В задачах по физике встречается такой термин как "cила сопротивления движению", что вроде как подразумевает некое влияние на это самое движение, перемещение тела. И как кажется из слова "сопротивление", это влияние негативно влияет на это самое движение, то есть затрудняет перемещение тела, хотя это не всегда так...
Вот и давайте разберемся, что же это за сила такая, - сила сопротивления движению! Как она может повлиять на энергию используемую для перемещения тела, настолько уж она однозначно отрицательна в плане влияния на затруднение перемещения. Ну обо всем по порядку...
Сила обеспечивающая движение
Для того чтобы нам что-либо передвигать, необходимо прикладывать усилие, по сути какую-то силу. Так вот значение силы принято принимать и само собой обозначать значением ньютон (Н), то есть в честь того самого человека, который в принципе задумался о том, о чем мы сейчас говорим. Эта самая сила на абстрактная величина, а как раз некая реальная зависимость исходя из реальных условий, массы тела. Исходя из реальных земных усилий, ведь именно Земля по факту создает массу для всех тел, за счет притяжения между ними, как между яблоком и землей, а значит определят значение образующихся сил.
По сути мы сейчас начали говорить о силе массы тела, которая измеряется все в тех же кг или ньютонах. До тех пор пока мы находимся здесь, вот на этой планете, на нас как раз и действует сила тяжести... Однако в нашем мире есть множество других сил, таких как силы участвующие в передвижении тел на поверхности Земли, будь то силы сдвигающие поезда, машины, автобусы, грузы, да что угодно! Понимая это обстоятельство и наличие конкретных усилий для перемещения тел можно утверждать, что существуют условия как помогающие передвижению тел, так и препятствующие им. Ведь скажем колеса на тех же машинах призваны катить ее, а не волочь по земле. Или скажем смазка в механизмах призвана обеспечить облегченное перемещение элементов механизмов. И с точностью наоборот, какая-либо шероховатость, да еще и дополнительное прижатие к такой неровной поверхности способно в разу увеличить сдвигающую силу для любого из механизмов, препятствуя перемещению.
Силы помогающие движению
Итак, из абзаца выше уже в принципе все стало ясно, что есть условия облегчающие перемещение тел. Это как раз и колеса и смазка и все в таком роде.
Силы затрудняющие движение
Само собой есть и силы препятствующие перемещению, о них тоже говорили, это и не ровные поверхности и всевозможные силы трения, все подобное.
Сила сопротивления движению зависит от условий препятствующих или способствующих перемещению
Из всех условий выше можно сделать вполне реальные выводы. Если мы перемещаем тело без каких-либо сил препятствующих или помогающих движению, то по сути наша сила сопротивления движению равна одному, - единице.
`F_(сила сопротивления движ.) = 1` , при отсутствии условий влияющих на силу перемещения тела
Можно утверждать, что подобная сила существует всегда, но условно в нейтральных случаях, скажем обычное поднятие груза без ускорения, то есть когда груз набрал скорость, ускорение пропало и мы его поднимаем далее вверх над землей, трением о воздух можно пренебречь, это то самый случай.
Опять же при условиях осложняющих перемещение, о них говорили выше, мы получаем силу сопротивления движения больше единицы, то есть она увеличивает наше значение силы.
`F_(сила сопротивления движ. >1` , при условиях негативно влияющих на силу перемещения тела
И с точностью наоборот, все условия снижающие усилия при перемещении, указывают на то, что сила сопротивления движению меньше единицы.
`F_(сила сопротивления движ.) < 1` , при условиях облегчающих силу перемещения тела
То есть опять же повторяясь, и учитывая что сила сопротивления есть всегда ее можно учитывать следующим образом.
`F_(реальная) = F_(прилагаемая к телу)*k` , где k будет тем самым коэффициентом силой сопротивления движению.
Теперь рассмотрим прагматичный случай, то есть решение задачи с условием что такая сила у нас есть, причем она облегчает передвижение тела, в частности для автомобиля.
Пример решение задачи с силой сопротивления движению
Задача:
Автомобиль массой 2,3 т равномерно движется по горизонтальной дороге. Определите удельную теплоту сгорания бензина, если для прохождения 142 км пути двигатель автомобиля при средней силе сопротивления движению, равной 0,03 веса автомобиля, израсходовал 15 л топлива. КПД двигателя равен 20%.
Дано: m=2,3 т = 2300 кг = 23000 Н, S = 142 км = 142 000 м, КПД двигателя равен 20%. Fc=0,03m, Vбенз = 15 л Справочные: 710 кг/м3 = плотность бензина Найти: λ (удельная теплота сгорания бензина) - ? |
Решение: |
Вот теперь тема более менее раскрыта...