Справка по силе. Виды сил. Единицы измерения силы. Конвектор величин силы.

Сила —

физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей. Приложение силы обусловливает изменение скорости тела или появление деформаций и механических напряжений.

Для обозначения силы обычно используется символ F (от лат. fortis — сильный).

Сила является векторной величиной. Она характеризуется:

• • модулем;
  • направлением;
  • точкой приложения.

Также используют понятие линия действия силы, означающее проходящую через точку приложения силы прямую, вдоль которой направлена сила.

Согласно второму закону Ньютона, сила определяется по формуле:

F=m*a, где

• • m — масса материальной точки;
  • a — ускорение материальной точки (векторная величина);
  • F — равнодействующая приложенных сил (векторная величина).

Перевод единиц измерения силы онлайн:

Единицы измерения:

• ньютон— единица измерения давления в СИ. Обозначение в России: Н; международное: N.  Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе, в обозначение параметров оборудования, технических устройств, при разработке проектной и рабочей документации. ;
• грамм — сил — Обозначение в России: гс; международное: gf . В Российской Федерации единицы грамм-сила  допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия с областью применения «все области»;
• килограмм — сил —  Обозначение в России: кгс; международное: kgf. Единица силы в системе единиц МКГСС. В Российской Федерации единицы килограмм-сила допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия с областью применения «все области»;
• тонн — сил —  Обозначение в России: тс; международное: tf. Единица силы в системе единиц МКГСС. В Российской Федерации единицы тонн-сила допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия с областью применения «все области»;
• дина  — Обозначение в России: дин; международное: dyn. Единица силы в системе единиц СГС. Одна дина численно равна силе, которая сообщает телу массой в 1 грамм ускорение в 1 см/с². 1 дин = 1 г·см/с² = 10^-5 H = 1,0197·10^-6 кгс.

Перевод единиц измерения силы(в табличном виде):

Переводимые единицы  силы	Перевод силы в единицы:
	Н	гс	кгс	тс	дин
Н	1	102,0	0,1020	1,020*10-4	105
гс	9,807*10-3	1	0,001	1*10-6	980,665
кгс	9,807	1000	1	0,001	980665
тс	9,807*103	1*106	1000	1	9,807*108
дин	10-5	1,020*10-3	1,020*10-6	1,020*10-9	1

Порядки единиц измерения силы:

Порядок единиц измерения	Единицы измерения
	Н	дин
10	даН	дадин
1 00	ГНa	Гдин
1 000	кН	кдин
10 000		—
1 000 000	МН	Мдин

Виды силы (классификация сил).

Классификация сил по типу взаимодействия.

Воздействие всегда осуществляется посредством полей, создаваемых телами и воспринимаемых рассматриваемым телом. Различные взаимодействия сводятся к четырём фундаментальным:

• • слабое ;
  • электромагнитное;
  • сильное;
  • и, возможно, гравитационное.

Виды сил, используемые в расчетах:

• • сила упругости  (сила упругого сопротивления тела внешней нагрузке), F ;

В простейшем случае одномерных малых упругих деформаций формула для силы упругости имеет вид (по закону Гука):

F = k *Δ l , где   k  — жёсткость тела (коэффициент упругости),  Δ l  — удлинение (величина деформации). Жёсткость тела зависит от его формы и размеров, а также от материала, из которого оно изготовлено.

• • сила трения (сила сопротивления относительному перемещению контактирующих поверхностей тел. Зависит от шероховатости и электромагнитной природы материалов контактирующих поверхностей), Fтр;

Сила трения пропорциональна силе нормальной реакции опоры (N) и определяется по формуле:

Fтр=Fтр. max=μ*N,  где μ— коэффициент пропорциональности, который называется коэффициентом трения скольжения (зависит от материалов соприкасающихся тел и их свойств. Коэффициент трения скольжения — безразмерная величина, не превышающая единицы).

• • сила сопротивления среды (сила, возникающая при движении твёрдого тела в жидкой или газообразной среде);
  • сила нормальной реакции опоры (упругая сила, действующая со стороны поверхности опоры в направлении, перпендикулярном поверхности в данном месте), N;

• • • Определенной формулы силы реакции опоры не существует (из-за возможных многообразий системы взаимодействующих тел). Имеется методика, применяя которую, можно определить N для совершенно любой системы взаимодействующих тел. Методика определения величины N заключается в следующем:
      • сначала записывают второй закон Ньютона для данной системы, учитывая все действующие в ней силы;
      • находят результирующую проекцию всех сил на направление действия реакции опоры;
      • решение полученного уравнения Ньютона на отмеченное направление приведет к искомому значению N.
  • силы поверхностного натяжения (силы, возникающие на поверхности фазового раздела);
  • силы Ван-дер-Ваальса (электромагнитные межмолекулярные силы, возникающие при поляризации молекул и образовании диполей. Вандерваальсовы силы быстро убывают с увеличением расстояния);
  • вес тела (сила воздействия тела на опору или подвес, или другой вид крепления, препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести), Р;

Вес тела ( P), покоящегося в инерциальной системе отсчёта,  равен силе тяжести и определяется по формуле:

P=m*g, где m — масса тела, g — ускорение свободного ускорения.

Вес тела ( P), при движении системы «тело» — «опора или подвес» относительно инерциальной системы отсчёта с ускорением w  вес перестаёт совпадать с силой тяжести и  определяется по формуле:

P=m*(g- w).

• • трение покоя, трение сцепления (сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения);
  • сила натяжения струны/троса/верёвки/каната (сила, действующая на физическое тело со стороны струны, направленная по направлению струны от точки закрепления струны к физическому телу, и по величине равная натяжению струны);
  • сила Архимеда — на всякое тело, погружённое в покоящуюся жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости (или газа), ускорения свободного падения и объёма той части тела, которая погружена в жидкость (или газ). .

Выталкивающая сила (сила Архимеда), действующая на погружённое в жидкость тело, равна весу жидкости, вытесненной этим телом:

F_а=P_ж=m_ж⋅g или F_а=ρ_ж⋅V_т⋅g, где m_ж — масса жидкости; ρ_ж — плотность жидкости; V_т — объем погруженного в жикость тела; g — ускорений свободного падения (9,8 м/с² ).

Приборы измерения силы.

• • механические динометры( измеряют силу и ее момент, благодаря таким физическим процессам, как упругое растяжение и сжатие);
    • пружинные динометры;
    • рычажные динометры;
  • гидравлические (основано на вымещении измеряемой силой жидкости из цилиндра);
  • электрические (преобразует деформацию датчиков от воздействия силы в электрический сигнал/под действием силы датчик деформируется и токи моста сопротивления изменяются).

• • прибор используется для измерения силы сжатия створок автоматически закрывающихся систем, таких как двери автобусов, трамваев и т.д.;
  • обычные весы;
  • динамометрические ключи, применяемые для затяжки резьбовых соединений с определенным усилием;
  • для определения значения разных видов сил (трения, упругости и т.п.).

Калькулятор силы:

Калькулятор силы по второму закону Ньютона:

 

Отзывы, рекомендации, замечания по работе программ (калькуляторов) и добавлению новых можно оставлять в комментариях.  

Поделиться ссылкой: