Способи вимірювання сили

Основні закони Ньютонівської механіки

Вивчаючи на досліді різні механічні рухи ми помічаємо, що в інерціальних системах відліку всяке прискорення тіла виникає під дією інших тіл. Міра дії другого тіла (або тіл) на тіло, що досліджується, називається силою. Таким чином, причиною прискорення тіла є дія на нього сили.

В механіці найчастіше мають справу із силами контактної взаємодії, що виникають при контакті тіл (сили тертя, тиску), та силами, які виникають через поля, утворені тілами, що взаємодіють (сили гравітаційні, електромагнітні). Зауважимо, що така класифікація сил умовна, тому що і контактні сили по суті теж обумовлені полями.

Знаючи прискорення, яке спричиняє сила, можна було б виміряти саму силу, що і використовується в динамічному способі. Про це буде сказано пізніше. Крім прискорення сила може викликати деформацію (наприклад, розтяг пружини), за величиною якої можна визначити силу статичним способом. Прямо пропорційна залежність величини сили від розтягу пружини (закон Гука) лежить в основі роботи динамометра.

Дослідами встановлено, що сила є векторна характеристика взаємодії. Змінюючи, наприклад кути, під якими діють сили і на рис.19, можна переконатися, що результуюча сила визначається правилом складання векторів (правилом трикутника): .

Якщо на матеріальну точку діють декілька сил і при цьому результуюча сила визначається векторною сумою сил:

,

то говорять, що сили підкоряються принципу суперпозиції. Це твердження слід розглядати як узагальнення дослідних фактів.

Для обґрунтування динамічного способу визначення сили проведемо дослідження прискорень, які виникають у тіла, розташованого на гладенькій горизонтальній поверхні, під дією прикладених сил. Сили будемо вимірювати динамометром. Виявляється, що прискорення, які отримує тіло, пропорційні прикладеним силам:.

Розглянемо далі як поводять себе різні тіла під дією однакових сил. Як показує дослід, кожне тіло має властивість чинити опір спробам з боку інших тіл змінити його швидкість. Ця властивість називається інертністю. Під дією певної сили те тіло, яке слабо змінює швидкість є більш інертним, а тіло, яке сильно змінює швидкість – менш інертним. Мірою інертності тіла є величина, яка називається масою.

Дата добавления: 2014-01-06