Из этой статьи вы узнаете о первом и втором законах Ньютона и силе тяги как силе, преодолевающей сопротивление для поддержания движения.
Определение и формула силы тяги
Определение
Исходя из формулы (1) силу тяги можно определить через полезную мощность, и скорость транспортного средства (v):
$$F_{T}=frac{P}{v}(2)$$
Для автомобиля, поднимающегося в горку, которая имеет уклон 
, масса автомобиля m сила тяги (FT) войдет в уравнение:
$$F_{T}-F_{s}-m g sin alpha=m a(3)$$
где a – ускорение, с которым движется автомобиль.
См. также[править | править код]
- Сила тяги
- Тяга
Что такое сила тяги
Сила тяги — сила, прикладываемая к телу для поддержания его в постоянном движении.
Примеры решения задач по теме «Сила тяги»
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |
Определение тягового усилия
Термин « тяговое усилие» часто определяется как начальное тяговое усилие , постоянное тяговое усилие и максимальное тяговое усилие . Эти термины относятся к различным условиям эксплуатации, но связаны общими механическими факторами: входной крутящий момент на ведущие колеса, диаметр колеса, коэффициент трения ( ц ) между ведущими колесами и опорной поверхностью, а вес наносят на ведущие колеса ( м ). Продукт из ц и т является фактором адгезии , который определяет максимальный крутящий момент , который может быть применен до наступления пробуксовки или wheelslip .
- Стартовое тяговое усилие : Стартовое тяговое усилие — это тяговое усилие, которое может быть создано в состоянии покоя. Этот показатель важен для железных дорог, потому что он определяет максимальный вес поезда, который локомотив может привести в движение.
- Максимальное тяговое усилие : максимальное тяговое усилие определяется как максимальное тяговое усилие, которое может быть создано при любых условиях, не причиняющих вред транспортному средству или машине. В большинстве случаев максимальное тяговое усилие развивается на низкой скорости и может быть таким же, как стартовое тяговое усилие.
- Непрерывное тяговое усилие : Непрерывное тяговое усилие — это тяговое усилие, которое может поддерживаться бесконечно, в отличие от более высокого тягового усилия, которое может поддерживаться в течение ограниченного периода времени до того, как система передачи мощности перегреется. Из-за взаимосвязи между мощностью ( P ), скоростью ( v ) и силой ( F ), описываемой как:
п знак равно v F { Displaystyle P = vF} 
Тяговое усилие обратно пропорционально скорости при любом заданном уровне доступной мощности. Непрерывное тяговое усилие часто отображается в виде графика в диапазоне скоростей как часть кривой тягового усилия .
Транспортные средства, имеющие гидродинамическую муфту , гидродинамический мультипликатор крутящего момента или электродвигатель как часть системы передачи мощности, также могут иметь максимальное постоянное тяговое усилие , которое является наивысшим тяговым усилием, которое может быть создано в течение короткого периода времени без повреждения компонентов. Период времени, в течение которого может быть безопасно создано максимальное непрерывное тяговое усилие, обычно ограничивается тепловыми соображениями. например, повышение температуры в тяговом двигателе .
Определение и формула силы тяги
Исходя из формулы (1) силу тяги можно определить через полезную мощность, и скорость транспортного средства (v):
Для автомобиля, поднимающегося в горку, которая имеет уклон 
, масса автомобиля m сила тяги (FT) войдет в уравнение:
где a – ускорение, с которым движется автомобиль.
Действие силы тяги
Множество сил, действующих на движущийся объект, для упрощения вычислений делят на две группы: силу тяги и силы сопротивления.
Её прекращение
Когда действие силы тяги прекращается, движущееся тело замедляется и постепенно останавливается, так как на него воздействуют силы, мешающие продолжать двигаться, например, трение.
1 закон Ньютона о действии
Согласно этому закону в формулировке самого Ньютона, любое тело остается в покое или равномерно движется по прямой, пока на него не воздействуют силы, заставляющие его изменить это состояние.
В современной физике в формулировку внесены уточнения:
- закон применим только в системах отсчета, называемых инерциальными;
- тело может вращаться на месте, не находясь под воздействием внешних сил, поэтому вместо термина «тело» следует использовать термин «материальная точка».
Чтобы переместить неподвижный предмет, на него должна воздействовать некая сила. Чтобы изменить скорость движения предмета, также необходимо воздействие силы, замедляющей его или ускоряющей. Так как предметы обладают разной массой и соответственно разной инертностью, силы, достаточные для эффективного воздействия, тоже будут различаться.
Состояние ускорения после воздействия силы тяги
Когда движение равномерное, сила тяги и сила трения совершают одинаковую работу, уравновешивая друг друга. Воздействие силы на тело в направлении движения придает ему ускорение. Если направить ту же силу в противоположном направлении, она замедлит движение тела, что можно назвать отрицательным ускорением.
Единицы измерения силы тяги
Основной единицей измерения силы в системе СИ является: [FT]=Н
В СГС: [FT]=дин
Формулы для определения силы тяги
Согласно второму закону Ньютона, сумма сил, воздействующих на движущееся тело, равна массе (m), умноженной на ускорение (a). Универсальной формулы, подходящей для любого сочетания сил, не существует. Чаще всего силу тяги находят с помощью общей формулы( F_т-;F_{с}=m;times;a), где (F_т) — сила тяги, (F_{с}) — силы сопротивления.
При решении конкретной задачи силы, воздействующие на тело, схематически изображают в виде векторов. На схеме:
- сила тяжести mg;
- сила реакции опоры (N);
- сила трения( F_{тр});
- сила тяги (F).
При нахождении тела на горизонтальной поверхности сила тяжести и сила реакции опоры уравновесят друг друга. Но если транспортное средство движется в гору или под гору, придется учесть влияние уклона. Тогда формула может выглядеть так: (F_т-;F_с-;mg;times;sinalpha=m;times;a.)
Работа A, которую должна совершить сила тяги, сдвигая тело, связана с ней соотношением (A;=;F;times;s). (s) здесь — расстояние, на которое тело переместилось.
Какое условие должно соблюдаться
Сила тяги всегда должна быть больше противодействующих ей сил.
Формула через мощность
Полезную механическую мощность (N) можно вычислить по формуле (N=F_т;times;v), где (v) — скорость. Для определения силы тяги нужно разделить мощность на скорость: (F_т;=;frac N v.)
Комментарии
Выражаем из уравнения силу тяги, подставляя вместо Fтр = μmg, а ускорение находим из уравнения скорости.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Из уравнения изменения скорости: a = 0.5 м/с 2 .
Значит, сила трения при движении тела по горизонтальной поверхности Fтр = μmg, но можно и вывести. По определению, Fтр = μN.
Fтр = μmg (что и требовалось доказать).
Fт = μmg + ma, подставим числа: Fт = 0.02 × 10 000 × 10 + 10 000 × 0.5 = 7 000 Н.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Это зависимость скорости от времени, значит, построим график при t = 0 c и v = 0 м/c, при t = 1 c и v = 0.5 м/c, при t = 2 c и v = 1 м/c и т. д.
Значит, явно видно, что с увеличением времени скорость постоянно изменяется на определённое число. Это и есть ускорение. Поэтому ускорение тела 0.5 м/c 2 .
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
v = vo + at (в векторном виде),
вид уравнения указывает нам на линейную зависимость, коэффициент при времени t и есть ускорение.
С другой стороны:
Продифференцировав по времени уравнение скорости, получим ускорение:
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Извините, но я только перешёл в 10 класс, и я не знаю производную.
Разберёмся в вопросе, что такое сила тяги. Как следует из самого названия – это сила, которую необходимо прикладывать к телу, чтобы оно находилось в состоянии постоянного движения.
Если её убрать, то тело, будь то автомобиль, электровоз, космическая ракета или санки, со временем остановится. Это произойдёт потому, что на тело всегда действуют силы, которые заставляют его стремиться к состоянию покоя:
- силы трения (покоя, качения, скольжения),
- сопротивления воздуха (газа),
- сопротивления воды и др.
