ПРИНЦИП ПЕРЕДАЧИ СИЛ (РЕШАЕМЫЕ УПРАЖНЕНИЯ) - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2025

Принцип трансмиссивности сил указывает на то, что равновесие или движение положение твердого тела не изменяется , если определенная сила , действующая на определенной точке на теле заменяется другим. Чтобы это можно было рассматривать таким образом, должны быть соблюдены два условия.

Первая предпосылка заключается в том, что новая сила имеет ту же величину, а вторая - в том, что применяется то же направление, даже если оно находится в другой точке тела. Эти две силы действуют на твердое тело одинаково; следовательно, это эквивалентные силы.

Таким образом, принцип передачи подтверждает, что сила может передаваться в одном и том же направлении. Точно так же следует отметить, что механическое воздействие силы может быть как вращательным, так и поступательным. Практический пример значения принципа передаваемости - это когда тело толкают или тянут.

Если значение силы, с которой тело тянется или толкает, одинаково, и обе силы действуют в одном направлении, результирующее движение будет точно таким же. Таким образом, для целей движения результат один и тот же независимо от того, толкают ли тело или тянут.

Твердые тела

Твердое тело (не деформирующееся) - это любое тело, которое не деформируется при приложении к нему внешней силы.

Идея твердого тела по-прежнему остается математической идеализацией, необходимой для изучения движения и причин движения тел.

Более точное определение твердого тела - это то, что определяет его как систему материальных точек, в которой расстояние между различными точками тела не изменяется под действием системы сил.

Дело в том, что реальные тела и машины никогда не бывают полностью жесткими и испытывают даже минимальные деформации под действием приложенных к ним сил и нагрузок.

Ограничения принципа трансмиссивности

Принцип прозрачности имеет некоторые ограничения. Первый и наиболее очевидный - это когда приложенная сила или силы действуют на деформируемое тело. В этом случае деформация тела будет различной в зависимости от точки приложения сил.

Еще одно ограничение - это то, что можно увидеть в следующем случае. Предположим, что две силы, приложенные горизонтально к концам тела, обе в одном и том же направлении, но в противоположном направлении.

Согласно принципу передаваемости, две силы могут быть заменены двумя новыми силами, приложенными в том же направлении, но в противоположных направлениях по сравнению с исходными.

Для внутренних целей замена не имела бы никаких последствий. Однако для стороннего наблюдателя произошло бы фундаментальное изменение: в одном случае приложенные силы были бы натяжением, а в другом - пониманием.

Следовательно, очевидно, что принцип проницаемости применим только с точки зрения гипотезы его применения к идеальным твердым телам и с точки зрения внутреннего наблюдателя.

Примеры

Первый пример

Практический случай применения принципа трансмиссивности возникает, когда вы хотите переместить автомобиль группой людей.

Автомобиль будет двигаться одинаково независимо от того, толкают его или тянут вперед, пока люди прикладывают силу по одной прямой.

Второй пример

Другой простой пример, в котором выполняется принцип передаточной способности, - это шкив. Что касается движения, точка на струне, к которой приложена сила, безразлична, пока прилагается одинаковое количество силы. Таким образом, это не влияет на движение, если веревка более или менее длинная.

Решенные упражнения

Упражнение 1

Укажите, соблюдается ли принцип переносимости в следующих случаях:

Первый случай

Сила 20 Н, приложенная горизонтально к твердому телу, заменяется другой силой в 15 Н, приложенной в другом месте к телу, хотя обе действуют в одном направлении.

Решение

В этом случае принцип передаточной способности не будет соблюдаться, поскольку, хотя две силы действуют в одном направлении, вторая сила не имеет такой же величины, как первая. Следовательно, одного из обязательных условий принципа трансмиссивности не существует.

Второй случай

Сила 20 Н, приложенная горизонтально к твердому телу, заменяется другой силой 20 Н, приложенной в другой точке тела и вертикально.

Решение

В этом случае принцип трансмиссии не выполняется, поскольку, хотя две силы имеют одинаковый модуль, они не действуют в одном направлении. Опять же, не существует одного из обязательных условий принципа трансмиссивности. Можно сказать, что эти две силы эквивалентны.

Третий случай

Сила 10 Н, приложенная горизонтально к твердому телу, заменяется силой 10 Н, приложенной в другой точке тела, но в том же направлении и направлении.

Решение

В этом случае соблюдается принцип передачи, поскольку две силы имеют одинаковую величину и действуют в одном и том же направлении. Выполнены все необходимые условия принципа прозрачности. Можно сказать, что эти две силы эквивалентны.

Четвертый случай

Сила скользит в направлении вашего действия.

Решение

В этом случае соблюдается принцип передаточной способности, поскольку при одинаковой силе величина приложенной силы не меняется, и она скользит по своей линии действия. Снова выполнены все необходимые условия принципа прозрачности.

Упражнение 2.

К твердому телу приложены две внешние силы. Обе силы действуют в одном и том же направлении. Если модуль первой составляет 15 Н, а второй - 25 Н, каким условиям должна соответствовать третья внешняя сила, которая заменяет равнодействующую двух предыдущих, чтобы выполнить принцип передаточной способности?

Решение

С одной стороны, значение результирующей силы должно составлять 40 Н, что является результатом сложения модуля двух сил.

С другой стороны, результирующая сила должна действовать в любой точке прямой линии, соединяющей две точки приложения двух сил.

Ссылки

1. Жесткое тело (б. Д.). В Википедии. Получено 25 апреля 2018 г. с сайта es.wikipedia.org.
2. Сила (nd). В Википедии. Получено 25 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.
3. Катнелл, Джон Д.; Джонсон, Кеннет В. (2003). Физика, издание шестое. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons Inc.
4. Корбен, ХК; Филип Стеле (1994). Классическая механика. Нью-Йорк: Дуврские публикации.
5. Фейнман, Ричард П.; Лейтон; Пески, Мэтью (2010). Лекции Фейнмана по физике. Том I: В основном механика, излучение и тепло (изд. New Millennium). Нью-Йорк: BasicBooks.