11班物理

运动定律

动量守恒

动量守恒定律:相互作用粒子的孤立系统的总动量是守恒的。

让我们假设两个物体A和B有初始动量p一个和pB.物体碰撞,分离最终动量变成P'一个和P 'B.根据第二定律

“f (AB)Δt = p ' _A-p_A”

“f (BA)Δt = p ' _B-p_B”

因为根据第三定律

“f (AB) = f (BA)的

所以,“p”_A-p_A = - (p ' _B-p_B) '

或者,“p”_A + p ' _B = p_A + p_B '

这表明对于孤立系统总的最终动量等于它的初始动量。

粒子的平衡

如果两个力F1和F2作用于粒子,需要平衡

“f =₂”

如果三个同时存在的力F1F2和F3.作用在一个粒子上,那么平衡要求三个力的矢量和为零吗

“f +₂+ F_3 = 0”

换句话说,任意两个力F的合力1和F2(由平行四边形力定律得到)必须与第三个力F相等且相反3.

由上式可知:

“f (1 x) + f (2 x) + f (3 x) = 0的

y的f (1) + f (2 y) + f (3 y) = 0的

z的f (1) + f (2 z) + f (3 z) = 0的

粒子在力F的作用下处于平衡状态2F2........... Fn如果力可以用一个闭合的n边多边形弓的两边表示,箭头指向相同的方向。

力学中的常见力

万有引力可以在远处作用,不需要任何介质的干涉。所以这是非接触力。力学中常见的所有其他力都是接触力。一个物体由于与其他物体接触而产生接触力。垂直于接触面的接触力分量称为法向反力。平行于接触面的收缩力的分量称为摩擦力。

弹簧力:当弹簧被外力压缩或拉伸时,就会产生一个恢复力。这叫做弹簧力。

弹簧力F = - kx

负号表示力与未拉伸状态下的位移相反。

弦的张力:力常数k对于不存在的弦来说是很高的。弦上的恢复力叫做张力。通常在整个弦中使用恒定的张力T。这个假设对于质量可以忽略不计的弦是成立的。

摩擦:

静态摩擦:与物体即将运动相反的摩擦力叫做静摩擦。静摩擦极限值(f年代马克斯与接触面积无关,且随法向力(N)而变化:

”(f_x) _(马\ x) =μ_ \ N”

在μ年代是一个比例常数,它只取决于接触表面的性质。这就是静摩擦系数。静摩擦定律可以写成

' f_x =≤μ_ \ N”

动摩擦:当两个表面相互作相对运动时产生的摩擦力称为动摩擦。动摩擦与接触面积无关,几乎与速度无关。

' f_k =μ_k \ N”

在μk是动摩擦系数,它只取决于接触的表面。实验表明μk小于μ年代

滚动摩擦:当物体在水平面上滚动时,与滚动相反的摩擦力称为滚动摩擦力。滚动摩擦比静摩擦或滑动摩擦小得多。

原则上,当一个体;象一个环或球体;在水平面上滚动而不滑动,它就不会受到摩擦。在任何情况下,物体与平面之间只有一个接触点,而这个接触点相对于平面没有运动。这是一种理想的情况,在这种情况下,由于没有摩擦,物体应该继续以匀速滚动。

但是在滚动过程中,接触的表面会瞬间发生一点变形,这导致物体的一个有限区域(而不是一个点)与表面接触。净效应是平行于表面的接触力的分量反对运动。这在某种程度上解释了滚动摩擦的起源。

圆周运动

假设一个物体在半径R的圆周上以匀速v运动,那么物体的加速度

“= (v ^ 2) / R '

根据第二定律,力fc提供这个加速度

“f_c = (mv ^ 2) / R '

这个力指向中心,称为向心力。

汽车运动 汽车运动

汽车在水平道路上的运动

当汽车在平坦的道路上行驶时,有三个力作用在汽车上

因为在垂直方向上没有加速度

“N-mg = 0”

或者,“N =毫克”

圆周运动所需的向心力是沿路面的,由路面和汽车轮胎之间沿路面的接触力组成。根据定义,这是摩擦力。值得注意的是,正是静摩擦提供了向心加速度。

所以,f = (mv ^ 2) / R≤μ_ \ N”

或者,“v ^ 2≤(μ_ \ RN) / m”

或者,“v ^ 2 =μ_ \ Rg '

(因为N = mg)

这表明对于给定的μ值年代R为汽车可能的最大圆周运动速度,可得如下:

“v_(马\ x) =√μ_ \ Rg)”

汽车在倾斜道路上的运动

如果道路是倾斜的,我们可以减少摩擦对汽车圆周运动的贡献。因为垂直方向上没有加速度,所以这个方向上的合力一定是零。所以,

ncos θ = mg + fsin θ

向心力由N和f的水平分量提供

' nsin θ + fcos θ = (mv^2)/R '

但f≤μ_ \ N”

那么前面的方程可以写成

N cosθ = mg + μ年代nsin θ

nsin θ + μ年代ncos θ ' =(mv^2)/R '

或者,' N = (mg)/(co\s\θ-μ_s\si\ N \θ) '

代入上式中N的值

”(毫克(si \ n \θ-μ_ \有限公司\ \θ))/(有限公司\ \θ-μ_ \四\ n \θ)= (mv ^ 2 _(马\ x)) / R '

或者,“v_(马\ x) = (Rg(μs-ta \ n \θ)/(1 -μs \ ta \ n \θ))^ (1/2)

这表明,汽车在倾斜道路上的最大可能速度大于平坦道路上的最大可能速度。

如果μ年代上式中= 0

v0= (Rg tan θ)1/2

在这个速度下,根本不需要摩擦力来提供必要的向心力。所以,在倾斜的道路上以这样的速度行驶对轮胎的磨损很小。对于v < v0,摩擦力将向上倾斜,只有当tan θ≤μ时,汽车才能停放年代


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