cилы, создавая давление, либо растяжение, могут изменять форму тела, например, длину пружины.
силы служат причиной либо ускорения тела (динамическое действие), либо изменение его формы (статическое действие).
в пределах вещества сила и деформация пропорциональны
друг другу. в этом случае справедлив закон гука.
1. d=
f
s
коэффициент пропорциональности d носит названия — жесткость или коэффициент .
здесь:
d — жесткость (ньютон/метр),
f — сила, вызывающая изменения длины тела (например пружины)
(ньютон),
s — изменение длины тела под действием силы f (метр)
сила противодействует действующей на тело (пружину) силе. с учетом направления действия получим для силы формулу:
2.
→
f
=−d
→
s
чем жестче тело
(чем труднее растянуть пружину), тем выше жесткость d (коэффициент k).
для измерения сил применяется пружинный динамометр, в котором изменение длины пружины характеризует величину приложенной силы. пружинный динамометр, используемый для определения силы тяжести, называется пружинными весами.
На лестницу действуют следующие силы: сила тяжести лестницы mg, сила тяжести человека Mg, сила нормальной реакции N1 в точке A и сила реакции N2 в точке O. Так как лестница находится в равновесии, то запишем первое условие равновесия (первый закон Ньютона) в проекции на обе оси и второе условие равновесия (правило моментов) относительно точки O.
⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪N2⋅sinβ=mg+Mg(1)N2⋅cosβ=N1(2)mg⋅L2⋅cosα+Mg⋅(L—l)⋅cosα—N1⋅L⋅sinα=0(3)Поделим равенства (1) и (2) друг на друга:
tgβ=(m+M)gN1(4)Из равенства (3) выразим реакцию N1:
N1=mgL⋅cosα+2Mg⋅(L—l)⋅cosα2L⋅sinαN1=(mL+2M(L—l))g2L⋅tgαПолученное подставим в (4), тогда:
tgβ=(m+M)g⋅2L⋅tgα(mL+2M(L—l))gtgβ=(m+M)⋅2L⋅tgαmL+2M(L—l)Окончательная формула примет вид:
β=arctg((m+M)⋅2L⋅tgαmL+2M(L—l))Посчитаем численное значение искомого угла β:
ответ: 1,22 рад.β=arctg((15+60)⋅2⋅3⋅tg60∘15⋅3+2⋅60⋅(3—1))=70∘=1,22рад