Узагальнені (складені) сили

Зручніше користуватись не елементарними силами (атомами), а складеними силами (молекулами).

1. Одну з таких сил ми вже вивчали – це сила тяги колеса .

Вона являє собою різницю двох сил, які завжди пов’язані між собою: повної колової сили колеса і сили опору перекочуванню .

Сила тяги колеса є основною при аналізі руху тракторів. А саме, під час руху трактора по одній і тій же поверхні сила опору перекочуванню трактора ≈ const і її можна врахувати заздалегідь, віднімаючи від .

Фізичний зміст сили тяги трактора – це «чиста» сила тяги трактора, яку він може розвивати, долаючи силу опору на гаку під час руху по горизонтальній поверхні.

За співвідношенням між значеннями сил і можна робити висновок про вид руху трактора:

– якщо > , то відбувається прискорений рух;

– якщо = , то відбувається рівномірний рух;

– якщо < , то відбувається сповільнений рух або спостерігається нездатність трактора рушити з місця.

2. Сила опору ДОРОГИ

Раніше ми вивчали такі сили:

сила опору перекочуванню ;

сила опору підйому .

Це споріднені сили, бо обидві характеризують дорогу.

Їх можна скласти, утворивши одну узагальнену силу , яку називають СИЛОЮ ОПОРУ ДОРОГИ:

,

де – коефіцієнт опору дороги.

Для звичайних умов експлуатації , ≈ , завдяки чому маємо:

,

де .

Сила опору дороги – більш універсальне поняття, ніж сили і . Вона характеризує узагальнений, результуючий опір дороги, який визначається одночасно як якістю її поверхні, так і розміщенням її у просторі.

Величини і – питомі сили, а це означає, що коефіцієнт , який = + , теж є питомою силою –

це питома сила опору дороги.

Приклад: якщо =0,25, то це означає, що сума сил опору рухові автомобіля ( + )= 25 % від ваги автомобіля .

Будь-яка вантажівка повинна бути здатною рухатись в умовах, коли = 0,25,

а армійські автомобілі – коли = 0,6 … 0,7.

Це значення ми позначатимемо як .

Сила може бути такою:

• зі знаком «плюс», це спостерігається за умови:

якщо ;

• нульовою, тобто відсутньою, це за умови:

якщо , тобто ;

рух машини у цьому випадку відбувається нібито як по ідеальній дорозі, що не чинить опору;

• зі знаком «мінус» (сила спрямована у напрямі руху, тобто є рушійною) , тобто .

Приклад 1. Яку силу тяги потрібно, щоб витягнути на 8 %-ний підйом несправну вантажівку вагою 10 тс?

Приклад 2. Підлогу у гаражі бажано робити не горизонтальною, а з невеликим похилом до виходу, щоб при потребі можна було легко викотити несправний автомобіль. На скільки сантиметрів слід підняти підлогу у глибині гаража, щоб сила, потрібна для викочування автомобіля з гаража, була майже рівною нулю?

Розв’язок. При викочуванні автомобіля з гаража потрібно долати силу опору дороги .

Умовимось, щоб ця сила . Це можливо тоді, коли один зі співмножників ( або ) дорівнюватиме нулю.

Але звідки або ≈ .

Для бетонної підлоги = 0,02, звідси: похил слід зробити рівним мінус 0,02 (мінус 2 %).

Тобто при довжині гаража 6 м підлогу слід підняти з одного боку на 0,12 м.

Вільна сила тяги автомобіля

Під час рівномірного руху одиночного автомобіля на нього діють чотири елементарні сили:

• повна колова сила ; • сила опору повітря ;

• сила опору перекочуванню ; • сила опору підйому

Дві останні сили ми вже замінили узагальненою силою .

Дві перші сили теж об’єднують, отримуючи вільну силу тяги автомобіля : .

Сила , як і повна колова , є рушійною силою машини.

Вона характеризує здатність автомобіля долати силу опору дороги . За співвідношенням між значеннями сил і можна робити висновок про вид руху автомобіля:

– якщо > , то відбувається прискорений рух;

– якщо = , то відбувається рівномірний рух;

– якщо < , то відбувається сповільнений рух або спостерігається нездатність авто рушити з місця.

Дата добавления: 2015-07-14