Это задача на динамику механического движения, на второй и третий законы Ньютона, на нахождение равнодействующей силы. Можете так и вбить в поиске: "задачи на второй закон Ньютона". Среди подобных задач очень популярны те, в которых груз скатывается с наклонной плоскости. Ну и вот эта - где груз (чаще - санки) тянут с определённой силой под различными углами к горизонту.
Дано:
Fт = 81 H; m = 14 кг; α = 22,8°; g = 10 м/с²
Найти:
N - ?
Главное - правильно составить рисунок, тогда всё становится очевидным. Груз движется под действием силы. В условиях не говорится как он движется - равномерно или ускорено. Поэтому надо считать, что он движется с ускорением. Второй закон Ньютона - его можно понимать так, что если тело движется с ускорением, то существует некая сила, вызывающая это ускорение:
F = ma
(то есть существует причина этого. Кстати, динамика - неважно в каком разделе физики: электро-, гидро- и т.д. - это отдел того или иного раздела физики, который изучает причину действий тел. Вот, например, в механике динамика - это изучение причин движения тел).
И является эта сила равнодействующей всех приложенных к телу отдельных сил:
F = R = ma
Получается, что на груз действуют: сила реакции опоры N, сила тяжести mg, сила тяги Fт и сила трения Fтр. Уравнение динамики:
N + mg + Fт + Fтр = R = ma
Уравнение в таком виде мы не сможем решить сразу. Надо анализировать силы по осям.
Ось Y:
Сила реакции опоры сонаправлена с осью (будет со знаком "плюс"). А сила тяжести - противонаправлена с ней (будет со знаком "минус"). Кроме того, в этой оси действует составляющая силы тяги Fт*sina.
Почему именно синус, а не косинус, или тангенс с котангенсом? В задачах, где силы действуют под углом к горизонту (или к вертикали) или скорость тела направлена под углом к горизонту, всегда надо смотреть на то, каким получается прямоугольный треугольник и какая именно в нём сторона будет являться тем или иным катетом (потому что гипотенуза известна заранее - ведь угол всегда находится между гипотенузой и одним из катетов). Надо знать определения параметров угла и как они находятся. Синус - это отношение дальнего от угла катета к гипотенузе. А косинус - отношение ближнего к углу катета к гипотенузе (смотри рисунок). Если глянуть теперь на вектор силы тяги Fт, то можно понять: её вертикальная составляющая Fт*sina является произведением силы на синус именно потому, что синус равен отношению составляющей силы к самой силе. Не всегда будут получаться такие очевидные треугольники. Например, в задачах с наклонной плоскостью необходимо определять синус, косинус, тангенс или котангенс, исходя из подобия треугольников и взаимной перпендикулярности их сторон. Звучит, наверное, сложно. Но на самом деле нет - после решения пары-тройки задач определять название параметра угла будет просто.
Для сил, действующих по осям, тоже составляем уравнение второго закона Ньютона:
N + Fт*sina + (-mg) = N + Fт*sina - mg = ma = m*a = 0
Тело не двигается в плоскости оси: не взлетает, не колеблется, не погружается в землю. Значит, в оси Y у тела нет ускорения, то есть оно движется с постоянной скоростью, которая равна нулю - другими словами тело покоится. Значит, силы уравновешивают друг друга - сумма сил, направленных вверх, равна силе тяжести, направленной вниз:
N + Fт*sina - mg = 0 => N + Fт*sina = mg
Собственно, уже можно ответить на вопрос задачи, т.к. все необходимые данные у нас есть. Выражаем силу реакции опоры и высчитываем её:
N = mg - Fт*sina = 14*10 - 81*sin(22,8°) = 140 - 81*0,38751... = 140 - 31,38876... = 140 - 31,4 = 108,6 Н
ОТВЕТ: N = примерно 108,6 Н.
1802 г. — электрическая (вольтова) дуга. Василий Владимирович Петров (1761 — 1834 гг.).
1826 г. — введение гребного винта на паровых судах. Иосиф Рессель (1793—1857 гг.). Чешский изобретатель. Разработал и предложил новый судоходный движитель — гребной винт.
1827 г. — водяная турбина Фурнейрона. Бенуа Фурнейрон (1802—1867 гг.). Французский инженер. В 1827 г. сконструировал и построил первую практически пригодную гидравлическую турбину.
1829 г. — локомотив «Ракета». Джордж Стефенсон (1781 — 1848 гг.). Английский изобретатель, положивший начало паровому железнодорожному транспорту. С 1814 г. строил паровозы, создал первые практически пригодные образцы, в том числе локомотив «Ракета».
1830 г. — пружинный манометр, прибор для измерения давления жидкости и газа.
1834 г. — паровоз Черепановых.
1834 —1838 гг. — электромоторная лодка Якоби («электроход» Якоби). Борис Семенович Якоби (1801 — 1874 гг.). Русский физик и электротехник. Изобрел электродвигатель и опробовал его для привода судна.
1837 г. — паровой молот.
1837 — 1838 гг. — телеграфный аппарат Морзе. Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791 — 1872 гг.).
1839 г. — фотография. Жозеф Нисефор Ньепс (1765 — 1833 гг.). Луи Жак Манде Дагер (1787 — 1851 гг.).
1841 г. реостат. Аппарат для регулирования напряжения или изменения силы тока.
1844 г. — мост Уитстона. Чарлз Уинстон (1802 — 1875 гг.). Английский электротехник. Предложил свой метод измерений электрического сопротивления проводников — мост Уинтона.
1852 г. — дирижабль.
1854 г. — перископ.
1855 г. — велосипед с педалями.
1860-е гг. — мартеновская печь. Французский инженер и металлург Пьер Мартен (1824 -1915 гг.) получил литую сталь в отражательной печи с воздухонагревательной установкой, изобретенной немецкими инженерами братьями Вильгельмом и Фридрихом Сименсами.
1867 г. — фототипия плоской печати полутоновых иллюстраций (с высокой точностью) с печатной формы – стеклянной или металлической пластины со светочувствительным слоем, на который с негатива копируется воспроизводимое изображение.
1873 г. — пишущая машинка.
1873 г. — радиометр Крукса. Уильям Крукс (1832 — 1919 гг.). Английский физик и химик. Исследовал электрические разряды в газах и катодные лучи в «трубках Крукса». Создал прибор для измерения активности радиоактивных источников — радиометр.
1873 г. — электрическая лампочка накаливания Лодыгина.
Александр Николаевич Лодыгин (1847 — 1923 гг.). Русский электротехник. Предложил лампу с угольным стержнем в стеклянной колбе. Один из основателей электротермии.
1870 — 1873 гг. — первые динамо-машины, которые стали использоваться не только как генераторы электроэнергии, но и как электродвигатели.
1874 г. — телеграф Бодо. Жан Морис Эмиль Бодо (1845 — 1903 гг.), французский изобретатель. Сконструировал буквопечатающий аппарат многократного телеграфирования на основе пятизначного кода, в котором текст принимаемой телеграммы печатается на бумажной ленте.
1875 г. — угольная лампа Яблочкова (свеча Яблочкова). Павел Николаевич Яблочков (1847 — 1894 гг.). Русский электротехник. Изобрел дуговую лампу без регулятора — электрическую свечу, чем положил начало первой практически применимой системе электрического освещения.
1876 г. — газовый двигатель Отто. Николаус Август Отто (1832 — 1891 гг.).
1876 г. — телефонная связь.
1877 г. — фонограф. Фонограф — аппарат для механической записи и воспроизведения звука предложил Т. Эдисон в 1877 г. дальнейшие работы в этой области привели к появлению в 1887 г. граммофона и различных конструкций механических звукозаписывающих аппаратов.
1878 г. — микрофон. Т. Эдисон и Д. Юз независимо друг от друга предложили конструкцию телефонного микрофона, отсутствовавшего в аппарате Белла.
1878 г. — проект аэроплана Можайского.
1879 г. — гусеничный трактор. Федор Абрамович Блинов (1827 — 1899 гг.).
1879 г. — угольная лампа Эдисона. Томас Алва Эдисон (1847 — 1931 гг.). Американский изобретатель, автор более 1000 изобретений в области электротехники.
1879 — 1880-е гг.— трамвай.
1881 г. — болометр. Прибор для измерения энергии электромагнитного излучения, .
1881 г. — передача электроэнергии по проводам. Марсель Депре (1843 — 1918 гг.).
1882 г. — электросварка Бенардоса. Николай Николаевич Бенардос (1842 — 1905 гг.). Русский изобретатель, один из создателей дуговой электросварки металлов с угольных электродов.
1882 г. — трансформатор Усагина. Иван Филиппович Усагин (1855 — 1919 гг.). Русский физик-экспериментатор.
1884 г. — паровая турбина Парсонса. Чарлз Алджернон Парсонс (1854 – 1931 гг.). Английский инженер и промышленник. Изобрел многоступенчатую реактивную паровую турбину, сыгравшую большую роль в развитии энергетики.
1885 г. — автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания создан немецкими конструкторами Г. Даймлером и К. Бенцем.
1888 г. — электросварка Славянова.
1890 г. — лампа Лодыгина с вольфрамовой нитью.
1891 г. трехфазный асинхронный двигатель. Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862 – 1919 гг.).
1895 г. — кинематограф.
1896 г. — ртутная лампа.
1897 г. — двигатель Дизеля. Рудольф Дизель (1858 — 1913 гг.). Немецкий изобретатель.
1897 г. — цветная фотография. Иван Филиппович Усагин (1855 — 1919 гг.).
1898 г. — радиостанция Попова.
1888 - доказательство существования электромагнитных волн (Герц)
1895 - открытие рентгеновского излучения (Рентген)
1896 - открытие радиоактивности (Беккерель)
