Архимедова сила — закон, формула, определение

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

110.3K

Легенду об открытии закона Архимеда многие знают с детства. Но на уроках физики в 7 классе этой историей не отделаешься: надо еще знать, как действует архимедова сила, в чем измеряется и как ее вычислить.

Сила: что это за величина

Прежде чем говорить о силе Архимеда, нужно понять, что это вообще такое — сила.

В повседневной жизни мы часто видим, как физические тела деформируются (меняют форму или размер), ускоряются и тормозят, падают. В общем, чего только с ними не происходит! Причина любых действий или взаимодействий тел — ее величество сила.

Сила — это физическая векторная величина, которая воздействует на данное тело со стороны других тел. Сила измеряется в ньютонах — единице измерения, которую назвали в честь Исаака Ньютона.

Поскольку сила — величина векторная, у нее, помимо модуля, есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В этом случае результат выражается в направлении движения.

Пятерка по физике у тебя в кармане!

Решай домашку по физике на изи. Подробные решения помогут разобраться в сложной теме и получить пятерку!

Открытие закона Архимеда

Так вышло, что закон Архимеда известен не столько своей формулировкой, сколько историей возникновения.

Легенда гласит, что царь Герон II попросил Архимеда определить, из чистого ли золота сделана его корона, при этом не причиняя вреда самой короне. То есть расплавить корону или растворить — нельзя.

Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало — нужно ведь определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита.

Рассчитать плотность металла, чтобы установить, золотая ли корона, можно по формуле плотности.

Формула плотности тела ρ = m/V ρ — плотность тела [кг/м3] m — масса тела [кг] V — объем тела [м3]

Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну — и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. Тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему.

Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый закричал «Эврика!» и побежал докладывать о своей победе в царский дворец (и так торопился, что даже не оделся). 🤦🏻‍♂️

Попробуйте онлайн-курс подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в Skysmart!

Формула и определение силы Архимеда для жидкости

На поверхность твердого тела, погруженного в жидкость, действуют силы давления. Эти силы увеличиваются с глубиной погружения, и на нижнюю часть тела будет действовать со стороны жидкости большая сила, чем на верхнюю.

Равнодействующая всех сил давления, действующих на поверхность тела со стороны жидкости, называется

выталкивающей силой или силой Архимеда. Истинная причина появления выталкивающей силы — наличие различного гидростатического давления в разных точках жидкости.

Определение архимедовой силы для жидкостей звучит так:

Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна по модулю весу вытесненной жидкости и противоположно ему направлена.

Формула архимедовой силы для жидкости FАрх = ρжgVпогр ρж — плотность жидкости[кг/м3] Vпогр — объем погруженной части тела [м3] g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с 2.

А теперь давайте порешаем задачки, чтобы закрепить, как вычислить архимедову силу.

Задача 1

В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине считать примерно одинаковой.

Решение

Да, так как объемы одинаковы, а архимедова сила зависит от объема погруженной части тела, а не от глубины.

Задача 2

На графике показана зависимость модуля силы Архимеда F_Арх, действующей на медленно погружаемый в жидкость кубик, от глубины погружения

x. Длина ребра кубика равна 10 см, его нижнее основание все время параллельно поверхности жидкости. Определите плотность жидкости. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с².

Решение

Сила Архимеда, действующая на кубик, равна F_Арх = ρ_жgV_погр.

V_погр. — объем погруженной части кубика,

ρ_ж — плотность жидкости.

Учитывая, что нижнее основание кубика все время параллельно поверхности жидкости, можем записать:

F_Арх = ρ_жgV _погр = ρ_жga ²x

где а — длина стороны кубика.

Выразим плотность:

ρ = F_Арх / ga²x

Рассматривая любую точку данного графика, получим:

ρ = F_Архga²x = 20,25 / 10 × 7,5 × 10^-2 = 2700 кг/м³

Ответ: плотность жидкости равна 2700 кг/м ³.

Условия плавания тел

Из закона Архимеда вытекают следствия об условиях плавания тел.

 

Погружение	Плавание внутри жидкости	Плавание на поверхности жидкости
ρж < ρт Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдет на дно.	ρж = ρт Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.	ρж > ρт Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.

Почему корабли не тонут? Корабль сделан из металла, плотность которого больше плотности воды. И, по идее, он должен тонуть. Но дело в том, что корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Если корабль получит пробоину, то пространство внутри заполнится водой — следовательно, общая плотность корабля увеличится. Судно утонет. В подводных лодках есть специальные резервуары, которые заполняют водой или сжатым воздухом. Если нужно уйти на глубину — водой, если подняться — сжатым воздухом. Рыбы используют такой же принцип в плавательном пузыре — наполняют его воздухом, чтобы подняться наверх. Человеку, чтобы не утонуть, тоже достаточно набрать в легкие воздух и не двигаться — вода будет выталкивать тело на поверхность. Именно поэтому важно не тратить силы и кислород в легких на панику и борьбу, а расслабиться и позволить физическим законам сделать все за нас.

Формула и определение силы Архимеда для газов

На самом деле тут все очень похоже на жидкости. Начнем с формулировки закона Архимеда:

Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в газ, равна по модулю весу вытесненного газа и противоположно ему направлена.

Формула архимедовой силы для газов FАрх = ρгgVпогр ρг — плотность газа [кг/м3] Vпогр — объем погруженной части тела [м3] g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с 2.

Сила Архимеда для газов действует аналогично архимедовой силе для жидкостей. Давайте убедимся в этом, решив задачку.

Задача

Груз какой максимальной массы может удерживать воздушный шар с гелием объема 0,3 м³, находясь в атмосфере Земли? Плотность воздуха равна 1,3 кг/м ³. Гелий считать невесомым.

Решение

Подставляем значения и получаем:

F_Арх = ρ_гgV_погр = 1,3 × 10 × 0,3 = 0,39 Н

По второму закону Ньютона для инерциальных систем отсчета:

F_Арх = mg

Выражаем массу груза и подставляем значения:

m = F_Арх / g = 0,39 / 10 = 0, 039 кг = 39 кг

Ответ: груз максимальной массы 39 г может удержать данный шарик с гелием.

Когда сила Архимеда не работает

Архимедова сила не работает лишь в трех случаях:

1. Невесомость. Главное условие возникновения Архимедовой силы — это наличие веса у среды. Если мы находимся в невесомости, холодный воздух не опускается, а горячий, наоборот, не поднимается.




2. Тело плотно прилегает к поверхности. Отсутствие газа или жидкости между поверхностью и телом свидетельствует об отсутствии выталкивающей силы — телу просто неоткуда выталкиваться.




3. Растворы и смеси. Если взять спирт, плотность которого меньше плотности воды, и смешать его с водой, получится раствор. На него не будет действовать сила Архимеда, несмотря на то, что плотность спирта меньше плотности воды — он просто растворится.

Карина Хачатурян

К предыдущей статье

Насыщенный и ненасыщенный пар

К следующей статье

Мощность

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

2. Расскажем, как проходят занятия

3. Подберём курс

Как найти силу тяжести и вес

Статьи › Чем отличается › Чем отличается вес тела от силы тяжести

Силу, с которой Земля притягивает тела, можно рассчитать по формуле: F = m ⋅ g, где \(m\) — масса тела, а \(g\) — ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения — это ускорение, которое вблизи Земли приобретает тело, падающее свободно и беспрепятственно.

1. Как найти вес сила тяжести
2. Как определяется сила тяжести
3. Чему равна сила тяжести действующая на тело массой 50 кг
4. В чем разница между весом тела и силой тяжести
5. Как рассчитать вес
6. Как найти силу
7. Как найти g
8. Чему равна F в физике
9. Чему равно g
10. В чем измеряется сила тяжести
11. Чему равна сила действующая на тело массой 200 кг
12. Чему равна сила действующая на тело массой 10 кг
13. Что больше сила тяжести или вес
14. Чему равна масса тела массой 10 кг
15. Чему равен вес тела формула
16. Что такое сила веса
17. Чему равна сила тяжести тела массой
18. Как найти вес с помощью массы
19. Как найти работу силы тяжести
20. Чему равна сила тяжести тела массой 4 кг
21. Какая величина сила тяжести
22. Какая сила тяжести действует на тело массой 400г
23. Какая сила тяжести действует на тело массой 100 г
24. Какая сила тяжести действует на тело массой 5 кг
25. Чему равна сила тяжести действующая на тело массой 10 кг
26. Как найти массу по формуле
27. Чему равна сила тяжести действующая на тело массой 2 кг

Как найти вес сила тяжести

Силу тяжести, которая действует на тело, можно рассчитать по формуле: F = Р (вес тела) = m * g, где F — действующая сила тяжести (F = 50 Н), m — искомая масса тела (кг), g — ускорение свободного падения (принимаем g = 9,8 м/с²). Выразим и рассчитаем массу тела: m = F / g = 50 / 9,8 = 5,1 кг.

Как определяется сила тяжести

Формула силы тяжести такова: F = m×g, где: F — сила тяжести, Н; m — масса тела, кг; g — ускорение свободного падения, м/с².

Чему равна сила тяжести действующая на тело массой 50 кг

G1 = F / m = 80 / 50 = 1,6 Н/кг. F1 = g * m = 9,8 * 50 = 490 Ньютон.

В чем разница между весом тела и силой тяжести

Сила тяжести — это сила, с которой планета Земля действует на само тело, а вес — это сила, с которой уже тело действует на опору или подвес. Вес тела — это тоже сила. Отличие между весом тела и силой тяжести в том, что эти силы приложены к разным телам.

Как рассчитать вес

Современная формула Брокка для вычисления веса по росту выглядит так:

• Для женщин: Идеальный вес = (Рост (в сантиметрах) — 110) * 1,15.
• Для мужчин: Идеальный вес = (Рост (в сантиметрах) — 100) * 1,15.

Как найти силу

F = P * S. Ответ: чтобы найти силу, нужно умножить давление на площадь поверхности, на которую давит эта сила.

Как найти g

Ускорение свободного падения в упрощённом виде можно рассчитать по формуле g = F m, которая получается из формулы F = m ⋅ g, где \(F\) — сила тяжести либо вес тела в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, \(m\) — масса тела, которое притягивает планета, \(g\) — ускорение свободного падения.

Чему равна F в физике

В физике существует множество различных сил, одна из которых — сила тяжести. Она обозначается буквой F и определяется по формуле F=mg. m — это масса тела, а g — ускорение свободного падения. Точка приложения силы всегда находится в центре тела.

Чему равно g

Ускорение свободного падения на поверхности Земли g (обычно произносится как «же») варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,82 м/с² на полюсах. Стандартное («нормальное») значение, принятое при построении систем единиц, составляет 9,80665 м/с².

В чем измеряется сила тяжести

Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

Чему равна сила действующая на тело массой 200 кг

F = 200 кг *2,5 м/с2 = 500 Н. Ответ: на тело действует сила F = 500 Н.

Чему равна сила действующая на тело массой 10 кг

Fт = Р (вес тела) = m * g, где m — масса тела (m = 10 кг), g — ускорение свободного падения (принимаем g = 10 м/с²). Рассчитаем силу тяжести, действующую на тело: Fт = m * g = 10 * 10 = 100 Н.

Что больше сила тяжести или вес

Ответы1. Вес тела равен силе тяжести, действующей на него, лишь в том случае, если тело находится в состоянии покоя. В остальных случаях вес тела и сила тяжести не равны между собой. Например если тело погружено в жидкость или газ.

Чему равна масса тела массой 10 кг

Как мы знаем, вес тела равняется произведению его массы (m=10 кг) и ускорения свободного падения (g=9.8 Н/кг), значит, мы 10 кг умножаем на 9.8 Н/кг и получаем 98Н.

Чему равен вес тела формула

Вес неподвижного тела равен P = mg. Формула определения веса неподвижного тела точно такая же, как и формула силы тяжести (см. предыдущую тему «Сила. Сила тяжести»).

Что такое сила веса

Вес — сила, с которой тело действует на опору (или подвес, или другой вид крепления), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести. Единица измерения веса в Международной системе единиц (СИ) — ньютон, иногда используется единица СГС — дина.

Чему равна сила тяжести тела массой

Сила тяжести определяется формулой: Fт = m *g, где m — масса тела, g — ускорение свободного падения. Fт1 = m1 *g.

Как найти вес с помощью массы

Ответы1. Из формулы: P=mg мы можем найти вес если известна масса и ускорение свободного падения: m = p*g — то есть массу умножить на ускорение свободного падения.

Как найти работу силы тяжести

Работа силы тяжести А определяется формулой: А = F * h* cosα. Где F — сила тяжести, h — перемещение под действием силы тяжести, α — угол между силой тяжести и перемещением. Сила тяжести F = m * g.

Чему равна сила тяжести тела массой 4 кг

Ответы1. Дано: m = 4 килограмм — масса тела; F(тяжести) = 8 Ньютон — сила тяжести, действующая на тело на некоторой планете. 2). Рассчитаем силу тяжести, действующую на тело: Fт = mg = 0,4*10 = 4 Н. Ответ: Сила тяжести равна 4 Н.

Какая сила тяжести действует на тело массой 100 г

Переведем массу тела из граммов в килограммы: m = 100 грамм = 100 * 0,001 = 0,1 килограмма. Тогда сила тяжести, действующая на тело, будет равна: G = m * g = 0,1 * 10 = 1 Ньютон.

Какая сила тяжести действует на тело массой 5 кг

Справочные величины: g (ускорение свободного падения) = 9,81 м/с2. Для нахождения величины силы тяжести произведем умножение ускорения свободного падения и массы рассматриваемого тела: Fт = m * g. Вычисление: Fт = 5 * 9,81 = 49,05 Н ≈ 49 Н. Ответ: Величина силы тяжести будет составлять 49 Н.

Чему равна сила тяжести действующая на тело массой 10 кг

Fт = Р (вес тела) = m * g, где m — масса тела (m = 10 кг), g — ускорение свободного падения (принимаем g = 10 м/с²). Рассчитаем силу тяжести, действующую на тело: Fт = m * g = 10 * 10 = 100 Н.

Как найти массу по формуле

Масса тела равна произведению плотности вещества на объем этого тела: m = ρ · V.

Чему равна сила тяжести действующая на тело массой 2 кг

Размерность её выражается в (кг*м)/с² или в Н («ньютонах»). Соответственно, в нашем примере для тела массой в 2 кг сила тяжести будет равна — 2 кг * 9,8 м/с² = 19,6 Н.

Видео-вопрос: Нахождение величины силы, действующей на тело с переменной массой, по заданному вектору его положения как функции времени 12 кг, тогда как его вектор положения равен 𝐫 от 𝑡, равному двум 𝑡 в квадрате плюс трем 𝑡 плюс 15 𝐜, где 𝐜 — постоянный единичный вектор, вектор 𝐫 измеряется в метрах, а 𝑡 измеряется в секундах. Найдите модуль силы, действующей на тело в момент 𝑡, равный двум секундам.

В этом вопросе мы хотим найти величину силы, действующей на тело с переменной массой. Масса дана как функция времени, поэтому масса тела будет меняться в зависимости от значения 𝑡. В этих случаях скорость изменения массы и скорости тела будет зависеть от величины силы, массы и скорости тела. И формула, которая их связывает, такова: 𝐹 равно 𝑚, умноженное на d𝑣 на d𝑡, плюс 𝑣, умноженное на d𝑚 на d𝑡, где 𝑚, конечно же, — это масса тела, а 𝑣 — его скорость.

Итак, чтобы найти величину силы, действующей на наше тело, нам нужно установить значения для 𝑚, 𝑣, d𝑣 через d𝑡 и d𝑚 через d𝑡. На самом деле это будут выражения, которые мы сможем вычислить позже, когда 𝑡 равно двум.

𝑚 равно двум 𝑡 плюс 12. Итак, как мы оцениваем d𝑚 по d𝑡? Что ж, мы можем дифференцировать почленно, поскольку производная суммы двух или более членов равна сумме соответствующих производных каждого члена. Теперь на самом деле производная от двух 𝑡 равна просто двум, а производная от константы равна нулю. Таким образом, скорость изменения массы во времени постоянна; имеет значение два.

Но как найти скорость? Нам дан вектор, описывающий положение в момент времени 𝑡. Это два 𝑡 в квадрате плюс три 𝑡 плюс 15 𝐜. Теперь здесь 𝐜 — постоянный единичный вектор, поэтому мы можем заметить, что вектор положения действует только в одном направлении. Это означает, что мы можем рассматривать его как скаляр в одном направлении. Имея это в виду, мы знаем, что скорость — это скорость изменения положения по отношению ко времени. Поэтому нам нужно дифференцировать наше выражение для 𝐫, чтобы найти выражение для 𝑣.

И снова мы делаем это термин за термином. Производная от двух 𝑡 в квадрате равна дважды два 𝑡, то есть четыре 𝑡. Тогда производная от трех 𝑡 равна трем, а производная от 15 равна нулю. Таким образом, в направлении постоянного единичного вектора 𝐜 скорость равна четырем 𝑡 плюс три. Имея это в виду, теперь мы можем вычислить выражение для d𝑣 с помощью d𝑡.

Когда мы дифференцируем четыре 𝑡 плюс три, у нас просто остается четыре. Итак, у нас есть выражения для массы, d𝑚 через d𝑡, скорость и d𝑣 через d𝑡. Таким образом, сила равна массе, умноженной на d𝑣 на d𝑡, что равно двум 𝑡 плюс 12, умноженное на четыре. Затем мы добавляем произведение 𝑣 и d𝑚 на d𝑡. А это четыре 𝑡 плюс трижды два. Теперь мы распределим четыре по этому первому набору скобок и два по второму. И это дает нам восемь 𝑡 плюс 48 плюс восемь 𝑡 плюс шесть. А это 16𝑡 плюс 54.

Теперь мы видим, что у нас есть уравнение для 𝐹. Сила в момент времени 𝑡 равна 16𝑡 плюс 54. Фактически, это также величина силы, поскольку мы рассматриваем только одно направление, а 𝑡 может быть только положительным. Теперь нам нужно подставить 𝑡 равно двум в это уравнение. Когда 𝑡 равно двум, 𝐹 равно 16 умножить на два плюс 54. Это 32 плюс 54, что равно 86. Таким образом, величина силы, действующей на тело в точке 𝑡, равна двум секундам, составляет 86 ньютонов.

На данном этапе стоит отметить, что мы могли бы вычислить выражение для скорости в векторной форме. Это привело бы к окончательной силе в векторной форме. Но опять же, поскольку это работает только в одном направлении, мы получили бы величину 86.

Калькулятор силы | Как найти силу?

, созданный Джулией Жулавиньской

, рассмотренным Стивеном Вудлингом

сила?

Что такое чистая сила?

Часто задаваемые вопросы

Калькулятор силы поможет вам рассчитать силу по второму закону Ньютона. Читать до узнать что такое сила и какие виды сил есть в классической механике . Мы также объясним , как найти силу в упражнениях, используя формулу силы . В конце мы также проиллюстрируем , что такое чистая сила , на простом примере.

Если вам нужно найти конкретную силу, возможно, вам поможет один из этих калькуляторов:

• Калькулятор гравитационной силы
• Калькулятор нормальной силы
• Вычислитель центробежной силы
• Вычислитель трения
• Калькулятор натяжения
• Калькулятор плавучести
• Калькулятор давления

Определение силы и уравнение силы

Что такое сила?

🙋 Сила — это любое взаимодействие, которое, если ему не противодействовать, может изменить движение объекта .

Если спросить: «Что такое сила?» нефизик, вероятно, подумал бы о том, чтобы толкать и тянуть. Физик подумал бы об изменении скорости объекта. Чтобы понять почему, давайте посмотрим на уравнение силы: 92][м/с2];

m\small мм — масса объекта в килограммах [кг]\small \rm [кг][кг]; и

F\small FF — сила, измеряемая в ньютонах [Н]\small \rm [Н][Н].

Ускорение — это изменение скорости во времени . И, как видно из формулы силы, чем больше сила, тем больше ускорение. Так, если что-то ускоряется, например, автомобиль, то оно может передать значительную силу при столкновении с другим автомобилем. Эта сила пропорциональна массе автомобиля и его (остановочному) ускорению. Другим примером может служить сила удара человека, когда масса и ускорение тела прямо пропорциональны силе удара.

Чтобы использовать калькулятор силы, введите две из этих переменных: массу, ускорение или силу в любых единицах и получите недостающее число в мгновение ока.

Если вы рассчитываете силу самостоятельно, всегда используйте систему СИ, чтобы избежать ошибок. Что такое единица силы в системе СИ? Это Ньютон [N]\footnotesize \bold{[N]}[N] — назван в честь Исаака Ньютона — математика, физика и первооткрывателя гравитации. В основных единицах СИ один ньютон равен:

1 N=1 кг⋅м/с2 \footnotesize \rm 1\ N = 1 \space кг \cdot м/с^21 N=1 кг⋅м/с2

Чтобы узнать больше о единицах силы, перейдите к нашему конвертеру силы.

Законы движения Ньютона

Ньютон вывел три закона движения, которые объясняют движение всех физических объектов. Они являются основой всей классической механики , которая также известна как Ньютоновская механика .

1. Первый закон движения Ньютона

   Объект останется в покое или продолжит равномерное движение, если на него не воздействует внешняя сила.

2. Второй закон Ньютона

   Сила, действующая на объект, равна массе, умноженной на ускорение этого объекта: F=m⋅a \small F = m \cdot aF=m⋅a.

3. Третий закон Ньютона

   Когда одно тело действует с силой на второе тело, второе тело действует на первое тело с силой, равной по величине и противоположной по направлению (на всякое действие всегда есть равное, но противоположное противодействие).

Типы сил

Все силы в классической механике подчиняются трем законам движения Ньютона.

• Гравитационная сила — это притяжение между любыми двумя объектами с ненулевой массой . Вы ходите по земле, а не плывете благодаря этой силе — гравитации. На него влияет все, что вас окружает, например, экран, на котором вы это читаете. Он такой маленький; это незаметно.

• Нормальная сила реакция на силу тяжести — прекрасный пример третьего закона Ньютона. Когда вы стоите, вы воздействуете на пол силой (равной силе гравитации). Пол воздействует на вас с такой же силой.

• Трение — это сила, противодействующая движению . Она пропорциональна нормальной силе, действующей между объектом и землей. Зимой вы наносите песок на обледенелые поверхности, чтобы увеличить трение и предотвратить скольжение.

• Натяжение — это осевая сила, которая проходит через веревки, цепи, пружины и другие объекты при внешнем натяжении . Например, если вы выгуливаете свою собаку, и она тянет вас вперед, это создает напряжение на ее поводке.

• Центробежная сила — это сила, действующая на вращающийся объект . Вы когда-нибудь были на карусели? Вы помните чувство выталкивания наружу? Центробежная сила вызвала это чувство.

• Давление является мерой силы, приложенной к поверхности . Если вы надуваете воздушный шар, частицы воздуха внутри оказывают давление на воздушный шар. Все частицы испытывают одинаковую силу, поэтому шарик надувается равномерно.

Как найти силу?

Давайте рассмотрим несколько упражнений, чтобы вас ничем не удивить на уроке физики.

1. Найти ускоряющую и тормозящую (останавливающую) силу:

Гепард имеет массу 50 кг. Он разгоняется из состояния покоя до 50 км/ч за 3 секунды. Затем он начинает плавно замедляться и останавливается через 8 секунд.

• Ускоряющая сила:

  Сначала найдите ускорение:

  50 км/ч\small 50 \space \text{км/ч}50 км/ч равно 13,892} = 48 \пробел Н \end{split}F1​F2​=2 кг⋅8 м/с2=16 Н=3⋅2 кг⋅8 м/с2=48 Н​

  Если масса в три раза тяжелее, сила должна быть в три раза больше.

  Что такое чистая сила?

  Сила является вектором . Это значит, что оно имеет значение и направление. Вот почему вы не можете добавить его как обычные числа (скаляры).

  Чистая сила (FN\small F_{\text{N}}FN​) представляет собой сумму векторов всех отдельных сил, действующих на объект . Например, давайте посмотрим на падающий мяч. На него действует сила тяжести (FG=5 Н\small F_{\text{G}} = 5\\rm N FG​=5 N), сопротивление воздуха (FR=1 N\small F_{\rm R} = 1\ \rm NFR​=1 Н), и боковая сила, вызванная ветром (FW=2 Н\малая F_{\rm W} = 2\ \rm NFW​=2 Н).

  1. Сначала найдите результирующую силу горизонтальных сил. Они имеют противоположные направления, поэтому частично компенсируют друг друга:

  FH=FG-FR=5 N-1 N=4 N\размер сноски\qquad \начать{разделить} F_{\rm H} &= F_{\rm G} — F_{\rm R}\\ &= 5\ \rm N — 1\ \rm N\\ &= 4\ \rm N \end{split}FH​=FG​−FR​=5 N−1 N=4 N​

  2. Теперь найдите суммарную силу двух оставшихся сил. 2 a2+b2=c2). Чтобы узнать больше о сложении векторов, перейдите к калькулятору сложения векторов. 92 &= 20 \\[.5em] F_{\rm N} &= \sqrt{20} \\[0,5em] F_{\rm N} &= 2\sqrt 5 \конец{разделить} Fh3​+FW2​42+2216+4FN2​FN​FN​=FN2​=FN2​=FN2​=20=20

     ​=25

     Суммарная сила, действующая на мяч, равна 2√ 5 N.

     Теперь, когда вы знаете три закона движения Ньютона и определение силы, взгляните на один из калькуляторов, перечисленных в начале. Там мы подробно объясняем все виды сил. Недавно мы также провели забавный эксперимент, в ходе которого проверили, что выиграет гонку — рулон туалетной бумаги или бутылка. Посмотрите его, чтобы узнать кое-что о моменте инерции и ускорении масс!

     FAQ

     Как найти ускорение с учетом силы и массы?

     Чтобы найти ускорение с учетом силы и массы:

     1. Разделить силу на массу .
     2. Не забудьте использовать базовые единицы СИ. Это означает ньютонов силы и килограммов массы.
     3. Наслаждайтесь своим ускорением в метров в секунду в квадрате .

     Является ли вес силой?

     Вес – это другое название гравитационной силы . В физике масса и вес не одно и то же. Масса – это свойство объекта. Он сопротивляется любым изменениям в движении. Вес — это сила, действующая на массу из-за гравитации . На Земле, если ваша масса составляет 70 килограммов, ваш вес составляет около 700 ньютонов (точно 686,5 ньютонов).

     Является ли сила вектором?

     Да, сила — это вектор . Это означает, что он определяется как величиной , так и направлением . Скаляры, как масса или длина, определяются только величиной. Итак, если вы приложите к объекту две силы, вы не сможете сложить их, как скаляры. Вам нужно принять во внимание направление и найти net force – векторная сумма сил.

     Какова формула силы?

     Формула силы определяется вторым законом движения Ньютона :

     Сила, действующая на объект, равна массе, умноженной на ускорение этого объекта: F = m ⨉ a.

     Чтобы использовать эту формулу, вам нужно использовать единицы СИ: ньютонов для силы, кг для массы и метров в секунду в квадрате для ускорения.

     Что происходит, когда две силы действуют в одном направлении?

     Когда две силы действуют в одном направлении, они складываются в и создают результирующую силу, равную их сумме.

     Как связаны сила и движение?

     Сила — это любое взаимодействие, которое, если ему не противодействовать, может изменить движение объекта. Без внешней силы движущийся объект будет продолжать двигаться с постоянной скоростью и направлением, а покоящийся объект останется в покое. Если приложить внешнюю неуравновешенную силу, объект изменит свое движение, изменив скорость и/или направление.

     Связь между силой и движением определяется законами движения Ньютона .

     Какие бывают силы?

     Виды сил в физике:

     • Контактные силы – Нормальная сила, приложенная сила, сила трения, сила натяжения, сила сопротивления воздуха; и
     • Бесконтактные силы – Гравитационная сила, электрическая сила, магнитная сила.

     Является ли ускорение силой?

     Ускорение не является силой . Ускорение – это изменение скорости во времени. Подобно силе, ускорение является вектором, поэтому оно имеет как величину, так и направление. Согласно второму закону движения Ньютона ускорение пропорционально силе: F = m ⨉ a. Направление ускорения объекта определяется направлением чистой силы, действующей на этот объект.

     Может ли результирующая сила быть отрицательной?

     Суммарная сила может быть как положительной, так и отрицательной . Чистая сила представляет собой сумму векторов всех отдельных сил, действующих на объект. Силы всегда положительны по модулю, но, чтобы облегчить вычисление результирующей силы, мы предполагаем, что силы, направленные в противоположные стороны, имеют разные знаки. Обычно мы говорим, что силы, направленные вправо, положительны, а влево – отрицательны. Итак, если у вас есть две силы, противоположные по направлению, действующие на объект, и результирующая сила направлена ​​​​влево, вы можете сказать, что результирующая сила отрицательна.

     В чем разница между уравновешенными и неуравновешенными силами?

     Уравновешенные силы имеют одинаковую величину, но противоположное направление . Они уравновешивают друг друга, поэтому уравновешивают друг друга . Классическим примером уравновешенных сил может быть гравитационная сила и нормальная сила, действующие на объект, расположенный на горизонтальной поверхности. Уравновешенные силы не вызывают изменения направления или скорости объекта.

     Неуравновешенные силы не имеют одинаковой величины .