جزوه رنگی و تایپ شده فیزیک عمومی ۱ (دانشگاه)
هالیدی دانشگاه ازاد دانشگاه شریف پارسه دانشگاه پیام نور استاد غفاری استاد علی انصاری اصل دانشگاه آزاد اسلامی کاردانی ()
:
: ً : -:
ً -:= ً “” (). —
ً ً () : (- ) ً – : = :() () -= : : = = = = ؟
()
:: = ::
-: –: -: : -: -: (: ) -= در اینجا با استفاده از شتاب، نیروی مجهول را پیدا میکنیم. در نمای بالای شکل 5-4a، یک قالب کوکی 2.0 کیلوگرمی با سرعت 3.0 متر بر ثانیه در جهت نشان داده شده توسط :a روی سطح افقی بدون اصطکاک شتاب می گیرد. شتاب ناشی از سه است
نیروهای افقی که فقط دو مورد از آنها نشان داده شده است: F: با اندازه 10 N و F 2 با اندازه 20 N. نیروی سوم چیست؟ در نمادگذاری یکا بردار و در نماد اندازه زاویه؟
ایده کلیدی
نیروی خالص F: روی قلع مجموع سه نیرو است.و مربوط به شتاب :a از طریق قانون دوم نیوتن است: خالص = m:a). بدین ترتیب
محاسبات: چون این یک مسئله دو بعدی است، 3 3، x 3، y ˆ ˆما نمی جزوه فیزیک عمومی ۱ F را پیدا کنیم: صرفاً با جایگزین کردن اندازه ها≈ (13 N)i – (10 N)j. (پاسخ) کمیت های برداری در سمت راست معادله. 5-7. در عوض، ما همانطور که در شکل 5-4 نشان داده شده است، باید به صورت برداری m:a، —F: (معکوس F: ) و —F:2 اضافه شود.
این جمع را می توان مستقیماً روی یک ماشین حساب با قابلیت بردار انجام داد، زیرا ما -: : : : – : . -() –() : : () :a, —F: ,و 3 1F: برای یافتن نیروی F: .
5-2 برخی از نیروهای خاص
اهداف یادگیری
پس از خواندن این بخش ، باید بتوانید . . .
5.08 مقدار و جهت نیروی گرانشی وارد بر جسمی با جرم معین، در مکانی با شتاب سقوط آزاد معین را تعیین کنید.
5.09 مشخص کنید که وزن یک جسم، مقدار نیروی خالص مورد نیاز برای جلوگیری از سقوط آزادانه جسم است که از چارچوب مرجع زمین اندازه گیری می شود.
5.10 مشخص کنید که ترازو زمانی که اندازهگیری در یک قاب اینرسی انجام میشود، وزن جسم را میدهد، اما در یک قاب شتابدهنده، جایی که وزن ظاهری میدهد، وزن آن را نمیدهد.
5.11 اندازه و جهت نیروی عادی وارد بر یک جسم را هنگامی که جسم بر روی یک سطح فشار داده یا کشیده می شود، تعیین کنید.
5.12 مشخص کنید که نیروی موازی با سطح یک نیروی اصطکاکی است که وقتی جسم می لغزد یا تلاش می کند در امتداد سطح سر بخورد ظاهر می شود.
5.13 مشخص کنید که گفته می شود یک نیروی کششی در هر دو انتهای یک طناب (یا یک جسم طناب مانند) هنگامی که طناب کشیده می شود، می کشد.
ایده های کلیدی
دانلود فیزیک عمومی خلاصه کتاب رایگان
● نیروی گرانشی Fg بر جسمی، کششی توسط جسم دیگری است. در بیشتر موقعیتهای این کتاب، جسم دیگر زمین یا جسم نجومی دیگری است. برای زمین، نیرو به سمت پایین به سمت زمین رسانش می شود، که فرض می شود یک قاب اینرسی است. با این فرض، اندازه F: است
که m جرم جسم و g بزرگی شتاب سقوط آزاد است.
● وزن W یک جسم، مقدار نیروی رو به بالا مورد نیاز برای متعادل کردن نیروی گرانش روی جسم است. وزن جسم به جرم جسم بستگی دارد
● نیروی نرمال ● ● ()، ().
:ً : ً ً - ً : . (= ). = ً () :
ً :() - – گرانشی که باید تعادلش را حفظ کنید، قدر بیشتری دارد – یعنی 3.0 N. جسمی را در نظر بگیرید که دارای شتاب است:a از صفر نسبت به زمین، که دوباره آن را یک قاب اینرسی فرض می کنیم. دو نیرو بر روی جسم وارد جزوه فیزیک عمومی ۱ شود: یک نیروی گرانشی رو به پایین F: و یک نیروی متعادل کننده. نیروی رو به بالا با اندازه W. می توانیم قانون دوم نیوتن را برای y عمودی بنویسیم محور، با جهت مثبت رو به بالا، به عنوان
در شرایط ما این می شود
این معادله به ما می گوید (با فرض اینکه زمین یک قاب اینرسی است) که وزن W یک جسم برابر است با اندازه Fg نیروی گرانشی روی جسم. جایگزینی mg برای Fg از معادله. 5-8، پیدا می کنیم
شکل 5-5 تعادل بازو مساوی. هنگامی که دستگاه در تعادل است، نیروی گرانش : روی جسم در حال وزن کردن (روی تشت سمت چپ) و نیروی گرانشی کل F: روی جسم های مرجع (در سمت راست) برابر هستند. بنابراین، جرم میلی لیتر جسمی که وزن می شود برابر با جرم کل mR اجسام مرجع است.
شکل 5-6 مقیاس فنری. خوانش متناسب با وزن جسم روی تابه است و ترازو اگر بر حسب یکا وزن مشخص شود آن وزن را نشان می دهد. اگر به جای آن بر حسب یکا جرم مشخص شده باشد، خوانش تنها در صورتی وزن جسم است که مقدار g در محلی که ترازو در آن استفاده می شود با مقدار g در محلی که ترازو در آن کالیبره شده است یکسان باشد.که وزن جسم را به جرم آن مرتبط می کند.
همچنین می توانیم با ترازو فنری جسم را وزن کنیم (شکل 5-6). جسم یک فنر را کشیده و یک نشانگر را در امتداد مقیاسی که در یکا جرم یا وزن کالیبره و مشخص شده است حرکت می دهد. (اکثر ترازوهای حمام در ایالات متحده به این ترتیب کار می کنند و با پوند یکا نیرو مشخص می شوند.) اگر ترازو بر حسب یکا جرم مشخص شده باشد، تنها در جایی دقیق است که مقدار g با جایی که ترازو کالیبره شده است یکسان باشد.
وزن جسم باید زمانی اندازه گیری شود که جزوه فیزیک عمومی ۱ نسبت به زمین شتاب عمودی ندارد. به عنوان مثال، می توانید وزن خود را با ترازو در حمام یا قطار سریع السیر اندازه گیری کنید. با این حال، اگر اندازهگیری را با ترازو در یک آسانسور شتابدهنده تکرار کنید، ناشی ازشتاب، اندازهگیری با وزن شما متفاوت است. چنین اندازه گیری وزن ظاهری نامیده می شود.
احتیاط: وزن جسم جرم آن نیست. وزن اندازه یک نیرو است و با معادله جرم به جرم مربوط می شود. 5-12. اگر جسمی را به نقطه ای منتقل کنید که مقدار g متفاوت باشد، جرم جسم (یک ویژگی ذاتی) متفاوت نیست، اما وزن آن متفاوت است. به عنوان مثال، وزن یک توپ بولینگ با جرم 7.2 کیلوگرم در زمین 71 نیوتن است اما در ماه تنها 12 () (ً ).
: . : ً، () :: -: :(= )
-() : () -سپس اندازه نیروی نرمال :
برای هر شتاب عمودی جدول و بلوک (ممکن است در یک آسانسور شتاب دهنده باشند). (احتیاط: قبلاً علامت g را وارد کردهایم، اما ay میتواند در اینجا مثبت یا منفی باشد.) اگر جدول و بلوک نسبت به زمین شتاب ندارند، ay = 0 و معادله. 5-13 بازده
بررسی 3
در شکل 5-7، اگر بلوک و جدول در آسانسوری باشند که با سرعت ثابت به سمت بالا (a)حرکت می کنند، بزرگی نیروی نرمال F بزرگتر، کمتر یا مساوی با میلی گرم است. ب) با افزایش سرعت؟
شکل 5-8 نیروی اصطکاکی f: مخالف لغزش جسم بر روی سطح است.
اصطکاک
اگر جسمی را روی سطحی بلغزانیم یا بخواهیم بلغزانیم، این حرکت با پیوند بین جسم و سطح مقاومت میکند. (ما در مورد این پیوند بیشتر بحث می کنیم.) مقاومت یک نیروی منفرد :f در نظر گرفته می شود که هر دو نیروی اصطکاک یا به سادگی اصطکاک نامیده می شود.
این نیرو در امتداد سطح، بر خلاف جهت حرکت مورد نظر رسانش می شود (شکل 5-8). گاهی اوقات، برای ساده کردن یک موقعیت، اصطکاک ناچیز فرض میشود (به سطح یا حتی جسم بدون اصطکاک گفته میشود).
فشار
هنگامی که یک طناب (یا یک طناب، کابل یا سایر شیء از این قبیل) به جسم متصل می شود و کشیده می شود، طناب جسم را با نیروی T می کشد: به دور از جسم و در امتداد طناب (شکل 5-9a). این نیرو اغلب نیروی کششی نامیده می شود زیرا گفته می شود که جزوه فیزیک عمومی ۱ در حالت کشش است (یا تحت کشش است) به این معنی که در حال کشیده شدن است. کشش در طناب اندازه T نیروی وارد بر جسم است. به عنوان مثال، اگر نیروی وارد شده به جسم از طناب دارای اندازه T = 50 N () -() : ()().
(-). –
فهرست مطالب