Каждый урок или занятие TeachEngineering связано с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. , по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .

NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука

Общие основные государственные стандарты — математика

• Рассуждайте абстрактно и количественно. (Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Используйте переменные для представления величин в реальной или математической задаче и создавайте простые уравнения и неравенства для решения задач, рассуждая о величинах. (Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Решите линейные уравнения с одной переменной. (Оценка 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология

ГОСТ

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Подписаться

Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!

PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.

Больше учебных программ, подобных этому

Урок средней школы

Механика упругих тел

Учащиеся рассчитывают напряжение, деформацию и модуль упругости, а также узнают о типичной инженерной диаграмме напряжения-деформации (графике) эластичного материала.

Механика упругих тел

Урок средней школы

Расчеты: анализ сил в ферменном мосту

Изучите основы анализа сил, которые инженеры выполняют в соединениях ферм для расчета прочности ферменного моста, известного как «метод соединений». Найдите растяжения и сжатия для решения систем линейных уравнений, где размер зависит от количества элементов и узлов в ферме. ..

Занимаемся математикой: анализ сил в ферменном мосту

Урок средней школы

Эластичность и модуль Юнга для анализа тканей

В рамках процесса инженерного проектирования для создания тестируемых моделей сердечных клапанов учащиеся узнают о силах, действующих в человеческом теле для открытия и закрытия аортальных клапанов. Они узнают о силе кровотока, эластичности, напряжении, напряжении, строении клапана и свойствах ткани, а также о модуле Юнга, в т.ч.

Эластичность и модуль Юнга для анализа тканей

Урок средней школы

Сильный как самое слабое звено

Чтобы представить два типа напряжений, которым подвергаются материалы — сжатие и растяжение — учащиеся изучают силы сжатия и растяжения и узнают о мостах и ​​небоскребах. Они строят свою собственную строительную конструкцию, используя зефир и спагетти, чтобы увидеть, какая конструкция может выдержать наибольший вес…

Сильный как самое слабое звено

Предварительные знания

Базовое понимание сил, таких как подъемная сила, вес, тяга и сопротивление.

Введение/Мотивация

Практический стенд анализатора напряжения в лаборатории ITL Университета Колорадо в Боулдере демонстрирует, как различные конструкции справляются с различными стрессовыми нагрузками. На этих фотографиях показана структура пластикового моста, просматриваемая через поляризационный фильтр, который позволяет человеку видеть с помощью изменения цвета области, испытывающие стресс. На фотографии справа обратите внимание на результирующее изменение нагрузки на мост из-за нажатия пальца на конструкцию.

авторское право

Авторское право © Крис Якацки, Интегрированная программа преподавания и обучения и лаборатория, Колорадский университет в Боулдере, 2003.

Человек по имени Роберт Гук описал понятие стресса в 1660 году, и с тех пор инженеры используют его. Например, инженеры анализируют, как стресс влияет на стулья, на которых мы сидим, чтобы ножки были достаточно прочными, чтобы не гнуться и не ломаться. Анализ напряжения важен для поддержания колес автомобиля и мостов в вертикальном положении. Материалы должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузку на них. Если материалы недостаточно прочные, могут произойти ужасные несчастные случаи, например, обрушение пола из-за того, что на нем стоит слишком много людей! Понимание стресса и прочности материалов очень важно для нашей безопасности в повседневной жизни!

Напряжение и прочность являются важными параметрами для понимания инженерами. Напряжение — это мера силы, которую объект испытывает на единицу площади, а прочность — это способность материала выдерживать нагрузку. Когда напряжение превышает прочность детали, она выходит из строя. Именно это произошло в отеле Hyatt Regency в Канзас-Сити в 1981 году, когда слишком много людей танцевало на подвесном мосту в атриуме отеля, и он рухнул, унеся жизни 114 человек. Учащиеся могут выполнить связанное с этим практическое задание «Разрушение балок», чтобы узнать, как различные конструкции самодельных глиняных балок выдерживают нагрузку и влияют на прочность балки. Инженеры определяют, где нагрузка на объект будет наибольшей, чтобы деталь можно было перепроектировать или укрепить. Инженеры также определяют материалы, из которых сделаны объекты и конструкции, чтобы самолеты могли безопасно летать, колеса не падали с автомобилей, стулья выдерживали вес людей, мосты выдерживали грузы, которые их перемещают, и так далее.

Предыстория урока и концепции для учителей

Стресс

Напряжение — это измерение силы, распределенной по площади. Один из способов думать о стрессе — представить разные результаты, которые происходят, когда человек стоит на батуте и когда человек ложится на батут. Человек, стоящий на батуте, концентрирует силу своего веса на небольшой площади и погружается глубже в батут по сравнению с человеком, лежащим на батуте, который распределяет свою силу на большую площадь и, таким образом, не погружается так глубоко. Человек, стоящий на батуте, создает большую нагрузку на батут, чем человек, лежащий на нем. (См. дополнительное упражнение под названием «Силы на батуте», чтобы расширить этот пример). Инженеры математически описывают напряжение с помощью уравнения:

, где σ = напряжение

F = Сила [Ньютоны или фунты]

A = Площадь поперечного сечения [м ² или в ² ]

Это уравнение математически дает нам тот же вывод, что и наш мысленный эксперимент с батутом. Для постоянной силы ( F ), если площадь ( A ) мала, напряжение (σ) (произносится как «сигма») будет больше. Точно так же, если площадь больше, напряжение будет меньше.

Это математическое определение не ограничивается батутами. Вычисление стресса работает для всех видов объектов, испытывающих всевозможные силы. Мы можем вычислить нагрузку на объекты, которые либо сжимаются, либо растягиваются. Например, если веревка рвется при приложении определенной силы, использование веревки большего диаметра уменьшит напряжение, поскольку площадь поперечного сечения больше. И, если на веревке меньше напряжения, она может и не порваться!

Напряжения сжатия и растяжения

Сжатие происходит, когда что-то сжимается. Как и в общем обсуждении напряжения выше, сжимающее напряжение создается силами, распределенными по площади. Например, когда вы сидите на стуле, ножки стула испытывают сжимающие напряжения, потому что они зажаты между вами и полом.

С другой стороны, растягивающее напряжение возникает, когда что-то разрывается. Канат в перетягивании каната испытывает растягивающее напряжение. Веревки могут сопротивляться только растягивающим напряжениям, а не сжимающим напряжениям, потому что они гибкие. Другими словами, вы не можете толкать веревку.

Штамм

Деформация — это измерение того, как объект реагирует на нагрузку. Деформация — это просто измерение процентного изменения формы объекта при приложении к нему определенного напряжения. Хороший способ продемонстрировать растяжение — использовать резиновую ленту. Предположим, у нас есть резинка длиной 100 дюймов. Теперь мы добавляем растягивающее напряжение, подвешивая определенный вес к резиновой ленте, что делает ее длину 105 дюймов. В этом случае резиновая лента испытала 5%-ную деформацию из-за напряжения, создаваемого весом. Математически деформацию можно рассчитать по уравнению:

Где ε = деформация (в процентах)

L = новая длина (мм или дюймы)

L _o = исходная длина (мм или дюймы)

Упругая и пластическая деформация

Когда материал деформируется, говорят, что он деформируется . Как только материал деформируется и напряжение снимается, происходит одно из двух: материал возвращается к своей первоначальной форме или материал остается деформированным. Если материал способен вернуться к своей первоначальной форме, он называется 9.0031 упруго деформируется (например, резинка). Если материал слишком сильно деформировать, он не сможет полностью вернуться к своей первоначальной форме и называется пластически деформированным (например, глупой замазкой).

Copyright

Copyright © Донни Рэй Джонс, Flickr https://www.flickr.com/photos/donnieray/24380749034

Свойства материалов — Большая тройка

Инженеры используют свое понимание сил, напряжения, деформации и свойств материалов для создания безопасных конструкций. Мы уже обсудили силы, напряжение и деформацию, так что остаются свойства материала. Исследователи измеряют свойства материалов и то, как они ведут себя под нагрузкой. Предел текучести , S _y , это величина напряжения, которое материал может выдержать без пластической (постоянной) деформации. Если напряжение больше предела текучести, материал пластически деформируется, но не ломается. Предел прочности при растяжении (UTS), S _ut — это величина напряжения, которое материал может выдержать перед разрушением. UTS материала всегда больше или равен пределу текучести. Усталостная прочность , S _e — это напряжение, которое материал может выдерживать миллион раз, прежде чем сломается. Хотите верьте, хотите нет, но эти качели «устанут» через 10 лет использования и могут выйти из строя в один прекрасный день, если их неправильно спроектировать. Усталостная прочность всегда меньше или равна пределу текучести.

Так как же инженеры используют эти знания? Если бы вы разрабатывали страховочную веревку для скалолазов, вам нужна была бы веревка, которая будет испытывать меньше нагрузок, чем S _y и S _ут . Таким образом, веревка немного растягивается, чтобы поглощать удары, но не рвется. Если бы вы проектировали оборудование для игровых площадок, вам нужно было бы убедиться, что напряжения в перекладинах для обезьян были ниже S _e , чтобы после миллиона использований они все еще не сломались.

Связанные виды деятельности

Закрытие урока

Попросите учащихся объяснить, что такое инженерный стресс и почему инженеры должны знать о стрессе. Попросите учащихся привести различные примеры конструкций, которые испытывают нагрузку (мосты, скамейки, велосипеды… это может быть что угодно). Спросите учащихся, какие факторы напряжения в этих конструкциях лучше всего связаны с пределом текучести, предельным пределом прочности или усталостной прочностью.

Словарь/Определения

сжимающее напряжение: напряжение, которое сжимает материал.

упругая деформация: возникает, когда материал растягивается (деформируется), но возвращается к своей первоначальной форме, как резиновая лента.

Усталостная прочность: максимальное напряжение, которое материал может выдержать миллион раз без разрушения.

пластическая деформация: происходит, когда материал напрягается (деформируется) за пределами предела текучести и не возвращается к своей первоначальной форме, как глупая замазка.

деформация: процент удлинения или сжатия материала.

напряжение: количество силы, приложенной к площади объекта (вычисляется путем деления силы на площадь).

растягивающее напряжение: напряжение, которое разрывает материал на части.

Предельная прочность на растяжение: максимальное растягивающее напряжение, которое материал может выдержать до разрыва.

предел текучести: максимальное напряжение, которое может выдержать материал, прежде чем он пластически (постоянно) деформируется.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопросы для обсуждения: Требуйте, обобщайте и обобщайте ответы учащихся на приведенные ниже вопросы. Поощряйте дикие идеи и записывайте ответы на доску. См. раздел «Предыстория урока», где приведены идеи, которые можно предложить учащимся, если они застряли.

• Что имеют в виду инженеры, когда говорят о стрессе?
• У вас когда-нибудь что-то ломалось из-за «нагрузки»?
• Как инженеры решают, является ли проект хорошим?

Оценка после внедрения

Голосование: Задайте вопрос «верно/неверно» и предложите учащимся проголосовать, подняв большой палец вверх за ответ «правда» и опустив палец за ответ «ложь». Подсчитайте голоса и запишите итоги на доске. Дайте правильный ответ.

• Верно или неверно: инженерное напряжение — это всего лишь сила, которая давит на что-то. (Ответ: Неверно. Инженерное напряжение — это сила, действующая на объект в любом направлении. Это также любая тянущая сила, а также любая толкающая сила.)
• Верно или неверно: веревка может испытывать напряжение. (Ответ: Верно. Веревка может ощущать напряжение, когда ее тянут. Это называется напряжением растяжения.)
• Правда или ложь: инженеры думают о нагрузке на пластик при разработке новых игрушек. (Ответ: Верно. Инженеры стараются создавать игрушки, которые нелегко сломать.)
• Верно или неверно: стул, на котором вы сидите, имеет очень небольшую прочность. (Ответ: Неверно. Если бы ножки стула имели небольшую прочность, стул сломался бы, и вы бы упали.)

Словарный запас: Попросите учащихся записать словарные слова и определения на листе бумаги или в своих научных журналах.

Оценка итогов урока

Бинго: Дайте каждому учащемуся лист бумаги, чтобы нарисовать большую доску для игры в крестики-нолики (сетка 3 x 3 с 9 квадратами), которая заполнит весь лист. Предложите учащимся написать термин из словарного запаса урока в каждом квадрате (слова из словаря достаточно, чтобы заполнить девять квадратов). Затем попросите каждого учащегося пройтись по комнате и найти учащегося, который может точно определить один словарный термин. Студенты должны найти другого студента для каждого семестра. Когда учащийся завершает все термины, он кричит «Бинго!» Продолжайте до тех пор, пока два или три ученика не соберут бинго. Спросите студентов, которые кричали «Бинго!» давать определения словарным терминам.

Использование уравнений: Попросите учащихся решить следующие практические задачи, используя уравнения из Предпосылки урока:

• Металлическая проволока диаметром 2,5 мм и длиной 2000 мм. К нему приложена сила 12 Н, заставившая его растянуться на 0,3 мм. Предполагая, что материал упругий, определить напряжение и деформацию проволоки. (Подсказка: площадь поперечного сечения равна 4,909 мм ² ) [Ответ: σ = F/A = 12 Н / 4,909 мм ² = 2,44 Н/мм ² . ε = (L-L ₀ )/L ₀ = 0,3 мм / 2000 мм = 0,00015]
• Учитывая деформацию 0,0025 и первоначальную длину 1000 мм, найдите новую длину провода. (Ответ: L= ε* L ₀ + L ₀ = 0,0025*1000 мм + 1000 мм = 1002,5 мм)

Расширение урока

Предложите учащимся найти в комнате (или дома, в случае домашнего задания) предмет, демонстрирующий каждое из словарных слов.

Предложите учащимся написать вымышленный рассказ о стрессе и напряжении, включив в него все словарные слова.

Предложите учащимся изучить различные конкретные примеры неудачных инженерных работ с точки зрения стресса и напряжения. (Например, сооружения, обрушившиеся во время землетрясений или ураганов, мосты, пострадавшие от сильного ветра, космические конструкции, вышедшие из строя из-за отсутствия гравитации и т. д.) Что должны были сделать инженеры, чтобы исправить каждую ситуацию? Попросите их создать плакат о примере и включить обсуждение инцидента с точки зрения материалов, стресса и напряжения.

Предложите учащимся исследовать три типа мостов. Как эти мосты соотносятся и контрастируют друг с другом? Как каждый мост справляется с силами сжатия и растяжения?

Батутные силы : Продлите разговор о батутах из урока. «Один из способов думать о стрессе — представить разные результаты, которые происходят, когда человек стоит на батуте и когда человек ложится на батут. Человек, стоящий на батуте, концентрирует силу своего веса на небольшой площади и тонет. вниз глубже в батут по сравнению с человеком, лежащим на батуте, который распределяет свою силу по большей площади и, таким образом, не погружается так глубоко.Человек, стоящий на батуте, создает большую нагрузку на батут, чем человек, лежащий в теме.» Этот пример относится к человеку, который стоит еще на батуте. Теперь представьте, что человек (назовем его Человеком А) начинает прыгать вверх и вниз. В группах по два человека постарайтесь ответить на следующие вопросы, исходя из этого сценария:

1. Когда человек А прыгает на батуте, какие силы действуют на него? [Ответ: нисходящая сила тяжести, восходящая сила от батута, учащиеся могут упомянуть трение о воздух].
2. Теперь подумайте о том, как эти силы в сумме влияют на изменяющееся движение человека А на батуте. В частности, подумайте об этих трех основных этапах движения человека А: (а) человек А летит вверх, (б) второй момент непосредственно перед тем, как человек А начинает опускаться, и (в) человек А падает обратно на батут. Сравните силы, которые вы описали в № 1, и то, как они позволяют человеку А двигаться вверх, оставаться неподвижным в воздухе или двигаться вниз. [Ответ: Наиболее важным аспектом, который должны усвоить учащиеся, является то, что когда человек А движется вверх, сила от батута обеспечивает восходящую скорость, которая преодолевает нисходящую силу гравитации, однако человек А замедляется, потому что на него действует гравитация. Как только гравитация замедлила скорость Человека А до 0 (на его максимальной высоте), гравитация затем действует, чтобы ускорить Человека А вниз обратно к батуту].
3. При ударе батут испытывает большую нагрузку, чем когда Человек А стоит на месте? Почему или почему нет? Используйте уравнение стресса, чтобы качественно объяснить свой ответ. [Ответ: больше напряжения, потому что сила, действующая на батут, больше, хотя площадь такая же].

Рекомендации

Шигли и Мишке. Проектирование машиностроения. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

Авторские права

Авторы

Программа поддержки

Благодарности

Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда, грант GK-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 5 декабря 2021 г.

Решение задач по механике — GeeksforGeeks

Наверное, все уже слышали о законах движения Ньютона. Эти законы помогут вам в решении механических проблем. Как правило, задача механики не включает множество сил, действующих на один элемент. Наоборот, речь идет о совокупности многих тел, действующих друг на друга в дополнение к гравитационному притяжению. В этом посте мы рассмотрим различные стратегии решения механических проблем.

Пытаясь решить задачу по механике, имейте в виду, что вы можете выбрать любую часть сборки и применить законы движения к этой части. Все, что вам нужно сделать, это учесть все силы, действующие на «выбранную деталь» в результате оставшихся частей сборки. Для простоты мы называем выбранный компонент сборки «системой», а оставшуюся часть — «окружающей средой». . Если суммарная внешняя сила, действующая на тело, равна нулю, его ускорение равно нулю. Ускорение может быть ненулевым, только если на тело действует результирующая внешняя сила.

Σ F = 0

⇒ dv/dt = 0

, где F — сила (сумма F означает результирующую приложенную силу), а v — скорость объекта.

Применение первого закона движения Ньютона:

• Объект, брошенный в космическое пространство, движется с нулевым ускорением в том же направлении до тех пор, пока какой-либо другой внешний объект не ударит его с некоторой силой.
• Книга, лежащая на столе, остается в покое, пока на нее не действует результирующая сила.
• Марафонец продолжает бежать на несколько метров дальше финиша из-за инерции.

Этот закон также известен как закон импульса. Скорость изменения количества движения тела прямо пропорциональна приложенной силе и происходит в том направлении, в котором действует сила.

F = dp/dt 

где dp — изменение импульса относительно изменения времени dt.

Применение второго закона Ньютона:

• В супермаркете легче толкать пустую тележку, чем загруженную. Большая масса требует большей мощности для ускорения.
• Объект, падающий с определенной высоты, испытывает увеличение ускорения из-за приложенной силы гравитации.

Третий закон движения Ньютона

Этот закон также известен как закон действия и противодействия. Всякий раз, когда один объект оказывает силу на другой объект, второй объект оказывает равную и противоположную силу на первый.

F _A = -F _B 

F ₁₂ = F ₂₁

Action-Reaction force

Applications of Newton’s Third Law of Motion:

• When we потяните за резинку, она автоматически вернется в исходное положение. Действие (приложенная сила) запасается в виде энергии и высвобождается в виде реакции с равной и противоположной силой.
• При запуске ракеты сила выходящих горящих газов (действие) действует на ракету с равной и противоположной силой (реакция), и она движется вверх.

Инерция

На практике частица не меняет своего состояния покоя или равномерного движения вдоль прямой линии, если ее не заставить сделать это. Эта склонность частицы не изменять своего состояния покоя или состояния равномерного движения вдоль прямой линии, если только это состояние не изменяется внешней силой, называется инерцией.

Масса – это величина, зависящая исключительно от инерции объекта. Чем больше инерция у объекта, тем больше у него масса. Чем больше масса частицы, тем меньше ускорение и, следовательно, больше инерция.

Трение

Свойство, препятствующее относительному движению тела по поверхности другого тела, называется трением.

F = μ N

где μ — коэффициент трения, а N — нормальная сила.

напр.

1. При ходьбе трение между землей и обувью предотвращает скольжение.
2. Без трения движение не может быть обеспечено ремнями от двигателя к машине.

Прежде чем приступить к изучению закона движения Ньютона, связанного с какой-либо проблемой. Вы должны иметь сильную руку во всех понятиях, связанных с ним. Физика – это предмет, который помогает нам познавать мир. Вы должны изучать физику, поскольку вы помогаете себе понять, как различные явления происходят в мире. Самый сокровенный секрет закона движения Ньютона — это диаграмма свободного тела (FBD), которая может помочь вам очень легко решить проблемы.

Пример диаграммы свободного тела (FBD)

Вопрос 1: Пассажир, который разговаривает по телефону, сидя в поезде, идущем со скоростью 100 км/ч, случайно выронил свой телефон из окна. Пренебрегая трением о воздух, какова горизонтальная скорость мобильного телефона непосредственно перед тем, как он упадет на землю?

Ответ: 

Согласно первому закону движения Ньютона движущийся объект стремится оставаться в движении до тех пор, пока на него не действует какая-либо внешняя сила. Поскольку на объект (мобильный телефон) не действует трение воздуха, замедляющее объект в горизонтальном направлении после того, как он падает с поезда, а ускорение под действием силы тяжести будет влиять только в вертикальном направлении. Таким образом, горизонтальная скорость мобильного телефона непосредственно перед ударом о землю будет примерно 100 км/ч.

Вопрос 2: Какая результирующая сила необходима, чтобы заставить мяч массой 1,5 кг двигаться с постоянной скоростью 40 м/с?

Ответ: 

Согласно первому закону движения Ньютона каждое тело продолжает находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока не перестанет действовать какая-либо внешняя сила.

Если суммарная внешняя сила, действующая на тело, равна нулю, его ускорение равно нулю. Следовательно, необходимая сила также равна нулю. Следовательно, необходимая чистая сила равна 0 Н, чтобы поддерживать движение мяча с постоянной скоростью 40 м/с.

Вопрос 3: Космический корабль массой 2000 кг движется в пространстве с постоянной скоростью 1200 м/с. Какова результирующая сила, действующая на космический корабль (на космический корабль не действует сила тяжести).

Ответ: 

Первый закон движения Ньютона гласит, что объект остается в движении до тех пор, пока на объект не действует какая-либо внешняя сила. В пространстве существует вакуум и нет внешнего сопротивления воздуха. Следовательно, космический корабль будет двигаться с постоянной скоростью 1200 м/с с нулевым ускорением.

С момента, m = масса космического корабля = 2000 кг

a = ускорение космического корабля = 0

∑f = m × a

= 2000 × 0

= 0 N

Отсюда, чистая сила действует на космический корабль 0 N.

Вопрос 4: Что понимается под статическим и кинетическим трением?

Ответ:

Сопротивление, с которым сталкивается тело в статическом состоянии при стремлении двигаться под действием внешней силы, называется трением покоя. При трении покоя сила трения сопротивляется силе, приложенной к объекту, и объект остается в покое до тех пор, пока сила трения покоя не будет преодолена. Обозначается как μ _с .

Сопротивление, с которым сталкивается скользящее тело по поверхности, известно как кинетическое трение. Кинетическое трение обозначается как μ _k . Кинетическое трение определяется как сила, действующая между движущимися поверхностями. На тело, движущееся по поверхности, действует сила, направленная против его движения. Величина силы будет зависеть от коэффициента кинетического трения между двумя материалами.

Вопрос 5: Если автомобиль массой 200 кг движется с ускорением 5 м/с ² , тогда какой будет полезная сила автомобиля?

Answer: 

Given that, 

Mass of a car = M _c = 200 kg

Acceleration of a car = a _c =5 m/s ²

Using formula F = M _C × A

= 200 × 5

= 1000 N

Следовательно, чистая сила составляет 1000 N.

Вопрос 6: Бэттер отбивает мяч прямо в направлении игрока со скоростью 20 м/с, а начальная скорость мяча 12 м/с. Если масса мяча 0,10 кг. Определить изменение импульса мяча.

Ответ:

Учитывая, что

Начальная скорость мяча = 12 м/с

Конечная скорость мяча = 20 м/с

Изменение массы мяча = 0,040 кг 0 9 0 импульс = конечный импульс – начальный импульс

= M × V2-M × v1

= 0,10 × 20-(-0,10 × 12) (мяч снова находится в направлении от игрока с битой до котелка)

= 3,2 N.S

Следовательно, изменение в моменте 3,2 Н.с.

Вопрос 7: Во время тренировки, полицейский выстрелил пулей из своего пистолета в деревянный брусок, теперь пуля массой 10 г, летящая со скоростью 400 м/с, проникает на 4 см в деревянный брусок , прежде чем остановиться. Предполагая, что сила, действующая на деревянный брусок, равномерна, найти величину силы?

Решение:

Учитывая, что

Масса пули = M _b = 10 г = 0,010 кг

Проникновение пули перед остановкой = s0 = s0 = 4 см.

Начальная скорость пули = V _i ^{=400 м/с}

Конечная скорость пули = V _f = 0 м/с

Здесь на деревянный брусок действует сила, противоположная направлению скорости, поэтому эта сила вызывает замедление. Следовательно, а — замедление в этом случае (-а)

Используя уравнение кинематики,

(V _f ) ² = (V _i ) ² + 2as     ——(1)

4 = (400)

² – 2 × а × 0,04

    а = ( (400) ² – 0 ) / 2 × 0.04

      = 160000 / 0.08

      = 2000000

The force on the bullet = M _b × a

                                    = 0. 01 × 2000000

                                    = 20000 N

Вопрос 8: Ящик массой 100 кг стоит на полу с некоторой силой, воздействующей на пол. Определите, с какой силой пол действует на коробку? (Здесь g= 90,81 м/с ² ).

Ответ:

Согласно третьему закону Ньютона движение есть равное и противоположное противодействие. Следовательно, сила, с которой пол действует на ящик, будет равна весу ящика.

Учитывая, что

Масса ящика = M = 100 кг.

вес коробки = M × g

                                       = 100 × 9,81

                           81 N

Этот отрицательный знак указывает на то, что сила, приложенная к полу, направлена ​​в противоположном направлении по отношению к силе, приложенной коробкой.

Следовательно, сила, приложенная к полу, равна 981 Н.

Вопрос 9: Дайте определение инерции покоя, движения , и направления?

Ответ:

Характеристика материи, которая позволяет ей оставаться в текущем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока она не будет нарушена внешней силой, называется инерцией.