Să începem cu câteva definiții. Suprasarcina se numește raport de greutate corporală la mărimea forței de gravitație care acționează asupra corpului în sol. Greutatea corporală - este forța care acționează din partea corpului pe suport sau suspendare. Vă rugăm să rețineți greutatea - este forța! Prin urmare, greutatea se măsoară în newtoni, și nu în kilograme, asa cum cred unii.
În acest fel, suprasarcină - o cantitate adimensional (Newtoni împărțit în Newton, ca urmare nu a mai rămas nimic). Cu toate acestea, uneori, această sumă este exprimată în accelerarea cădere liberă. Ei spun, de exemplu, că suprasarcină este egal, ceea ce înseamnă că greutatea corporală de două ori forța gravitațională.
Exemple de calcul de suprasarcină
Vom arăta cum să pună în aplicare de suprasarcină se bazează pe exemple concrete. Să începem cu câteva exemple simple, și să trecem pe la cele mai complexe.
Exemplul 1: Care este supraîncărcării unei persoane în picioare pe pământ? Care este persoana de suprasarcină în cădere liberă de la o anumită înălțime?
Este evident că o persoană aflată pe sol, nu au prezentat nici o congestie. Prin urmare, putem spune că este egal cu zero, suprasarcină. Dar să nu sari la concluzii. Desenați forțele care acționează asupra persoanei respective:
Pentru un om însoțit de două forțe: forța gravitațională care atrage corpul la pământ, și opoziția față de ea de la suprafața pământului, forța de reacție în sus. De fapt, pentru a fi precis, această forță este aplicată pe tălpile picioarelor umane. Dar, în acest caz particular, nu contează, așa că poate fi pus în afara din orice punct al corpului. În figura este întârziată din centrul de masă al persoanei.
umane Greutate atașat la suportul (la sol), ca răspuns, în conformitate cu legea lui Newton al 3-lea de dependența de acțiunea umană este egală în mărime și forță îndreptată în sens opus. Mijloace pentru a găsi greutatea corporală, trebuie să găsim valoarea forței de reacție podea.
Pentru că omul stă încă și nu se scufunda în pământ, forțele care acționează pe ea sunt compensate. Aceasta este, și, în consecință ,. Adică, calcularea suprasarcină, în acest caz, dă următorul rezultat:
Amintiți-vă acest lucru! În absența unei suprasarcini de suprasarcină este egal cu 1, nu 0. Oricât de ciudat ar suna.
Acum definim, ceea ce este supraîncărcarea persoanei care se află în cădere liberă.
Dacă o persoană este într-o stare de cădere liberă, acesta este doar forța de gravitație care acționează pe ea, care nu echilibrat. Forțele de reacție la sol acolo, și nici o greutate corporală. Omul este în așa-numita stare de imponderabilitate. În acest caz, suprasarcină este egal cu 0.
Exemplul 2. Determinarea astronautii suprasarcina într-o rachetă se deplasează la altitudini joase cu accelerare de 40 m / s 2.
Astronautii sunt într-o poziție orizontală în timpul lansării rachetei sale. Singurul mod în care pot rezista la suprasarcină, acestea se confruntă cu, fără a pierde cunoștința. Imagineaza-l mai jos:
În această stare, ei sunt supuși la două forțe: forța de reacție podea și forța de gravitație. Ca și în exemplul anterior, greutatea modulului astronautilor este egală cu forța de reacție :. Diferența constă în faptul că forța de reacție a podelei nu este egală cu forța de gravitație, ca ultima dată, ca racheta se mișcă în sus de accelerație. Cu aceasta în sincronism cu aceeasi racheta de accelerare accelerată și astronauți.
Apoi, în conformitate cu legea lui Newton doilea în proiecția pe axa Y (. A se vedea imagine), următoarea expresie: în cazul în care. Aceasta este egală cu suprasarcina necesară:
Trebuie să spun că acest lucru nu este cel mai mare suprasarcină, care reprezintă experiența astronauți în timpul unei rachete de lansare. Supraîncărcarea poate ajunge la 7. Expunerea prelungită la astfel de suprasarcini pe corp duce inevitabil la moarte.
Exemplul 3. Se calculează congestia cu experiență de către pilotul aeronavei, efectuarea de „bucla mort“ la punctul de jos al traiectoriei. Viteza aeronavei la acest punct este de 360 km / h. Raza „bucla moartă“ este de 200 m.
La cel mai de jos punct „bucla mort“ pe pilot va acționa în două forțe în jos - putere de până la centrul „bucla mort“, - forța (de la scaunul în care pilotul este așezat):
Există, de asemenea, vor fi trimise la accelerația centripetă a pilotului, în cazul în care kmh m / s - viteza aeronavei, - raza „bucla moartă“. Apoi, din nou, în conformitate cu Legea a 2-a lui Newton în proiecție pe axa verticală îndreptat în sus, obținem următoarea ecuație:
Apoi, greutatea este. Astfel, calculul de suprasarcină dă următorul rezultat:
suprasarcină foarte semnificativ. Aceasta salvează viața pilot numai că funcționează nu este foarte lung.
Și, în sfârșit, se calculează suprasarcina cu experiență de către conducătorul vehiculului în timpul accelerării.
Exemplul 4. Se calculează congestia experimentat de un șofer al vehiculului accelerează de la oprire la o viteză de 180 km / h pentru 10 secunde.
Astfel, viteza finală a vehiculului este egală cu km / h m / s. În cazul în care vehiculul este accelerat până la această viteză de staționare c, atunci accelerația este egală cu m / 2.
Șoferul în timpul accelerației sunt două componente ale forței de reacție a podelei: prin hamurile scaunelor (componenta verticală) și din partea din spate a scaunului (componenta gorizonatlnaya):
Mașina se mișcă orizontal, prin urmare, componenta forță verticală a forței de reacție a podelei de gravitație este echilibrat, adică. În direcția orizontală, împreună cu șoferul accelerează vehiculul. Prin urmare, conform legii lui Newton 2-în proiecție pe axa codirectional cu accelerație, componenta orizontală a forței de reacție a podelei egale.
Magnitudinea forței de reacție totală a podelei găsi teorema lui Pitagora :. Acesta va fi egal cu greutatea modulului. Aceasta este, suprasarcina necesară va fi egală cu:
Astăzi, am învățat să ne așteptăm congestie. Amintiți-vă acest material, poate fi util în rezolvarea sarcinilor de examen sau OGE în fizică, precum și pe diferite examenele de admitere și concursuri.
Preparat tutore în Fizică la Moscova. Serghei V.