის გამოყენებით იდეალურ პირობებში ყოველგვარი დანაკარგის გარეშე და სრული მუშაობა ასავსე,
რომელიც შესრულებულია იმავე მიზნებისთვის რეალურ სიტუაციაში.

მთლიანი სამუშაო უდრის ჯამს:
-სასარგებლო სამუშაო;
- მექანიზმის სხვადასხვა ნაწილში ხახუნის ძალების წინააღმდეგ შესრულებული სამუშაო;
-შესრულებული სამუშაო მექანიზმის შემადგენელი ელემენტების გადასატანად.

ასე რომ, ტვირთის ბერკეტით აწევისას დამატებით უნდა შეასრულოთ სამუშაოები ბერკეტის ღერძში არსებული ხახუნის ძალის დასაძლევად და თავად ბერკეტის გადაადგილებისთვის, რომელსაც აქვს გარკვეული წონა.

სრული მუშაობა ყოველთვის უფრო სასარგებლოა. სასარგებლო სამუშაოს თანაფარდობას მთლიან სამუშაოსთან ეწოდება მექანიზმის შესრულების (ეფექტურობის) კოეფიციენტი:

=ასასარგებლო/ ასავსე

ეფექტურობა ჩვეულებრივ გამოხატულია პროცენტულად. რეალური მექანიზმების ეფექტურობა ყოველთვის 100%-ზე ნაკლებია.

გამოვთვალოთ დახრილი სიბრტყის ეფექტურობა კუთხით ხახუნის არსებობისას. დახრილი სიბრტყის ზედაპირსა და დატვირთვას შორის ხახუნის კოეფიციენტი ტოლია.

დაე, მასის დატვირთვა თანაბრად გაიზარდოს დახრილი სიბრტყის გასწვრივ ძალის მოქმედებით წერტილიდან წერტილამდე სიმაღლეზე (ნახ. 6). მოძრაობის საწინააღმდეგო მიმართულებით, მოცურების ხახუნის ძალა მოქმედებს დატვირთვაზე.

არ არის აჩქარება, ამიტომ დატვირთვაზე მოქმედი ძალები დაბალანსებულია:

ჩვენ ვაპროექტებთ X ღერძზე:

. (1)

ჩვენ ვაპროექტებთ Y ღერძზე:

. (2)

გარდა ამისა,

, (3)

(2)-დან გვაქვს:

შემდეგ (3-დან):

ამის (1) ჩანაცვლებით მივიღებთ:

მთლიანი სამუშაო ტოლია F ძალის ნამრავლისა და სხეულის მიერ დახრილი სიბრტყის ზედაპირის გასწვრივ გავლილი ბილიკისა:

ასრული =.

სასარგებლო სამუშაო აშკარად უდრის:

ასასარგებლო =.

საჭირო ეფექტურობისთვის ვიღებთ.

100 რუბლიბონუსი პირველი შეკვეთისთვის

სამუშაოს ტიპის შერჩევა სადიპლომო ნამუშევარი კურსის ნამუშევარი აბსტრაქტი სამაგისტრო ნაშრომი პრაქტიკული ანგარიში სტატია ანგარიში მიმოხილვა ტესტის სამუშაო მონოგრაფია პრობლემის გადაჭრა ბიზნეს გეგმა კითხვებზე პასუხები შემოქმედებითი სამუშაო ესე ნახატი ესეები თარგმანი პრეზენტაციები აკრეფა სხვა ტექსტის უნიკალურობის გაზრდა სამაგისტრო ნაშრომი ლაბორატორიული სამუშაო ონლაინ დახმარება

გაიგე ფასი

მარტივი მანქანები - ეს სახელი ეხება შემდეგ მექანიზმებს, რომელთა მოქმედების აღწერა და ახსნა შეგიძლიათ ნახოთ ფიზიკისა და მექანიკის ყველა ელემენტარულ კურსში: ბერკეტი, ბლოკები, ბორბლები, კარიბჭეები, დახრილი თვითმფრინავი, სოლი და ხრახნი. ბლოკები და კარიბჭეები ეფუძნება ბერკეტის პრინციპს, სოლი და ხრახნი ეფუძნება დახრილი სიბრტყის პრინციპს.

Ბერკეტი- უმარტივესი მექანიკური მოწყობილობა, რომელიც არის მყარი სხეული (ჯვარედინი ზოლი), რომელიც ბრუნავს საყრდენი წერტილის გარშემო. საყრდენის ორივე მხარეს ჯვრის გვერდებს ბერკეტის მკლავები ეწოდება.

ბერკეტი გამოიყენება მოკლე მკლავზე მეტი ძალის მოსაპოვებლად გრძელ მკლავზე ნაკლები ძალით (ან გრძელ მკლავზე მეტი მოძრაობის მისაღებად მოკლე მკლავზე ნაკლები მოძრაობით). ბერკეტის მკლავის საკმარისად გრძელი გაზრდით, თეორიულად, ნებისმიერი ძალის განვითარება შესაძლებელია.

ორი სხვა მარტივი მექანიზმი ასევე არის ბერკეტის განსაკუთრებული შემთხვევები: კარიბჭე და ბლოკი. ბერკეტის მუშაობის პრინციპი ენერგიის შენარჩუნების კანონის პირდაპირი შედეგია. ბერკეტებისთვის, ისევე როგორც სხვა მექანიზმებისთვის, შემოღებულია მახასიათებელი, რომელიც აჩვენებს მექანიკურ ეფექტს, რომლის მიღებაც შესაძლებელია ბერკეტის გამო. ეს მახასიათებელია გადაცემათა კოეფიციენტი, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ უკავშირდება დატვირთვა და გამოყენებული ძალა:

არსებობს 1-ლი კლასის ბერკეტები, რომლებშიც საყრდენი ადგილი მდებარეობს ძალების გამოყენების წერტილებს შორის და მე-2 კლასის ბერკეტები, რომლებშიც ძალების გამოყენების წერტილები განლაგებულია საყრდენის ერთ მხარეს.

დაბლოკვა- მარტივი მექანიკური მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ძალა, რომლის ღერძი ფიქსირდება ტვირთის აწევისას, არ იზრდება ან ეცემა. ეს არის ბორბალი, რომელსაც აქვს ღარი გარშემოწერილობის გარშემო, ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო. ღარი განკუთვნილია თოკზე, ჯაჭვზე, სარტყელზე და ა.შ.ბლოკის ღერძი მოთავსებულია სხივზე ან კედელზე მიმაგრებულ გალიებში, ასეთ ბლოკს სტაციონარული ეწოდება; თუ ამ კლიპებზე დამაგრებულია დატვირთვა და ბლოკს შეუძლია მათთან ერთად გადაადგილება, მაშინ ასეთ ბლოკს ეწოდება მოძრავი.

ფიქსირებული ბლოკი გამოიყენება მცირე ტვირთის ასაწევად ან ძალის მიმართულების შესაცვლელად.

ბლოკის წონასწორობის მდგომარეობა:

F არის გამოყენებული გარე ძალა, m არის დატვირთვის მასა, g არის სიმძიმის აჩქარება, f არის წინააღმდეგობის კოეფიციენტი ბლოკში (ჯაჭვებისთვის დაახლოებით 1,05, ხოლო თოკებისთვის - 1,1). ხახუნის არარსებობის შემთხვევაში, აწევა მოითხოვს დატვირთვის წონის ტოლ ძალას.

მოძრავ ბლოკს აქვს თავისუფალი ღერძი და შექმნილია გამოყენებული ძალების სიდიდის შესაცვლელად. თუ თოკის ბოლოები ბლოკავს ჰორიზონტთან თანაბარ კუთხეებს, მაშინ დატვირთვაზე მოქმედი ძალა დაკავშირებულია მის წონასთან, რადგან ბლოკის რადიუსი არის თოკით შეკრული რკალის აკორდთან; მაშასადამე, თუ თოკები პარალელურია (ანუ როცა თოკით შემოვლებული რკალი ტოლია ნახევარწრიულის), მაშინ ტვირთის აწევას დასჭირდება ძალის ნახევარი, ვიდრე ტვირთის წონა, ანუ:

ამ შემთხვევაში, დატვირთვა გაივლის იმ მანძილს, რომელიც გავლილი აქვს F ძალის გამოყენების წერტილით, შესაბამისად, მოძრავი ბლოკის ძალა 2-ის ტოლია.

ფაქტობრივად, ნებისმიერი ბლოკი არის ბერკეტი, ფიქსირებული ბლოკის შემთხვევაში - თანაბარი მკლავები, მოძრავის შემთხვევაში - მკლავების თანაფარდობა 1-დან 2-მდე. რაც შეეხება ნებისმიერ სხვა ბერკეტს, წესი მართალია ბლოკი: რამდენჯერ მოვიგეთ ძალისხმევის დროს, იმდენივე რამდენჯერაც წავაგეთ დისტანციაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ბლოკის გამოყენების გარეშე დატვირთვის გარკვეულ მანძილზე გადაადგილებისას შესრულებული სამუშაო უდრის დახარჯულ სამუშაოს ბლოკის გამოყენებით იმავე მანძილზე ტვირთის გადაადგილებისას, იმ პირობით, რომ არ არის ხახუნი. რეალურ ბლოკში ყოველთვის არის გარკვეული დანაკარგი.

დახრილი თვითმფრინავი- ეს არის ბრტყელი ზედაპირი, რომელიც დამონტაჟებულია ჰორიზონტალური ზედაპირის მიმართ სწორი და/ან ნულოვანი კუთხით. დახრილი სიბრტყე საშუალებას გაძლევთ გადალახოთ მნიშვნელოვანი წინააღმდეგობა შედარებით მცირე ძალის გამოყენებით უფრო დიდ მანძილზე, ვიდრე ტვირთის აწევა სჭირდება.

დახრილი სიბრტყე ერთ-ერთი ცნობილი მარტივი მექანიზმია. დახრილი თვითმფრინავების მაგალითებია:

• პანდუსები და კიბეები;
• ხელსაწყოები: ჩილე, ცული, ჩაქუჩი, გუთანი, სოლი და ასე შემდეგ;

დახრილი სიბრტყის ყველაზე კანონიკური მაგალითია დახრილი ზედაპირი, როგორიცაა ხიდის შესასვლელი სიმაღლის სხვაობით.

§ tr - სადაც m არის სხეულის მასა, არის აჩქარების ვექტორი, არის საყრდენის რეაქციის ძალა (ზემოქმედება), არის თავისუფალი ვარდნის აჩქარების ვექტორი, tr არის ხახუნის ძალა.

§ ა = გ(sin α + μcos α) - დახრილ სიბრტყეზე ასვლისას და დამატებითი ძალების არარსებობის შემთხვევაში;

§ ა = გ(sin α − μcos α) - დახრილი სიბრტყიდან დაშვებისას და დამატებითი ძალების არარსებობისას;

აქ μ არის სხეულის ხახუნის კოეფიციენტი ზედაპირზე, α არის სიბრტყის დახრილობის კუთხე.

შემზღუდველი შემთხვევაა, როდესაც თვითმფრინავის დახრილობის კუთხე 90 გრადუსია, ანუ სხეული ეცემა, სრიალებს კედლის გასწვრივ. ამ შემთხვევაში: α = გ, ანუ ხახუნის ძალა არანაირად არ მოქმედებს სხეულზე ის თავისუფალ ვარდნაშია. კიდევ ერთი შემზღუდველი შემთხვევაა სიტუაცია, როცა სიბრტყის დახრის კუთხე ნულის ტოლია, ე.ი. თვითმფრინავი მიწის პარალელურია; ამ შემთხვევაში სხეული ვერ მოძრაობს გარეგანი ძალის გამოყენების გარეშე. უნდა აღინიშნოს, რომ განმარტებიდან გამომდინარე, ორივე სიტუაციაში სიბრტყე აღარ იქნება დახრილი - დახრილობის კუთხე არ უნდა იყოს 90o ან 0o ტოლი.

სხეულის მოძრაობის ტიპი დამოკიდებულია კრიტიკულ კუთხეზე. სხეული ისვენებს, თუ სიბრტყის დახრილობის კუთხე კრიტიკულ კუთხეზე ნაკლებია, ისვენებს ან მოძრაობს ერთნაირად, თუ სიბრტყის დახრილობის კუთხე უდრის კრიტიკულ კუთხეს და მოძრაობს ერთნაირად აჩქარებული, იმ პირობით, რომ კუთხე სიბრტყის დახრილობა კრიტიკულ კუთხეზე მეტია.

§ ან α< β - тело покоится;

§ ან α = β - სხეული მოსვენებულ მდგომარეობაშია ან თანაბრად მოძრაობს;

§ ან α > β - სხეული მოძრაობს ერთგვაროვანი აჩქარებით;

სოლი- მარტივი მექანიზმი პრიზმის სახით, რომლის სამუშაო ზედაპირები მწვავე კუთხით იყრის თავს. გამოიყენება ცალ-ცალკე გადასატანად და დამუშავებული ობიექტის ნაწილებად დასაყოფად. სოლი არის მექანიზმის ერთ-ერთი სახეობა, რომელსაც ეწოდება "დახრილი სიბრტყე". როდესაც ძალა მოქმედებს პრიზმის ფუძეზე, ჩნდება ორი კომპონენტი, სამუშაო ზედაპირებზე პერპენდიკულარული. სოლის მიერ მოცემული ძალის იდეალური მომატება უდრის მისი სიგრძის შეფარდებას სისქესთან ბლაგვი ბოლოზე - სოლის შეკვრის მოქმედება იძლევა ძალას მცირე კუთხით და სოლის დიდ სიგრძეზე. სოლის რეალური მომატება დიდად არის დამოკიდებული ხახუნის ძალაზე, რომელიც იცვლება სოლის მოძრაობისას.

; სადაც IMA არის იდეალური მომატება, W არის სიგანე, L არის სიგრძე. სოლის პრინციპი გამოიყენება ისეთ იარაღებსა და ხელსაწყოებში, როგორიცაა ცული, ჩიზლი, დანა, ლურსმანი, ნემსი და ძელი.

სამშენებლო ტექნიკის შესახებ ვერაფერი ვიპოვე.

სხეული რომ სრიალებს დახრილ თვითმფრინავს. ამ შემთხვევაში მასზე მოქმედებს შემდეგი ძალები:

გრავიტაცია მგ მიმართულია ვერტიკალურად ქვემოთ;

დამხმარე რეაქციის ძალა N, მიმართული სიბრტყეზე პერპენდიკულარულად;

მოცურების ხახუნის ძალა Ftr მიმართულია სიჩქარის საპირისპიროდ (დახრილი სიბრტყის გასწვრივ, როდესაც სხეული სრიალებს).

შემოვიღოთ დახრილი კოორდინატთა სისტემა, რომლის OX ღერძი მიმართულია ქვევით სიბრტყის გასწვრივ. ეს მოსახერხებელია, რადგან ამ შემთხვევაში თქვენ მოგიწევთ მხოლოდ ერთი ვექტორის კომპონენტებად დაშლა - გრავიტაციის ვექტორი მგ, ხოლო ხახუნის ძალის Ftr და დამხმარე რეაქციის ძალის ვექტორები უკვე მიმართულია ღერძების გასწვრივ. ამ გაფართოებით, მიზიდულობის ძალის x კომპონენტი უდრის მგ sin(α) და შეესაბამება ქვევით აჩქარებულ მოძრაობაზე პასუხისმგებელ „მიზიდულ ძალას“, ხოლო y-კომპონენტი - mg cos(α) = N აბალანსებს მხარს უჭერს რეაქციის ძალას, რადგან სხეული მოძრაობს OY ღერძის გასწვრივ არ არსებობს.

მოცურების ხახუნის ძალა Ftr = μN არის დამხმარე რეაქციის ძალის პროპორციული. ეს საშუალებას გვაძლევს მივიღოთ შემდეგი გამოხატულება ხახუნის ძალისთვის: Ftr = μmg cos(α). ეს ძალა ეწინააღმდეგება გრავიტაციის „გამზიდავი“ კომპონენტის. მაშასადამე, სხეულისთვის, რომელიც სრიალებს ქვემოთ, ვიღებთ გამონათქვამებს მთლიანი შედეგიანი ძალისა და აჩქარებისთვის:

Fx = მგ(sin(α) – μ cos(α));

ax = g(sin(α) – μ cos(α)).

აჩქარება:

სიჩქარე არის

v=ax*t=t*g(sin(α) – μ cos(α))

t=0.2 წამის შემდეგ

სიჩქარე არის

v=0.2*9.8(sin(45)-0.4*cos(45))=0.83 მ/წმ

ძალას, რომლითაც სხეული იზიდავს დედამიწას დედამიწის გრავიტაციული ველის გავლენით, გრავიტაცია ეწოდება. უნივერსალური მიზიდულობის კანონის თანახმად, დედამიწის ზედაპირზე (ან ამ ზედაპირთან ახლოს) m მასის სხეულზე მოქმედებს მიზიდულობის ძალა.

Ft=GMm/R2 (2.28)

სადაც M არის დედამიწის მასა; R არის დედამიწის რადიუსი.

თუ სხეულზე მოქმედებს მხოლოდ მიზიდულობის ძალა და ყველა სხვა ძალა ურთიერთდაბალანსებულია, სხეული ექვემდებარება თავისუფალ დაცემას. ნიუტონის მეორე კანონისა და ფორმულის მიხედვით (2.28), გრავიტაციული აჩქარების მოდული g გვხვდება ფორმულით

g=Ft/m=GM/R2. (2.29)

ფორმულიდან (2.29) გამომდინარეობს, რომ თავისუფალი ვარდნის აჩქარება არ არის დამოკიდებული დაცემის სხეულის m მასაზე, ე.ი. დედამიწის მოცემულ ადგილას ყველა სხეულისთვის ეს იგივეა. ფორმულიდან (2.29) გამომდინარეობს, რომ Ft = მგ. ვექტორული სახით

§ 5-ში აღინიშნა, რომ რადგან დედამიწა არ არის სფერო, არამედ რევოლუციის ელიფსოიდი, მისი პოლარული რადიუსი ეკვატორულზე ნაკლებია. ფორმულიდან (2.28) ცხადია, რომ ამ მიზეზით მიზიდულობის ძალა და მის მიერ გამოწვეული მიზიდულობის აჩქარება პოლუსზე მეტია ვიდრე ეკვატორზე.

მიზიდულობის ძალა მოქმედებს ყველა სხეულზე, რომელიც მდებარეობს დედამიწის გრავიტაციულ ველში, მაგრამ ყველა სხეული არ ვარდება დედამიწაზე. ეს აიხსნება იმით, რომ მრავალი სხეულის მოძრაობას აფერხებს სხვა სხეულები, მაგალითად, საყრდენები, საკიდი ძაფები და ა.შ. სხეულებს, რომლებიც ზღუდავენ სხვა სხეულების მოძრაობას, უწოდებენ შეერთებებს. გრავიტაციის გავლენით ბმები დეფორმირდება და დეფორმირებული კავშირის რეაქციის ძალა, ნიუტონის მესამე კანონის მიხედვით, აბალანსებს მიზიდულობის ძალას.

§ 5-ში ასევე აღინიშნა, რომ თავისუფალი ვარდნის აჩქარებაზე გავლენას ახდენს დედამიწის ბრუნვა. ეს გავლენა აიხსნება შემდეგნაირად. დედამიწის ზედაპირთან დაკავშირებული საცნობარო სისტემები (გარდა დედამიწის პოლუსებთან დაკავშირებული ორისა) არ არის, მკაცრად რომ ვთქვათ, ინერციული საცნობარო სისტემები - დედამიწა ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო და მასთან ერთად ასეთი საცნობარო სისტემები მოძრაობენ წრეებში ცენტრიდანული აჩქარებით. საცნობარო სისტემების ეს არაინერციულობა გამოიხატება, კერძოდ, იმაში, რომ გრავიტაციის აჩქარების მნიშვნელობა განსხვავებულია დედამიწის სხვადასხვა ადგილას და დამოკიდებულია იმ ადგილის გეოგრაფიულ განედზე, სადაც დაკავშირებულია საცნობარო სისტემა. დედამიწა მდებარეობს, რომლის მიმართაც განისაზღვრება გრავიტაციის აჩქარება.

სხვადასხვა განედებზე ჩატარებულმა გაზომვებმა აჩვენა, რომ სიმძიმის გამო აჩქარების რიცხვითი მნიშვნელობები ერთმანეთისგან ცოტათი განსხვავდება. ამიტომ, არც თუ ისე ზუსტი გამოთვლებით, ჩვენ შეგვიძლია უგულებელვყოთ დედამიწის ზედაპირთან დაკავშირებული საცნობარო სისტემების არაინერციულობა, ისევე როგორც დედამიწის ფორმის განსხვავება სფერულისგან და ვივარაუდოთ, რომ გრავიტაციის აჩქარება დედამიწის ნებისმიერ წერტილში იგივეა და უდრის 9,8 მ/წმ2.

უნივერსალური მიზიდულობის კანონიდან გამომდინარეობს, რომ მიზიდულობის ძალა და მის მიერ გამოწვეული მიზიდულობის აჩქარება მცირდება დედამიწიდან დაშორების ზრდასთან ერთად. დედამიწის ზედაპირიდან h სიმაღლეზე გრავიტაციული აჩქარების მოდული განისაზღვრება ფორმულით

დადგენილია, რომ დედამიწის ზედაპირიდან 300 კმ სიმაღლეზე გრავიტაციის აჩქარება 1 მ/წ2-ით ნაკლებია, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე.

შესაბამისად, დედამიწის მახლობლად (რამდენიმე კილომეტრამდე სიმაღლეზე) მიზიდულობის ძალა პრაქტიკულად არ იცვლება და, შესაბამისად, დედამიწის მახლობლად სხეულების თავისუფალი დაცემა ერთნაირად აჩქარებული მოძრაობაა.

Სხეულის წონა. უწონადობა და გადატვირთვა

ძალას, რომლის დროსაც, დედამიწისადმი მიზიდულობის გამო, სხეული მოქმედებს მის საყრდენზე ან შეჩერებაზე, სხეულის წონა ეწოდება. გრავიტაციისგან განსხვავებით, რომელიც არის სხეულზე მიმართული გრავიტაციული ძალა, წონა არის ელასტიური ძალა, რომელიც გამოიყენება საყრდენზე ან საკიდზე (ანუ რგოლზე).

დაკვირვებები აჩვენებს, რომ ზამბარის სკალაზე განსაზღვრული P სხეულის წონა უდრის სხეულზე Ft მიზიდულობის ძალას, რომელიც მოქმედებს სხეულზე მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სასწორი დედამიწასთან შედარებით სხეულთან არის მოსვენებული ან თანაბრად და სწორხაზოვნად მოძრაობს; Ამ შემთხვევაში

თუ სხეული მოძრაობს აჩქარებული სიჩქარით, მაშინ მისი წონა დამოკიდებულია ამ აჩქარების მნიშვნელობაზე და მის მიმართულებაზე სიმძიმის აჩქარების მიმართულებაზე.

როდესაც სხეული შეჩერებულია ზამბარის შკალაზე, მასზე მოქმედებს ორი ძალა: მიზიდულობის ძალა Ft=mg და დრეკადობის ძალა ზამბარის Fyp. თუ ამ შემთხვევაში სხეული ვერტიკალურად მოძრაობს ზევით ან ქვევით სიმძიმის აჩქარების მიმართულების მიმართ, მაშინ Ft და Fup ძალების ვექტორული ჯამი იძლევა შედეგს, რაც იწვევს სხეულის აჩქარებას, ე.ი.

Fт + Fуп=ma.

„წონის“ ცნების ზემოაღნიშნული განმარტების მიხედვით, შეგვიძლია დავწეროთ, რომ P = -Fyп. იმის გათვალისწინებით, რომ Ft=mg, გამოდის, რომ mg-ma=-Fyп. ამიტომ P=m(g-a).

ძალები Fт და Fуп მიმართულია ერთი ვერტიკალური სწორი ხაზის გასწვრივ. მაშასადამე, თუ სხეულის a აჩქარება მიმართულია ქვევით (ანუ ემთხვევა მიმართულებით g თავისუფალი ვარდნის აჩქარებას), მაშინ მოდულში.

თუ სხეულის აჩქარება მიმართულია ზემოთ (ანუ თავისუფალი ვარდნის აჩქარების მიმართულების საწინააღმდეგოდ), მაშინ

P = m = m(g+a).

შესაბამისად, სხეულის წონა, რომლის აჩქარებაც თავისუფალი ვარდნის აჩქარების მიმართულებით ემთხვევა, ნაკლებია მოსვენებულ სხეულზე, ხოლო სხეულის წონა, რომლის აჩქარებაც თავისუფალი ვარდნის აჩქარების მიმართულების საპირისპიროა, მეტია. ვიდრე სხეულის წონა მოსვენებულ მდგომარეობაში. მისი დაჩქარებული მოძრაობით გამოწვეული სხეულის წონის მატებას გადატვირთვა ეწოდება.

თავისუფალ ვარდნაში a=g. აქედან გამომდინარეობს, რომ ამ შემთხვევაში P = 0, ანუ წონა არ არის. ამიტომ, თუ სხეულები მოძრაობენ მხოლოდ გრავიტაციის გავლენის ქვეშ (ანუ თავისუფლად ეცემა), ისინი უწონად მდგომარეობაში არიან. ამ მდგომარეობის დამახასიათებელი მახასიათებელია თავისუფლად ჩამოვარდნილ სხეულებში დეფორმაციებისა და შინაგანი სტრესების არარსებობა, რაც გამოწვეულია მოსვენებულ სხეულებში სიმძიმით. სხეულების უწონობის მიზეზი არის ის, რომ მიზიდულობის ძალა თანაბარ აჩქარებებს ანიჭებს თავისუფლად დავარდნილ სხეულს და მის საყრდენს (ან შეჩერებას).

ბერკეტისა და ბლოკის გარდა, მარტივ მექანიზმებში ასევე შედის დახრილი თვითმფრინავი და მისი ვარიაციები: სოლი და ხრახნი.

დახრილი თვითმფრინავი

დახრილი თვითმფრინავიგამოიყენება მძიმე საგნების უფრო მაღალ დონეზე გადასატანად მათი უშუალო აწევის გარეშე.
ასეთი მოწყობილობები მოიცავს პანდუსები, ესკალატორები, ჩვეულებრივი კიბეები და კონვეიერები.
თუ თქვენ გჭირდებათ ტვირთის სიმაღლეზე აწევა, ყოველთვის უფრო ადვილია ნაზი ამწევის გამოყენება, ვიდრე ციცაბო. უფრო მეტიც, რაც უფრო ციცაბოა ფერდობი, მით უფრო ადვილია ამ სამუშაოს დასრულება. როცა დროსა და მანძილს დიდი მნიშვნელობა არ აქვს, მაგრამ ტვირთის აწევა მნიშვნელოვანია მინიმალური ძალისხმევით,დახრილი თვითმფრინავი გამოდის შეუცვლელი.

ეს სურათები დაგეხმარებათ იმის ახსნაში, თუ როგორ მუშაობს მარტივი მექანიზმი. დახრილი თვითმფრინავი.
დახრილი სიბრტყის მოქმედების კლასიკური გამოთვლები და სხვა მარტივი მექანიზმები ეკუთვნის გამოჩენილ ძველ მექანიკოსს არქიმედეს სირაკუზას.

ტაძრების აშენებისას ეგვიპტელებმა გადაჰქონდათ, ასწიეს და დაამონტაჟეს კოლოსალური ობელისკები და ქანდაკებები, რომლებიც იწონიდნენ ათობით და ასობით ტონა!ეს ყველაფერი შეიძლება გაკეთდეს სხვა მარტივ მექანიზმებთან ერთად დახრილი თვითმფრინავი.
ეგვიპტელების მთავარი ამწევი მოწყობილობა იყო დახრილი თვითმფრინავი - პანდუსი.პანდუსის ჩარჩო, ანუ მისი გვერდები და ტიხრები, რომლებიც პანდუსს ერთმანეთისგან მცირე მანძილზე კვეთდნენ, აგურით იყო ნაშენი; სიცარიელეები ივსებოდა ლერწმებითა და ტოტებით. როგორც პირამიდა იზრდება პანდუსი შენდებოდა.ამ პანდუსების გასწვრივ ქვებს აზიდავდნენ სასწავლებლებზე ისევე, როგორც მიწაზე, ბერკეტებით ეხმარებოდნენ თავს. რამპის კუთხე ძალიან მცირე იყო - 5 ან 6 გრადუსი.

თებეს ძველი ეგვიპტური ტაძრის სვეტები.

თითოეულ ამ უზარმაზარ სვეტს მონები აზიდავდნენ პანდუსის გასწვრივ - დახრილი თვითმფრინავით. როდესაც სვეტი ხვრელში ჩაცურდა, ხვრელში ქვიშა ამოიღეს, შემდეგ კი აგურის კედელი დაშალეს და ამოიღეს სანაპირო. ასე, მაგალითად, ხაფრეს პირამიდისკენ მიმავალი გზა, რომლის სიმაღლე 46 მეტრია, ჰქონდა დაახლოებით ნახევარი კილომეტრის სიგრძის.

ამიტომ, შევეცდები დეტალურად აღვწერო ამ საკითხზე ჩემი მსჯელობის მიმდინარეობა. პირველ გაკვეთილზე მოსწავლეებს ვუსვამ კითხვას: როგორ შეუძლია სხეულს გადაადგილება დახრილ სიბრტყეში? ჩვენ ერთად ვპასუხობთ: ჩამოაგორეთ თანაბრად, აჩქარებით; დასვენება დახრილ სიბრტყეზე; დაიჭირე იგი; წევის ძალის გავლენით ქვევით გადაადგილება თანაბრად, აჩქარებით; იმოძრავეთ წევის ძალის გავლენით თანაბრად, აჩქარებით. სურათებზე ორი-სამი მაგალითის გამოყენებით ვაჩვენებთ რა ძალები მოქმედებს სხეულზე. გზაში მე ვაცნობ მოძრავი შედეგის კონცეფციას. ვწერთ მოძრაობის განტოლებას ვექტორული სახით, შემდეგ მასში ვცვლით ჯამს მოძრავი შედეგით (მოანიშნეთ როგორც გსურთ). ჩვენ ამას ვაკეთებთ ორი მიზეზის გამო: პირველი, არ არის საჭირო ღერძზე ძალის ვექტორების პროექტირება და ორი განტოლების ამოხსნა; მეორეც, ძალთა ბალანსი სწორად იქნება ნაჩვენები პრობლემის პირობებიდან გამომდინარე.

მე გაჩვენებთ კონკრეტული მაგალითებით. მაგალითი 1: სხეული ერთნაირად მოძრაობს წევის ძალის გავლენის ქვეშ (სურათი 1).

მოსწავლეებმა ჯერ უნდა ისწავლონ ნახატის აგების ალგორითმი. ვხატავთ დახრილ სიბრტყეს, მის შუაში არის სხეული მართკუთხედის სახით, სხეულის შუაში ვხატავთ ღერძს დახრილი სიბრტყის პარალელურად. ღერძის მიმართულება არ არის მნიშვნელოვანი, მაგრამ თანაბრად აჩქარებული მოძრაობის შემთხვევაში უმჯობესია ვაჩვენოთ ის ვექტორის მიმართულებით ისე, რომ ალგებრული ფორმით მოძრაობის განტოლებაში იყოს პლუსის ნიშანი მარჯვენა მხარეს. მის წინ. შემდეგ ჩვენ ვაშენებთ ძალას. ჩვენ ვხატავთ სიმძიმის ძალას ვერტიკალურად ქვევით თვითნებური სიგრძით (მოვითხოვ, რომ ნახატები იყოს დიდი, რათა ყველამ შეძლოს ყველაფრის გაგება). შემდეგ, სიმძიმის გამოყენების წერტილიდან, პერპენდიკულარული ღერძზე, რომლის გასწვრივ წავა დამხმარე რეაქციის ძალა. ამ პერპენდიკულარის პარალელურად, დახაზეთ წერტილოვანი ხაზი ვექტორის ბოლოდან, სანამ ის არ გადაიკვეთება ღერძთან. ამ წერტილიდან - წერტილოვანი ხაზი პერპენდიკულართან კვეთის პარალელურად - ვიღებთ სწორი სიგრძის ვექტორს. ამრიგად, ჩვენ ავაშენეთ პარალელოგრამი ვექტორებზე და, ავტომატურად მიუთითებთ დამხმარე რეაქციის ძალის სწორ სიდიდეს და ვექტორული გეომეტრიის ყველა წესის მიხედვით ავაშენებთ ამ ძალების შედეგს, რომელსაც მე ვუწოდებ მოძრავ შედეგს (დიაგონალი ემთხვევა ღერძი). ამ ეტაპზე, სახელმძღვანელოს მეთოდის გამოყენებით, ცალკე ფიგურაში ვაჩვენებ თვითნებური სიგრძის საყრდენის რეაქციის ძალას: ჯერ უფრო მოკლე ვიდრე საჭიროა, შემდეგ კი საჭიროზე გრძელი. მე ვაჩვენებ მიზიდულობის ძალას და დამხმარე რეაქციის ძალას: პირველ შემთხვევაში, ის მიმართულია ქვევით დახრილი სიბრტყის კუთხით (სურათი 2), მეორე შემთხვევაში, ზევით, დახრილი სიბრტყის კუთხით (სურათი 3). ).

ჩვენ ვაკეთებთ ძალიან მნიშვნელოვან დასკვნას: მიზიდულობის ძალასა და საყრდენის რეაქციის ძალას შორის ურთიერთობა უნდა იყოს ისეთი, რომ სხეული მათი მოქმედებით (ან მოძრავი შედეგის მოქმედებით), სხვა ძალების არარსებობის შემთხვევაში, მოძრაობს. ქვევით გასწვრივდახრილი თვითმფრინავი. შემდეგ მე ვეკითხები: რა სხვა ძალები მოქმედებს სხეულზე? ბიჭები პასუხობენ: წევის ძალა და ხახუნის ძალა. მე ვსვამ კითხვას: რომელ ძალას გამოვავლენთ ჯერ, და რომელს შემდეგ? მე ვეძებ სწორ და გონივრულ პასუხს: ჯერ ამ შემთხვევაში აუცილებელია წევის ძალის ჩვენება, შემდეგ კი ხახუნის ძალის ჩვენება, რომლის მოდული ტოლი იქნება წევის ძალის მოდულების ჯამისა და მოძრავი შედეგის: , იმიტომ პრობლემის პირობების მიხედვით, სხეული ერთნაირად მოძრაობს, შესაბამისად, სხეულზე მოქმედი ყველა ძალის შედეგი ნიუტონის პირველი კანონის მიხედვით ნულის ტოლი უნდა იყოს. გასაკონტროლებლად ვსვამ პროვოკაციულ კითხვას: რამდენი ძალა მოქმედებს სხეულზე? ბიჭებმა უნდა უპასუხონ - ოთხი (არა ხუთი!): გრავიტაცია, მიწის რეაქციის ძალა, წევის ძალა და ხახუნის ძალა. ახლა ჩვენ ვწერთ მოძრაობის განტოლებას ვექტორული სახით ნიუტონის პირველი კანონის მიხედვით:

ვექტორების ჯამს ვცვლით მოძრავი შედეგით:

ჩვენ ვიღებთ განტოლებას, რომელშიც ყველა ვექტორი ღერძის პარალელურია. ახლა მოდით დავწეროთ ეს განტოლება ღერძზე ვექტორების პროექციის მეშვეობით:

თქვენ შეგიძლიათ გამოტოვოთ ეს ჩანაწერი მომავალში. განტოლებაში შევცვალოთ ვექტორების პროგნოზები მათი მოდულებით, მიმართულებების გათვალისწინებით:

მაგალითი 2: სხეული, წევის გავლენის ქვეშ, მოძრაობს დახრილ სიბრტყეზე აჩქარებით (სურათი 4).

ამ მაგალითში მოსწავლეებმა უნდა თქვან, რომ გრავიტაციის ძალის, დამხმარე რეაქციის ძალისა და მოძრავი შედეგის აგების შემდეგ, შემდეგი უნდა აჩვენოს ხახუნის ძალა, ბოლო არის წევის ძალის ვექტორი, რომელიც უნდა იყოს მეტი ჯამი. ვექტორები, რადგან ყველა ძალის შედეგი უნდა იყოს მიმართული იმავე მიმართულებით, როგორც აჩქარების ვექტორი ნიუტონის მეორე კანონის მიხედვით. სხეულის მოძრაობის განტოლება უნდა დაიწეროს ნიუტონის მეორე კანონის მიხედვით:

თუ არის კლასში სხვა შემთხვევების განხილვის შესაძლებლობა, მაშინ ამ შესაძლებლობას უყურადღებოდ არ ვტოვებთ. თუ არა, მაშინ მე ვაძლევ ამ დავალებას სახლში. ზოგიერთმა შეიძლება განიხილოს ყველა დარჩენილი შემთხვევა, ზოგმა შეიძლება განიხილოს სტუდენტების არჩევის უფლება. შემდეგ გაკვეთილზე ვამოწმებთ, ვასწორებთ შეცდომებს და გადავდივართ კონკრეტული ამოცანების გადაჭრაზე, ადრე გამოვხატეთ ვექტორული სამკუთხედებიდან და:

მიზანშეწონილია გავაანალიზოთ თანასწორობა (2) სხვადასხვა კუთხისთვის. ზე გვაქვს: როგორც ჰორიზონტალურად გადაადგილებისას ჰორიზონტალური წევის ძალის გავლენით. კუთხის მატებასთან ერთად მისი კოსინუსი მცირდება, შესაბამისად, დამხმარე რეაქციის ძალა მცირდება და მიზიდულობის ძალა სულ უფრო მცირდება. კუთხით ის ნულის ტოლია, ე.ი. სხეული არ მოქმედებს საყრდენზე და საყრდენი, შესაბამისად, "არ რეაგირებს".

მე ვგეგმავ კითხვას ოპონენტებისგან: როგორ გამოვიყენოთ ეს ტექნიკა იმ შემთხვევებში, როდესაც წევის ძალა ჰორიზონტალურია ან მიმართულია დახრილი სიბრტყის კუთხით? კონკრეტული მაგალითებით გიპასუხებ.

ა) სხეული აჩქარებით იწევს დახრილ სიბრტყეზე, წევის ძალის გამოყენებით ჰორიზონტალურად (სურათი 5).

ჰორიზონტალურ წევის ძალას ვყოფთ ორ კომპონენტად: ღერძის გასწვრივ - და ღერძის პერპენდიკულარულად - (პერპენდიკულარული ძალების შედეგის აგების საპირისპირო ოპერაცია). ჩვენ ვწერთ მოძრაობის განტოლებას:

ჩვენ ვცვლით მობრუნების შედეგს და ამის ნაცვლად ვწერთ:

ვექტორული სამკუთხედებიდან გამოვხატავთ: და: .

ჰორიზონტალური ძალის გავლენის ქვეშ სხეული არა მხოლოდ მაღლა ადის დახრილ სიბრტყეზე, არამედ დამატებით ეჭიმება მას. ამრიგად, დამატებითი წნევის ძალა წარმოიქმნება ვექტორული მოდულის ტოლი და ნიუტონის მესამე კანონის თანახმად, დამატებითი დამხმარე რეაქციის ძალა: . მაშინ ხახუნის ძალა იქნება: .

მოძრაობის განტოლება მიიღებს ფორმას:

ახლა ჩვენ მთლიანად გავშიფრეთ მოძრაობის განტოლება. ახლა რჩება მისგან სასურველი მნიშვნელობის გამოხატვა. შეეცადეთ გადაჭრათ ეს პრობლემა ტრადიციული გზით და მიიღებთ იგივე განტოლებას, მხოლოდ გამოსავალი იქნება უფრო რთული.

ბ) სხეული თანაბრად იწევს დახრილი სიბრტყიდან, წევის ძალის გამოყენებით ჰორიზონტალურად (სურათი 6).

ამ შემთხვევაში წევის ძალა, გარდა იმისა, რომ სხეულს დახრილი სიბრტყის გასწვრივ ქვევით წევს, ასევე აშორებს მას დახრილ სიბრტყეს. ასე რომ, საბოლოო განტოლება არის:

გ) სხეული თანაბრად ათრევს დახრილ სიბრტყეზე დახრილ სიბრტყეზე კუთხით წევის ძალის გამოყენებისას (სურათი 7).

მე ვთავაზობ კონკრეტული პრობლემების განხილვას, რათა შემდგომ დამაჯერებლად გამოვაცხადო ჩემი მეთოდოლოგიური მიდგომა მსგავსი პრობლემების გადასაჭრელად. მაგრამ პირველ რიგში, ყურადღებას ვაქცევ ამოხსნის ალგორითმს (ვფიქრობ, ფიზიკის ყველა მასწავლებელი მასზე ამახვილებს მოსწავლეების ყურადღებას და მთელი ჩემი ამბავი ამ ალგორითმს დაექვემდებარა):

1) პრობლემის ყურადღებით წაკითხვის შემდეგ გაარკვიეთ როგორ მოძრაობს სხეული;
2) ნახატის გაკეთება ძალების სწორი გამოსახულებით, პრობლემის პირობებიდან გამომდინარე;
3) ჩაწერეთ მოძრაობის განტოლება ვექტორული სახით ნიუტონის პირველი ან მეორე კანონის მიხედვით;
4) ჩაწერეთ ეს განტოლება ძალის ვექტორების პროგნოზების მეშვეობით x-ღერძზე (ეს ნაბიჯი შეიძლება გამოტოვოთ მოგვიანებით, როდესაც დინამიკაში ამოცანების გადაჭრის უნარი მიიყვანება ავტომატურობამდე);
5) ვექტორების პროგნოზების გამოხატვა მათი მოდულების საშუალებით მიმართულებების გათვალისწინებით და დაწერე განტოლება ალგებრული ფორმით;
6) ძალის მოდულების გამოხატვა ფორმულების გამოყენებით (საჭიროების შემთხვევაში);
7) გამოხატეთ სასურველი მნიშვნელობა.

ამოცანა 1.რამდენი დრო სჭირდება მასის სხეულს სიმაღლისა და დახრილობის კუთხით დახრილ სიბრტყეში სრიალს, თუ იგი ერთნაირად მოძრაობს დახრილი სიბრტყის გასწვრივ დახრილობის კუთხით?

როგორი იქნებოდა ამ პრობლემის გადაჭრა ჩვეულებრივი გზით!

დავალება 2.რა არის უფრო ადვილი: სხეულის დახრილ სიბრტყეზე დაჭერა თუ მის გასწვრივ თანაბრად ზევით გადატანა?

აქ, ახსნისას, ჩემი აზრით, არ შეიძლება მოძრავი შედეგის გარეშე.

როგორც ფიგურებიდან ჩანს, პირველ შემთხვევაში, ხახუნის ძალა ხელს უწყობს სხეულის შეკავებას (მიმართული იმავე მიმართულებით, როგორც დამჭერი ძალა), მეორე შემთხვევაში, ის, მოძრავი შედეგით, მიმართულია სხეულის წინააღმდეგ. მოძრაობა. პირველ შემთხვევაში, მეორე შემთხვევაში.