Compunerea fortelor

Start

Link material: https://view.genial.ly/60f670f4dc97e30de448843f/guide-compunerea-fortelor

CUPRINS

1. Evocare

2. Compunerea forțelor coliniare

3. Compunerea forțelor concurente. Regula paralelogramului

4. Rezumat

5. Provocare

1. EVOCARE

Ce este forța? Cum putem reprezenta o forță? Ce etape trebuie parcurse pentru a reprezenta o forță?

Forța este o mărime fizică vectorială care caracterizează interacțiunea dintre corpuri.

A reprezenta o forță înseamnă a schița grafic vectorul forță. ( F )

1. Se fixează punctul de aplicație (originea vectorului).
2. Se reprezintă o dreaptă, prin punctul de aplicație, care va simboliza direcția forței.
3. Se stabilește sensul vectorului, în funcție de sensul forței.
4. Se alege o scală convențională, în funcție de modulul forței, pentru determinarea lungimii vectorului.
5. Se schițează vectorul forță, vârful săgeții indicând sensul.
6. Se notează vectorul forță cu simbolul specific F.

2. Compunerea forțelor coliniare

Când e util să compunem forțele? Cum se compun forțele?

Putem să compunem forțele atunci când două sau mai multe forțe acționează asupra aceluiaşi corp.

Prin compunerea a două sau mai multe forțe care acționează asupra aceluiași corp, aceste forțe își suprapun efectul ele putând fi înlocuite cu o forță numită rezultantă.

Activitate individuală: Accesează simbolul din stânga și rezolvă cerințele din fișa de lucru.

Feedback activitate:Discută cu colegul tău soluțiile obținute.

1. Forțele coliniare sunt forțe orientate de-a lungul unei drepte sau forțe paralele între ele.

a) forțe coliniare care au aceeași direcție și același sens

Rezultanta vectorilor forță (F) având aceeași direcție și același sens, are modulul egal cu suma modulelor forțelor ce acționează simultan și același sens.

b) forțe coliniare care au aceeași direcție și sens contrar

Rezultanta celor doi vectori forță având aceeași direcție și sens opus este un vector (F) care are aceeași direcție a celor doi vectori, sensul vectorului cu modulul mai mare și modulul egal cu modulul diferenței modulelor vectorilor .

3. Compunerea forțelor concurente. Regula paralelogramului

Ce alte metode ai aplicat la geometrie pentru compunerea vectorilor? De exemplu, în cazul vectorilor ortogonali ( vectori care au direcții perpendiculare) ?

Privește imaginea!

Cei doi tineri trag simultan de ladă, prin intermediul celor două frânghii. Pe ce direcție se va deplasa lada? Cum vei proceda pentru a înlocui cele două forțe exercitate de tineri asupra lăzii, cu o singură forță care să producă același efect?

Forțele concurente sunt forțe care au același punct de aplicație sau la care direcțiile lor se intersectează într-un punct.

Pentru a aduna doi vectori ce acționează pe direcții diferite, vom proceda astfel:

• vom reprezenta cele două forțe exercitate de către cei doi tineri simultan;
• vom aranja cele două forțe astfel încât aceștia să aibă aceeași origine. (Avem voie să poziționăm un vector oriunde în plan atâta timp cât îi păstrăm direcția, mărimea și sensul);
• vom construi paralele la direcțiile celor doi vectori, pornind din vârful acestora, formând astfel un paralelogram;
• diagonala paralelogramului format reprezintă suma celor doi vectori forță, adică rezultanta celor două forțe.

Aplică regula paralelogramului. Completează în fișa de lucru

• Reprezintă grafic cele două forțe ce acționează simultan asupra lăzii.

• Verifică-te accesând butonul de mai jos:

Concluzie:

Rezultanta R a doi vectori F1 și F2, cu același punct de aplicație O, este un vector cu punctul de aplicație în O și cu vârful în vârful opus al paralelogramului construit cu cei doi vectori ca laturi. (enunțul regulii paralelogramului)

Experimentează!

Dispozitiv pentru compunerea forțelor concurente

Descriere dispozitiv

Dispozitivul pentru compunerea forțelor este alcătuit dintr-un ansamblu de tije, scripeți, disc gradat, cârlige, suport, sfoară, mase etalon/ discuri crestate.

Reprezintă grafic forțele care acționează asura punctului O.

Verifică dacă efectul rezultantei forțelor ce acționează în firele întinse (ce sunt petrecute peste cei 2 scripeți) este compensat de efectul forței ce acționează în punctul O (pe direcție verticală, orientată în jos)

Accesează aplicația https://www.walter-fendt.de/html5/phro/equilibriumforces_ro.htm

Paralelogramul forțelor - experiment

Completează în fișa de lucru constatările tale.

https://www.walter-fendt.de/html5/phro/equilibriumforces_ro.html

4. Rezumat

Reține următoarele informații!

• Se numește forță rezultantă, forța care poate înlocui un ansamblu de forțe, producând același efect cu acestea.
• Rezultanta a două forțe concurente se obține prin regula paralelogramului.

• Forța este o mărime fizică vectorială caracterizată prin valoare numerică (și unitate de măsură), punct de aplicație și orientare (direcție, sens).
• Forța se poate reprezenta grafic printr-un segment de dreaptă orientat (vector).

5. Provocare

Aplică regulile de compunere a forțelor!

a) Verifică cum se modifică modulul rezultantei funcție de unghiul dintre direcțiile celor 2 forțe?

Utilizează aplicația https://phet.colorado.edu/sims/html/vector-addition/latest/vector-addition_en.html

Completează în fișa de lucru.

Modulul rezultantei celor două forțe depinde de unghiul dintre direcțiile cele două forțe.

• Cu cât unghiul dintre direcțiilor forțelor este mai mic, cu atât modulul rezultantei este mai mare.
• Cu cât unghiul dintre direcțiile forțelor este mai mare, cu atât modului rezultantei este mai mic.

b) Rezolvă următoarea problemă:

Asupra unui corp acționează două forțe, prima având modulul de 8 N, a doua de 6 N. Află rezultanta forțelor atunci când:b1) forțele au aceeași direcție și același sens;b2) forțele au aceeași direcție , dar sens opus;b3) forțele au direcțiile perpendiculare.

c) Reflectează la modul de compunere a două forțe concurente, apoi reprezintă grafic componentele forței F.

Cum ai descompune forța F necesară gâștii sălbatice de a se desprinde de luciul apei, în două componente, aplicând metoda paralelogramului ? Observație: Operaţia de descompunere este inversă operaţiei de compunere a vectorilor.

Bibliografie!

Stoica, V., Dobrescu, C., Măceșanu, F., Băraru, I., Fizică, clasa a VII- a, București, Editura Art Klett, 2019;Petrescu - Prahova, M., Buzu, I., Iorga Simăn, I. Fizică. Manual pentru clasa a VII- A, București, Editura Didactică și Pedagogică, R.A., 1995 Turcitu, D. Po, V., Panahiu, M., Iancu, M., Stoica, C., Ursu, S., Fizică. Manual pentru clasa a VII-a, București, Editura Radical, 2012. https://phet.colorado.edu/sims/html/vector-addition/latest/vector-addition_en.html https://ro.wikipedia.org/wiki/Lupta_cu_odgonul https://www.flickr.com/photos/archeon/3895634018/ by Hans Splinter https://www.walter-fendt.de/html5/phro/equilibriumforces_ro.html https://pixabay.com/fr/photos/course-de-chiens-de-tra%c3%aeneau-musher-273412

Read the complete post at the following link