φfizikzauglom

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 · ไดนามิกส์

ความแข็งแกร่งและความสมดุล

แรงโน้มถ่วง ความยืดหยุ่น แรงเสียดทาน ระนาบเอียง และโมเมนต์ของแรง

28 นาที33 บัตรทฤษฎี
เปิดบทเรียนเชิงโต้ตอบ

สื่อการสอน

แนวคิดพื้นฐาน

4

แรงโน้มถ่วงสากล

แรงดึงดูดระหว่างวัตถุใดๆ ที่มีมวล

แรงดึงดูดนั้นมีร่วมกัน: วัตถุกระทำต่อกันด้วยแรงที่มีขนาดเท่ากัน และแรงจะลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะทาง

แรงยืดหยุ่น

แรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนรูปและมุ่งเป้าไปที่การคืนรูปร่างเดิมของร่างกาย

มันต่อต้านการเสียรูป สำหรับแรงดึงและแรงอัดเล็กน้อย มักจะพบโมดูลัสของมันโดยใช้กฎของฮุค

แรงเสียดทาน

แรงที่ต้านทานการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของพื้นผิวสัมผัส

แรงเสียดทานพุ่งไปตามพื้นผิวและรบกวนการเลื่อนสัมพัทธ์หรือการเริ่มต้น ค่าของมันขึ้นอยู่กับสถานะของผู้ติดต่อ

ความสมดุลทางกล

สภาวะที่ร่างกายไม่ได้รับการเร่งความเร็วในการแปลและการหมุน

เพื่อความสมดุล ต้องใช้แรงรวมเป็นศูนย์และโมเมนต์รวมเป็นศูนย์พร้อมกัน ในกรณีนี้ร่างกายสามารถพักผ่อนหรือเคลื่อนไหวได้อย่างสม่ำเสมอ

สื่อการสอน

ปริมาณทางกายภาพ

15

ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

GG

สัมประสิทธิ์ในกฎแรงโน้มถ่วงสากล

หน่วย: นิวตัน ตารางเมตร ต่อ ตารางกิโลกรัม · N⋅m2kg2\frac{\mathrm{N}\cdot\mathrm{m}^2}{\mathrm{kg}^2}

มวลดาวเคราะห์

MM

มวลของเทห์ฟากฟ้าที่สร้างสนามโน้มถ่วง

หน่วย: กิโลกรัม · kg\mathrm{kg}

มวลของร่างกายตัวแรก

m1m_1

มวลของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์ชิ้นแรก

หน่วย: กิโลกรัม · kg\mathrm{kg}

มวลของร่างกายที่สอง

m2m_2

มวลของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์ที่สอง

หน่วย: กิโลกรัม · kg\mathrm{kg}

ระยะห่างระหว่างร่างกาย

rr

ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์กัน

หน่วย: เมตร · m\mathrm{m}

ความแข็งของสปริง

kk

ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการเปลี่ยนรูปสปริง

หน่วย: นิวตันต่อเมตร · Nm\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{m}}

การยืดตัว

Δl\Delta l

การเปลี่ยนแปลงความยาวของร่างกายที่ผิดรูป

หน่วย: เมตร · m\mathrm{m}

แรงปฏิกิริยาพื้น

NN

พลังแห่งการพยุงร่างกาย

หน่วย: นิวตัน · N\mathrm{N}

น้ำหนักตัว

PP

แรงที่กระทำโดยร่างกายบนส่วนรองรับหรือช่วงล่าง

หน่วย: นิวตัน · N\mathrm{N}

แรงเสียดทาน

FfrF_{\text{fr}}

แรงที่ต้านทานการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของพื้นผิว

หน่วย: นิวตัน · N\mathrm{N}

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

μ\mu

ลักษณะการเสียดสีที่ไร้มิติของพื้นผิวคู่หนึ่ง

หน่วย: ปริมาณไร้มิติ

มุมเอียง

α\alpha

มุมของระนาบเอียงถึงขอบฟ้า

หน่วย: เรเดียน · rad\mathrm{rad}

องค์ประกอบตามยาวของแรงโน้มถ่วง

F∥F_{\parallel}

องค์ประกอบของแรงโน้มถ่วงตามแนวระนาบเอียง

หน่วย: นิวตัน · N\mathrm{N}

ช่วงเวลาแห่งพลัง

MM

การกระทำในการหมุนของแรงที่สัมพันธ์กับแกน

หน่วย: นิวตันเมตร · N⋅m\mathrm{N}\cdot\mathrm{m}

ไหล่แห่งอำนาจ

ll

ระยะทางที่สั้นที่สุดจากแกนถึงแนวแรง

หน่วย: เมตร · m\mathrm{m}

สื่อการสอน

สูตรบทเรียน

14

กฎแห่งแรงโน้มถ่วง

F=Gm1m2r2F=G\frac{m_1m_2}{r^2}

แรงดึงดูดเป็นสัดส่วนกับผลคูณของมวล และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง

กฎของฮุค

Felastic=k∣Δl∣F_{\text{elastic}}=k\lvert\Delta l\rvert

แรงยืดหยุ่นเป็นสัดส่วนกับโมดูลัสการเปลี่ยนรูป

น้ำหนักในการรองรับแนวนอน

P=NP=N

ในกรณีที่ไม่มีการเร่งความเร็วในแนวดิ่ง น้ำหนักจะเท่ากับแรงปฏิกิริยาของพื้นดิน

แรงเสียดทานแบบเลื่อน

Ffr=μNF_{\text{fr}}=\mu N

แรงเสียดทานเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคูณด้วยปฏิกิริยาของส่วนรองรับ

แรงเสียดทานบนพื้นผิวแนวนอน

Ffr=μmgF_{\text{fr}}=\mu mg

บนพื้นผิวแนวนอนที่ไม่มีการเร่งความเร็วในแนวตั้ง ปฏิกิริยาของส่วนรองรับจะเท่ากับแรงโน้มถ่วง

ส่วนประกอบของแรงโน้มถ่วงตามแนวเอียง

F∥=mgsin⁡αF_{\parallel}=mg\sin\alpha

องค์ประกอบตามยาวของแรงโน้มถ่วงนั้นพุ่งไปตามระนาบเอียง

ปฏิกิริยาสนับสนุนที่โน้มเอียง

N=mgcos⁡αN=mg\cos\alpha

ปฏิกิริยาปกติจะเท่ากับองค์ประกอบตั้งฉากของแรงโน้มถ่วง

แรงเสียดทานบนระนาบเอียง

Ffr=μmgcos⁡αF_{\text{fr}}=\mu mg\cos\alpha

แรงเสียดทานบนระนาบเอียงจะคำนึงถึงปฏิกิริยาที่ลดลงของส่วนรองรับด้วย

ความเร่งใกล้พื้นผิวโลก

g=GMR2g=G\frac{M}{R^2}

ความเร่งของแรงโน้มถ่วงถูกกำหนดโดยมวลและรัศมีของดาวเคราะห์

ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

G=6,67⋅10−11 N⋅m2kg2G=6{,}67\cdot10^{-11}\,\frac{\mathrm{N}\cdot\mathrm{m}^2}{\mathrm{kg}^2}

ค่าคงที่โน้มถ่วงจะกำหนดมาตราส่วนปฏิสัมพันธ์ของโน้มถ่วง

สภาวะสมดุลการแปล

∑F⃗=0\sum\vec{F}=0

ผลรวมเวกเตอร์ของแรงในสมดุลการแปลคือศูนย์

สภาวะสมดุลการหมุน

∑M=0\sum M=0

ผลรวมพีชคณิตของโมเมนต์ของแรงในสมดุลการหมุนมีค่าเท่ากับศูนย์

ช่วงเวลาแห่งพลัง

M=FlM=Fl

โมเมนต์ของแรงเท่ากับผลคูณของแรงและแขนของมัน

หน่วยของโมเมนต์ของแรง

[M]=1 N⋅m[M]=1\,\mathrm{N}\cdot\mathrm{m}

โมเมนต์ของแรงวัดเป็นนิวตันเมตร

ไดเรกทอรี

สูตรที่เกี่ยวข้อง

น้ำหนักตัวP · เอ็นความแข็งของสปริงk · N/มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานμ · ไร้มิติช่วงเวลาแห่งพลังM · นิวตันเมตรระยะทางและเส้นทางS, l · มการยืดตัวΔl · ม

การปฏิบัติ

งานในหัวข้อ

ไดนามิกส์10 ชั้นเรียน · 20 โจทย์