Чем отличаются активные силы от пассивных

Чем отличаются активные силы от пассивных

В механикеназывают величину, характеризующую действие одного тела на другое, в результате которого происходит изменение состояния первого тела: изменяется его скорость или тело выходит из состояния покоя.

В зависимости от способа воздействия одного тела на другое различают: силу тяжести, силу упругости, силу деформации, силу трения, силу давления газа на поршень двигателя и др.

В природе нет материальных тел, находящихся вне воздействия на них других тел, а следовательно, все тела находятся под воздействием внешних или внутренних сил.

Активные и пассивные силы.

Если тело находится в покое, это не означает, что на это тело не воздействуют другие тела, другие силы. Например, груз лежит на столе, стол неподвижен, но он не свободен от силы притяжения, с силой собственного веса груз давит на поверхность стола, но поверхность стола давит в свою очередь на груз с силой, равной весу груза (эту силу называют силой реакции или реакцией). В приведенном примере сила, с которой давит груз, является активной силой, а сила давления поверхности стола на груз—-пассивной силой.

Сила притяжения всегда действует на все тела, в то же время большинство тел остаются неподвижными (движение земли не учитывается).

Тела, находящиеся в покое, уравновешены силами реакций, по своей величине всегда равными активным силам.

Внешние и внутренние силы.

—это силы, действующие на тело извне. Под влиянием внешних сил тело или начинает двигаться, если оно находилось в состоянии покоя, или изменяется скорость его движения, или направление движения. Внешние силы в большинстве случаев уравновешены другими силами и их влияние незаметно, только знание законов механики позволяет утверждать о действии внешних сил на тело, находящееся в покое.

Внешние силы, действуя на твердое тело, вызывают изменения его формы, обуславливаемые перемещением частиц.

являются силы, действующие между частицами, эти силы оказывают сопротивление изменению формы.

Изменение формы тела под действием силы называют , а тело, претерпевшее деформацию, называют .

Равновесие внутренних сил с момента приложения внешней силы нарушается, частицы тела перемещаются одна относительно другой до такого состояния и положения, когда возникающие между ними внутренние силы уравновешивают внешние силы и тело сохраняет приобретенную деформацию.

Если внутренние силы малы и окажутся неспособными уравновесить внешние силы, то тело разрушается, разъединяясь на части.

После удаления внешней силы, если она не превзошла некоторого определенного предела, тело принимает свою первоначальную форму.

Свойство тел восстанавливать свою форму после снятия нагрузки называется а вызванная деформация —

Свойство сохранения телом приобретенной деформации после снятия нагрузки называется , а деформация —.

При соприкосновении два тела воздействуют друг на друга и деформируются. Недеформированных тел не существует. Всякое тело деформируется при воздействии на него сколько угодно малой силы. Величину внутренних сил характеризует прочность сцепления частиц данного тела. Упругость пружин, резины является наглядным примером проявления внутренних сил.

Силы сопротивления движению. Тело при движении преодолевает силы сопротивления, величины которых различны, от небольшого торможения до сопротивления, останавливающего движущееся тело. К числу сил сопротивления, кроме внутренних сил, относят сопротивление среды (воздух, вода), силы инерции, силы трения.

Характеристика силы. Действие силы на тело, заключающееся в изменении состояния этого тела, вполне определяется следующими тремя факторами: точкой приложения силы, направлением силы, величиной силы.

называется точка данного тела, на которую сила непосредственно действует, изменяя состояние данного тела.

понимают то направление движения, которое получит тело под действием этой силы. Линией направления данной силы называется линия действия этой силы.

силы означает сравнение ее с некоторой силой, принятой за единицу. Измеряют силу обычно динамометрами разных конструкций (рис. 53, а, б).

Читайте также:  Причины черного экрана при включении компьютера

— величина векторная, т. е. имеющая не только числовое значение, но и направление, поэтому действие силы на тело определяется не только ее величиной, но и ее направлением.

Векторные величины графически изображаются в виде отрезков, имеющих определенную длину и направление (рис. 53, в), при этом длина отрезка АБ выражает в произвольно выбранном масштабе величину силы Р, стрелка указывает направление действия силы Р, а начало отрезка А является точкой приложения силы Р.

Рис. 53. Приборы для измерения сил и изображение силы:

а — пружинный динамометр, б — динамометр для измерения больших сил, в — графическое изображение силы

— действующие на тело внешние силы, не зависящие от связей (тел, ограничивающих перемещения рассматриваемого тела). Противоположностью активных сил являются реакции связей (пассивные силы). Активные силы способны вызвать движение тела, в отличие от реакций связей, которые исчезают при отсутствии активных сил.

♦ Си́лы акти́вные

Силы аэродинамические

— силы, действующие на тело в воздушном потоке. В скоростной системе координат имеют названия: сила лобового сопротивления (направлена противоположно вектору скорости набегающего потока), подъёмная сила (направлена перпендикулярно вектору скорости набегающего потока вверх) и боковая сила. В связанной с летательным аппаратом системе координат аэродинамические силы называют: продольная сила (направлена вдоль продольной оси летательного аппарата), нормальная сила (перпендикулярна продольной оси и направлена вверх) и поперечная сила.

♦ Си́лы аэродинами́ческие

Cилы Ван-дер-Ваальса

— возникающие между электрически нейтральными молекулами и атомами силы взаимодействия, имеющие электрическую природу.

♦ Си́лы Ван-дер-Ва́альса

Силы ветра шкала,
Бофорта шкала

— условная двенадцатибалльная шкала визуальной оценки силы ветра по волнению моря и по действию на наземные предметы. Нулю по шкале Бофорта соответствует полный штиль, дым поднимается вверх вертикально, 1 — тихий ветер, 2 — лёгкий ветер, ощущаемый лицом или рукой, 3 — слабый ветер, 4 — умеренный ветер, колышущий листья и мелкие ветви деревьев, 5 — свежий ветер, качающий большие ветви и тонкие стволы, 6 — сильный ветер, 7 — крепкий ветер, 8 — очень крепкий ветер, 9 — шторм (буря), клонящий деревья к земле и ломающий ветви, 10 — сильный шторм, производящий разрушения некоторых построек и ломающий некоторые деревья, 11 — жестокий шторм, производящий обширные разрушения и ломающий много деревьев, 12 — ураган, разрушающий многие здания и вырывающий много деревьев с корнями. Шкала предложена английским военным гидрографом Ф. Бофортом в 1806 году и названа его именем. С 1874 года шкала Бофорта принята для использования в международной синоптической деятельности. Первоначально в ней не указывалась скорость ветра, которая была добавлена в 1926 году.

♦ Си́лы ве́тра шкала́
♦ Бо́форта шкала́

Силы внешние

— силы, действующие на тела рассматриваемой механической системы со стороны внешних тел, не принадлежащих этой системе.

♦ Си́лы вне́шние

Силы внутренние

— силы взаимодействия между частями рассматриваемой механической системы.

♦ Си́лы вну́тренние

Силы диссипативные

— силы, при действии которых на движущуюся механическую систему её полная механическая энергия убывает вследствие перехода в другие, немеханические формы энергии (наиболее часто в теплоту). К диссипативным силам относятся силы трения скольжения, силы трения качения, силы гидравлического трения, силы неупругого сопротивления деформации и т. д.

♦ Си́лы диссипати́вные

Силы массовые,
силы объёмные

— силы, действующие на каждый элементарный объём тела и пропорциональные массам вещества, заключённого в этих объёмах. Главный вектор массовых сил равен сумме массовых сил, действующих на все элементарные объёмы тела. К массовым силам относятся силы тяжести, силы инерции и т. д.

Читайте также:  Как запаролить архив zip

♦ Си́лы ма́ссовые
♦ Си́лы объёмные

Силы обобщённые

— величины Qi , сумма произведений которых на элементарные приращения обобщённых координат δqi механической системы даёт выражение для элементарной работы δА сил, действующих на систему. Количество обобщённых сил системы равно числу её степеней свободы s. Обобщённые силы играют роль обычных сил, когда при изучении равновесия или движения механической системы её положение определяется обобщёнными координатами. Значение силы Qi , соответствующей координате qi , находят, вычисляя элементарную работу δАi всех сил на возможном перемещении системы, при котором изменяется только координата qi, получая приращение δqi . Размерность обобщённой силы Qi зависит от размерности соответствующей обобщённой координаты qi .

♦ Си́лы обобщённые

Силы пассивные,
реакции связей

— силы, действующие на рассматриваемое тело со стороны связей (тел, ограничивающих перемещения рассматриваемого тела). Пассивные силы действуют только при наличии активных сил, которые не зависят от связей.

♦ Си́лы пасси́вные
♦ Реа́кции свя́зей

Силы пондемоторные:

  • — силы, действующие на тела в электрическом и магнитном полях;

— силы, действующие на тела в звуковых полях;

  • — силы действия электромагнитного излучения на тела, частицы, атомы и молекулы.
  • ♦ Си́лы пондемото́рные

    Силы производительные

    — совокупность средств производства и людей, занимающихся производством.

    ♦ Си́лы производи́тельные

    Силы сторонние

    — силы неэлектростатического происхождения, совершающие работу по разделению положительных и отрицательных зарядов внутри источника постоянного тока и поддерживающие разность потенциалов на концах цепи. Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля. Энергетической характеристикой источника тока является электродвижущая сила (ЭДС), равная отношению работы, совершенной сторонними силами при перемещении электрического заряда, к величине этого заряда. В источниках тока сторонние силы совершают работу по превращению какой-либо энергии в электрическую. Природа сторонних сил может быть различной. Гальванические элементы и аккумуляторы используют химическую энергию, генераторы — механическую энергию, термопары — внутреннюю энергию, фотоэлементы — энергию света.

    ♦ Си́лы сторо́нние

    Силы центральные

    — силы, линии действия которых при любом положении материальной точки или тела, к которому они приложены, проходят через одну и ту же точку, называемую центром сил. Под действием центральной силы материальная точка движется по траектории, расположенной в плоскости. Если действующая на материальную точку центральная сила зависит лишь от расстояния до центра сил, то такая центральная сила потенциальна. Примерами центральных сил служат силы гравитационного притяжения и силы электростатического взаимодействия электрических зарядов.

    ♦ Си́лы центра́льные

    Силы ядерные:

    • — часть вооружённых сил, предназначенная для выполнения боевых задач с применением ядерного оружия;
  • — силы, удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в атомном ядре. Превышают все другие типы сил на много порядков. Являются короткодействующими силами, радиус действия которых порядка 10 -14 ÷ 10 -15 м. Их величина зависит от расстояния между нуклонами и ориентации спинов.
  • ♦ Си́лы я́дерные

    Сильвин

    — минерал, хлорид калия KCl. В виде примесей содержит бром Br, йод I, галит NaCI и окись железа Fe2O3, сообщающую кристаллам красную окраску. Чистые без примесей кристаллы сильвина бесцветны и прозрачны. Твёрдость по минералогической шкале 2. Плотность 1990 кг/м³. В природе отлагается в осадочных соленосных толщах вместе с галитом и карналлитом, образуя иногда крупные толщи промышленных месторождений калийных солей. Является одним из главных компонентов сильвинита, важнейшего сырья для производства калийных удобрений. В химической промышленности сильвин используется для получения соединений калия. Прозрачные кристаллы сильвина применяются в оптических приборах.

    ♦ Сильви́н

    Сильвинит

    — осадочная соляная горная порода, представляющая собой плотный агрегат кристаллов сильвина (от 12 до 60%) и галита (от 22 до 80%), а также примесей ангидрита, доломита, магнезита, карналлита и некоторых других. Сырьё для получения едкого кали, поташа и других соединений калия. Применяется в качестве калийного удобрения.

    Читайте также:  Видеорегистратор с датчиком удара

    ♦ Сильвини́т

    Сильфон

    — тонкостенная цилиндрическая оболочка (наиболее часто металлическая) с поперечной гофрированной боковой поверхностью. Под действием разности давления внутри и снаружи или от внешнего силового воздействия сильфон расширяется или сжимается вдоль оси (подобно пружине). Сильфоны устанавливают на трубопроводах для компенсации температурных удлинений, для гибкого соединения труб, в качестве упругих разделителей сред, гибких уплотняющих устройств, чувствительных элементов и т. д.

    ♦ Сильфо́н

    Сильхром

    — жаропрочная и жаростойкая легированная хромокремнистая сталь. Содержит около 0,4% углерода, от 5 до 14% хрома Cr и от 1 до 3% кремния. В зависимости от требуемых свойств дополнительно легируется молибденом Mo (до 0,9%) или алюминием Al (до 1,8%). Сильхромы устойчивы против окисления на воздухе до 850-950°C, сохраняют жаропрочность до 600-800°C. Применяются для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания, деталей котельных установок, печей и т. д.

    ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И АКСИОМЫ СТАТИКИ

    Лекция №1

    ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

    Теоретическая механика – это наука, изучающая математические методы расчёта механизмов и сооружений. Расчет ведется не самих реальных объектов, а их моделей. Применяют графический и аналитический методы расчета.

    Графический методоснован на геометрических построениях.

    Аналитический методоснован на алгебраических расчетах.

    Статика – это раздел теоретической механики, который изучает равновесие абсолютно твердых тел под действием сил.

    Абсолютно твердое тело это недеформируемое тело, в котором расстояние между любыми двумя точками всегда остается неизменным и никакие внешние воздействия не вызывают изменения его размеров и формы.

    Сила – это мера механического воздействия одного тела на другое. Сила измеряется в ньютонах(Н) и является векторной величиной, то есть характеризуется 1) численным значением (модулем);

    2) точкой приложения;

    В графическом методе расчета силу изображают в виде вектора, в каком либо масштабе.

    Пример1.1. Начертить вектор силы F = 30 кН в масштабе 1:5.

    Решение. Составляем пропорцию:

    1см – 5 кН х см – 30 кН .

    Пример 1.2. Определить значение силы, если в масштабе 1:2 вектор имеет длину 3 см.

    Решение: составляем пропорцию:

    1см – 2 кН 4 см – х кН .

    Силы бывают внешними и внутренними.

    Внешние силы представляют собой действие одного тела на другое и

    делятся на активные и реактивные.

    Активные силы – стремятся вызвать перемещение тела (сила G, рис. 1.1).

    Реактивные силы (реакции) – стремятся противодействовать перемещению тела под действием активных сил (сила R, рис. 1.1).

    Внутренние силы — возникают внутри тела под действием внешних сил.

    Система сил— совокупность нескольких сил, прило­женных к телу.

    Плоская система сил — линии действия сил лежат в одной плоскости.

    Пространственная система сил — линии действия сил лежат в разных пло­скостях.

    Рис. 1.2

    Сходящаяся система сил линии действия сил пересекаются в одной точке (рис. 1.2).

    Эквивалентные системы сил – разные системы сил, которые ока­зывают одинаковое механическое действие на тело.

    Равнодействующая сила — одна сила, эквивалентная данной системе сил.

    Уравновешивающая сила — сила, равная по модулю данной силе и направленная по той же линии действия, но в проти­воположную сторону.

    Уравновешенная система сил — система сил, приложенная к материальной точке под воздействием которой точка находится в со­стоянии покоя.

    Правило параллелограмма — равнодействующая (FΣ) двух сил (F1 и F2), приложенных к одной точке, является диагональю параллелограмма, построенного на данных силах/Вместо правила параллелограмма можно пользоваться правилом треугольника.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector