Совет 1: Как найти силу сопротивления движению

При любом движении между поверхностями тел или в среде, в которой оно движется, всегда возникают силы сопротивления. Их еще называют силами трения. Они могут зависеть от видов трущихся поверхностей, реакций опоры тела и его скорости, если тело движется в вязкой среде, например, воде или воздухе.
Вам понадобится
  • - динамометр;
  • - таблица коэффициентов трения;
  • - калькулятор;
  • - весы.
Инструкция
1
Найдите силу сопротивления движению, которая действует на равномерно прямолинейно движущееся тело. Для этого при помощи динамометра или другим способом измерьте силу, которую необходимо приложить к телу, чтобы оно двигалось равномерно и прямолинейно. По третьему закону Ньютона она будет численно равна силе сопротивления движения тела.
2
Определите силу сопротивления движению тела, которое перемещается по горизонтальной поверхности. В этом случае сила трения прямо пропорциональна силе реакции опоры, которая, в свою очередь равна силе тяжести, действующей на тело. Поэтому сила сопротивления движению в этом случае или сила трения Fтр равна произведению массы тела m, которая измеряется весами в килограммах, на ускорение свободного падения g≈9,8 м/с² и коэффициент пропорциональности μ, Fтр=μ∙m∙g. Число μ называется коэффициентом трения и зависит от поверхностей, входящих в контакт при движении. Например, для трения стали по дереву этот коэффициент равен 0,5.
3
Рассчитайте силу сопротивления движению тела, движущегося по наклонной плоскости. Кроме коэффициента трения μ, массы тела m и ускорения свободного падения g, она зависит от угла наклона плоскости к горизонту α. Чтобы найти силу сопротивления движению в этом случае, нужно найти произведения коэффициента трения, массы тела, ускорения свободного падения и косинуса угла, под которым плоскость наклонена к горизонту Fтр=μ∙m∙g∙сos(α).
4
При движении тела в воздухе на невысоких скоростях сила сопротивления движению Fс прямо пропорциональна скорости движения тела v, Fc=α∙v. Коэффициент α зависит от свойств тела и вязкости среды и рассчитывается отдельно. При движении на высоких скоростях, например, при падении тела со значительной высоты или движении автомобиля, сила сопротивления прямо пропорциональна квадрату скорости Fc=β∙v². Коэффициент β дополнительно рассчитывается для высоких скоростей.

Совет 2: Как найти силы сопротивления воздуха

Для определения силы сопротивления воздуха создайте условия, при которых тело начнет под действием силы тяжести двигаться равномерно и прямолинейно. Рассчитайте значение силы тяжести, оно будет равно силе сопротивления воздуха. Если тело движется в воздухе, набирая скорость, сила его сопротивления находится при помощи законов Ньютона, также силу сопротивления воздуха можно найти из закона сохранения механической энергии и специальных аэродинамических формул.
Вам понадобится
  • дальномер, весы, спидометр или радар, линейка, секундомер.
Инструкция
1
Определение сопротивления воздуха равномерно падающему телу Измерьте массу тела с помощью весов. Сбросив его с некоторой высоты, добейтесь, чтобы оно двигалось равномерно. Умножьте массу тела в килограммах на ускорение свободного падения, (9,81 м/с²), результатом будет сила тяжести, действующая на тело. А поскольку оно движется равномерно и прямолинейно, сила тяжести будет равна силе сопротивления воздуха.
2
Определение сопротивления воздуха телу, набирающему скоростьОпределите массу тела с помощью весов. После того как тело начало двигаться, с помощью спидометра или радара измерьте его мгновенную начальную скорость. В конце участка измерьте его мгновенную конечную скорость. Скорости измеряйте в метрах в секунду. Если приборы измеряют ее в километрах в час, поделите значение на 3,6. Параллельно с помощью секундомера определите время, за которое происходило это изменение. Отняв от конечной скорости начальную и поделив результат на время, найдите ускорение, с которым движется тело. Затем найдите силу, которая заставляет тело изменять скорость. Если тело падает, то это сила тяжести, если тело движется горизонтально – сила тяги двигателя. От этой силы отнимите произведение массы тела на его ускорение (Fc=F+m•a). Это и будет сила сопротивления воздуха. Важно, чтобы при движении тело не касалось земли, например, двигалось на воздушной подушке или падало вниз.
3
Определение сопротивления воздуха телу, падающему с высотыИзмерьте массу тела и сбросьте его с высоты, которая заранее известна. При контакте с поверхностью земли зафиксируйте скорость тела с помощью спидометра или радара. После этого найдите произведение ускорения свободного падения 9,81 м/с² на высоту, с которой падало тело, отнимите от этого значения скорость, возведенную в квадрат. Полученный результат умножьте на массу тела и поделите на высоту, с которой оно падало (Fc=m•(9,81•H-v²)/H). Это и будет сила сопротивления воздуха.
Полезный совет
В общем случае силу сопротивления можно найти, если плотность воздуха умножить на квадрат скорости, с которой движется тело, поделить это значение на 2 и умножить на площадь сечения тела, перпендикулярного направлению скорости. Результат нужно умножить на аэродинамический коэффициент, который определяется экспериментально. Поэтому применение этой формулы затруднено.

Совет 3: Как найти силу сопротивления

Во время ремонта бытовой теле- и радиоаппаратуры не всегда получается найти и приобрести резистор с необходимой величиной сопротивления. В таких случаях приходится искать необходимую деталь в блоках б/у и сопротивлениях. Также сопротивление с необходимым номиналом можно составить из 2 и более резисторов, соединяя их последовательно или параллельно. В любом случае, нужно знать точную величину сопротивления. Определить ее можно несколькими несложными способами.
Вам понадобится
  • маркировочная таблица, омметр или измерительный мост. В тех случаях, когда не требуется большая точность измерения, возможно использование комбинированных приборов (мультиметров)
Инструкция
1
Для определения величины сопротивления отечественного резистора с цифробуквенной маркировкой прочтите эту маркировку на корпусе резистора. Узнайте его номинал, руководствуясь следующими правилами: буквы обозначают множитель номинала, т.е. буква E или R указывают на то, что сопротивление данного резистора измеряется в омах, буква K – в килоомах, M – в мегаомах, а буква T – в тераомах. В маркировке резистора буква находится на месте запятой в десятичном обозначении. Пример: маркировка 1E2 означает, что у данного резистора сопротивление 1,2 Ома. Маркировки K100, 5K6, 10M или 1T0 соответствуют резисторам с сопротивлением 0,1 кОм или 100 Ом, 5,6 кОм, 10 мОм и 1 тОм.
2
Для определения величины сопротивления у резисторов с цветовой маркировкой используйте маркировочные таблицы. Многие фирмы–производители бытовой электронной аппаратуры используют свою внутрифирменную маркировку. Следите за тем, чтобы таблица соответствовала производителю определяемых деталей.
3
Иногда маркировка резисторов отсутствует или закрыта защитным лаком или краской. В таком случае для измерения величины сопротивления используйте омметр, измерительный мост или мультиметр, включенный в режиме измерения сопротивлений. Включите измерительный прибор и поставьте переключатель диапазонов измерения сопротивления в нем в необходимое вам положение. Во время измерения высокоомных сопротивлений не касайтесь руками выводов измерительных щупов. В противном случае показания измерительных приборов будут искажены из-за сопротивления вашего тела.
4
Перед измерением сопротивления б/у резистора обязательно выпаяйте его из старой платы или блока. Иначе он может быть шунтирован другими деталями схемы, и вы получите неправильные показания его сопротивления.
Видео по теме

Совет 4: Как найти формулу сопротивления

Чтобы найти электрическое сопротивление проводника, воспользуйтесь соответствующими формулами. Сопротивление участка цепи находится по закону Ома. Если же известен материал и геометрические размеры проводника, его сопротивление можно рассчитать при помощи специальной формулы.
Вам понадобится
  • - тестер;
  • - штангенциркуль;
  • - линейка.
Инструкция
1
Для того чтобы найти сопротивление, воспользуйтесь законом Ома для участка цепи. Он гласит, что сила тока на данном участке цепи прямо пропорциональна падению напряжения на нем и обратно пропорциональна сопротивлению. Переключите тестер для измерения силы тока и подключите его в цепь последовательно. Значение силы тока выразите в амперах. Затем, переключите тестер для измерения напряжения и присоедините его параллельно к участку цепи. Снимите с прибора показания напряжения в вольтах. Если ток в цепи постоянный, присоединяя тестер, обратите внимание на то, чтобы он присоединялся к источнику тока одноименными полюсами. Рассчитайте значение сопротивления, поделив напряжение на силу тока:R=U/I. Результат получите в Омах.
2
Если известен материал и возможно измерить геометрические размеры проводника, рассчитайте его сопротивление при помощи другой формулы. Для этого найдите удельное сопротивление проводника в специальной таблице. Оно должно измеряться в Ом•мм²/м, для того чтобы площадь сечения можно было измерить в мм².
3
Измерьте площадь поперечного сечения проводника. Для этого штангенциркулем измерьте его диаметр в миллиметрах, возведите его в квадрат, а затем умножьте это значение на 3,14 и поделите на 4:S=3,14•d²/4. Площадь поперечного сечения получится в мм².
4
С помощью линейки или рулетки измерьте длину проводника, сопротивление которого нужно найти. Длину выразите в метрах. Найдите сопротивление проводника, умножив его удельное сопротивление на его длину и поделив на площадь поперечного сечения R=ρ•l/S.
5
Можно измерить сопротивление проводника или участка цепи, не производя никаких расчетов. Для этого нужно тестер переключить в режим работы омметра. Удостовериться в том что участок цепи отключен от источника тока, затем к нему параллельно присоединить тестер. Он покажет сопротивление данного участка цепи.
Видео по теме
Обратите внимание
Как найти сопротивление? Для этого вам понадобится измерительный мост, калькулятор и омметр.  Если вы уже убедились, что все проводники подключены последовательно, то полное сопротивление найти будет несложно. Для этого нужно сложить сопротивление всех элементов.
Полезный совет
2. Если вы собрали полную электрическую цепь, предположим, ту, которая включает гальванический элемент, нашли работу сторонних сил (ЭДС), измерили силу тока и знаете, какое внутреннее сопротивление имеет гальванический элемент (к примеру, на батарейках оно всегда указано), то найти внешнее сопротивление (сопротивление проводов) будет просто.
Источники:
  • как найти формулу работы

Совет 5: В чем измеряется сопротивление

Если включать в электрическую цепь одного источника тока разные проводники и амперметр, можно наблюдать, что показания амперметра при разных проводниках различаются. Это объясняется электрическим сопротивлением участка, от которого, как и от напряжения, зависит сила тока.

Сопротивление как физическая величина



Электрическое сопротивление проводника – это физическая величина, обозначаемая буквой R. За единицу сопротивления принят 1 Ом – сопротивление такого проводника, в котором сила тока равна 1 амперу при напряжении 1 вольт на концах. Кратко это записывают формулой:

1 Ом=1В/1А.

Единицы измерения сопротивления могут быть и кратными. Так, 1 миллиом (мОм) – это 0,001 Ом, 1 килоом (кОм) – 1000 Ом, 1 мегаом (МОм) – 1 000 000 Ом.

В чем причина электрического сопротивления в проводниках



Если бы упорядоченно движущиеся в проводнике электроны не испытывали никаких препятствий на своем пути, они могли бы двигаться по инерции сколь угодно долго. Но в действительности этого не происходит, поскольку электроны взаимодействуют с ионами, расположенными в кристаллической решетке металла. Их движение от этого замедляется, и за 1 секунду сквозь поперечное сечение проводника проходит меньшее число заряженных частиц. Поэтому и заряд, переносимый электронами за 1 секунду, уменьшается, т.е. уменьшается сила тока. Таким образом, всякий проводник как бы оказывает противодействие движущемуся в нем току, сопротивляясь ему.
Причина сопротивления – столкновение движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.


В чем выражается закон Ома для участка цепи



В любой электрической цепи физик имеет дело с тремя физическими величинами – силой тока, напряжением и сопротивлением. Эти величины существуют не отдельно сами по себе, а связаны между собой определенным соотношением. Опыты показывают, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. В этом и заключается закон Ома, открытый немецким ученым Георгом Омом в 1827 году:

I=U/R,

где I – сила тока на участке цепи, U – напряжение на концах участка, R – сопротивление участка.

Закон Ома – один из фундаментальных законов физики. Зная сопротивление и силу тока, можно вычислить напряжение на участке цепи (U=IR), а зная силу тока и напряжение, можно вычислить сопротивление участка (R=U/I).
Сопротивление зависит от длины проводника, площади поперечного сечения и природы материала. Наименьшее сопротивление характерно для серебра и меди, а эбонит и фарфор почти не проводят электрический ток.


Важно понимать, что сопротивление проводника, выражаемое из закона Ома формулой R=U/I, – постоянная величина. Она не зависит ни от силы тока, ни от напряжения. Если напряжение на данном участке увеличится в несколько раз, во столько же раз увеличится и сила тока, а их соотношение останется неизменным.

Совет 6: Что такое удельное сопротивление проводника

Если замкнуть электрическую цепь, создав на ее концах разность потенциалов, то по ней побежит электрический ток, силу которого можно измерить Амперметром. Но сила эта будет варьироваться, если в цепи заменить один проводник другим. Это говорит о том, что не только напряжение влияет на силу тока, но и материал, из которого сделан проводник. Вот это свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и называется сопротивлением.
Каждое тело по отношению к электрическому току характеризуется своим сопротивлением. Если вспомнить электронную теорию, то согласно ей, все вещества состоят из атомов и молекул. Эти атомы и молекулы в разных веществах имеют разную структуру. И именно они встречаются на пути движения свободных электронов в проводнике, когда по электрической цепи идет ток. То есть, когда свободный электрон сталкивается с ионом кристаллической решетки материала проводника, он неизбежно теряет часть своей кинетической энергии и испытывает как бы сопротивление своему движению.

Чем больше сопротивление проводника, тем он хуже пропускает электрический ток. Обозначается электрическое сопротивление латинской буквой R, а за единицу измерения принят 1 Ом.

Обратной характеристикой сопротивления вещества является его проводимость. Чем выше электрическая проводимость материала, тем лучше он проводит ток. Изоляторы отличаются от проводников по проводимости в огромное число раз, измеряемое единицей с двадцатью двумя нулями!

Удельное сопротивление. Определение и расчет



Итак, электрическое сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник. Но есть еще два важных параметра – это длина проводника и площадь его поперечного сечения. Очевидно, что чем длиннее проводник, тем дольше ионы его вещества будут мешать движению свободных электронов.

А вот чтобы лучше понять, почему сопротивление зависит от площади поперечного сечения, нужно провести аналогию с водой. Представьте два одинаковых сосуда, соединенных в одном случае тонкой трубкой, а в другом – толстой. По тонкой или по толстой трубке вода быстрее перельется из одного сосуда в другой? Ясно, что по толстой.
Удельное сопротивление – это сопротивление проводника, длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм2.

Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь.

Таким образом, чтобы вычислить электрическое сопротивление проводника, надо воспользоваться формулой:
R = pl/S,
где p – удельное сопротивление, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника.

Интересные факты



При повышении температуры металлического проводника, его сопротивление увеличивается. Объяснить это явление можно тем, что при передаче тепловой энергии телу повышается интенсивность движения атомов его вещества, и это в большей степени препятствует свободному току электронов.

С понижением же температуры в металлах создаются лучшие условия для проведения электрического тока. Существует даже такое понятие, как сверхпроводимость, то есть такое состояние металлического проводника, когда его сопротивление равно нулю. При этом атомы металла практически застывают на месте, абсолютно не препятствуя движению свободных электронов. Происходит это при температуре -273оС.
Источники:
  • Школа для электрика

Совет 7: Как изменяется сила тока в резисторе

Сила тока в резистивном элементе, как правило, рассматривается в контексте рассмотрения закона Ома для участка цепи, который объясняет закономерности изменения силы тока на резистивном элементе.
Инструкция
1
Откройте учебник по физике 8 класса на главе «Электрические явления». В данной главе, в частности, рассматриваются электрические явления в электрической цепи. Как известно, электрический ток – это направленное движение свободных зарядов в цепи. Такими зарядами обычно являются электроны. Соответственно, сила электрического тока определяется как количество зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника за единицу времени. Таким образом, чем больше зарядов будет течь в проводнике, тем больше будет и сила тока. А также, чем больше скорость движения зарядов, тем больше будет сила тока в резисторе.
2
Вспомните, что подразумевает собой понятие резистора. В данном случае под резистором надо понимать любой проводник или элемент электрической цепи, имеющий активное резистивное сопротивление. Теперь важно задаться вопросом о том, как действует изменение значения сопротивления на значение силы тока и от чего оно зависит. Суть явления сопротивления заключается в том, что атомы вещества резистора формируют своего рода барьер для прохождения электрических зарядов. Чем выше сопротивление вещества, тем более плотно расположены атомы в решетке резистивного вещества. Данную закономерность и объясняет закон Ома для участка цепи. Как известно, закон Ома для участка цепи звучит следующим образом: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на участке и обратно пропорциональна сопротивлению самого участка цепи.
3
Изобразите на листе бумаги график зависимости силы тока от напряжения на резисторе, а также от его сопротивления, исходя из закона Ома. Вы получите график гиперболы в первом случае и график прямой во втором случае. Таким образом, сила тока будет тем больше, чем больше напряжение на резисторе и чем меньше сопротивление. Причем зависимость от сопротивления здесь более яркая, ибо она имеет вид гиперболы.
4
Обратите внимание, что сопротивление резистора также изменяется при изменении его температуры. Если нагревать резистивный элемент и наблюдать при этом за изменением силы тока, то можно заметить, как при увеличении температуры уменьшается сила тока. Данная закономерность объясняется тем, что при увеличении температуры увеличиваются колебания атомов в узлах кристаллической решетки резистора, уменьшая таким образом свободное пространство для прохождения заряженных частиц. Другой причиной, уменьшающей силу тока в данном случае, является тот факт, что при увеличении температуры вещества увеличивается хаотичное движение частиц, в том числе заряженных. Таким образом, движение свободных частиц в резисторе становится в большей степени хаотичным, чем направленным, что и сказывается на уменьшении силы тока.
Видео по теме

Совет 8: Как найти силу тяги

Силу тяги, приводящей тело в движение, вы найдете, рассчитав векторную сумму всех сил, действующих на тело. При равномерном движении по горизонтальной поверхности сила тяги компенсирует силы сопротивления движению. В случае если тело движется по наклонной плоскости, ему приходится преодолевать еще и силу тяжести - при расчетах учитывайте это.
Вам понадобится
  • динамометр, весы, таблица коэффициентов трения, акселерометр.
Инструкция
1
Непосредственное измерение силы тяги Положите тело на поверхность, по которой вы будете его перемещать. Прикрепите к нему динамометр и начните двигать с постоянной скоростью, снимите показания динамометра в ньютонах - это и будет значение силы тяги.
2
Измерение силы тяги, действующей на прямолинейно движущееся телоВ том случае, если тело движется по горизонтальному участку пути, узнайте материалы, из которых сделано тело и поверхность. В таблице коэффициентов трения для разных материалов, подберите нужную комбинацию и соответствующий ей коэффициент. С помощью весов или любым другим способом измерьте массу двигающегося тела. Измерьте ускорение, с которым движется тело акселерометром или рассчитайте его, если известны скорости в начале и конце пути и его длина или время прохождения. Для того чтобы найти силу тяги, умножьте коэффициент трения на 9,81 (ускорение свободного падения), прибавьте к результату значение ускорения, а получившееся число умножьте на массу тела (F=m•(μ•9,81+a)). Если тело движется равномерно, ускорение будет равно нулю.
3
В том случае, если тело движется по наклонной плоскости, измерьте угол ее наклона. Чтобы найти силу тяги в случае, когда тело поднимается по ней, умножите коэффициент трения на 9,81 и косинус угла наклона плоскости к горизонту, к этому числу прибавьте произведение 9,81 на синус этого угла, к полученному результату прибавьте ускорение. Полученное число умножьте на массу тела, которую нужно измерить заранее F=m•(μ•9,81•Cos(α)+9,81•Sin(α)+a). При свободном падении тела роль силы тяги выполняет сила тяжести. Для того чтобы найти ее, нужно массу тела умножить на ускорение свободного падения (9,81): F=m•9,81.
Видео по теме

Совет 9: Как измерить сопротивление резистора

Резистор – один из основных элементов любой электрической цепи. Его основным предназначением является создание определенного сопротивления. Сопротивление можно измерить специальными приборами или определить по специальной маркировке, нанесенной на корпус резистора.
Вам понадобится
  • — тестер;
  • — калькулятор;
  • — таблицы маркировок.
Инструкция
1
Возьмите тестер, который может работать в режиме омметра. Присоедините его к контактам резистора и произведите измерение. Поскольку сопротивление резисторов бывает самым разным, выставьте чувствительность прибора. Если тестер может измерить только силу тока и сопротивление, возьмите источник тока и соберите электрическую цепь, включив в нее резистор. При подключении цепи обязательно контролируйте ток, который проходит по ней, чтобы не вызвать короткого замыкания. После изменения силы тока в амперах, переключите тестер на измерение напряжения. Присоедините его параллельно резистору, и снимите показания в вольтах. Затем найдите сопротивление резистора, поделив значение напряжения U на силу тока I (R=U/I). Если используется источник постоянного тока, при подключении приборов
2
Если на резистор нанесена маркировка, найдите его сопротивление, не прибегая к дополнительным операциям. Резисторы маркируются или цифрами, или комбинацией цифр с буквами, или набором цветных полос.
3
Если на резисторе указывается три цифры, то по двум первым цифрам определите десятки и единицы число, а третья цифра – это степень число 10, в которую его нужно возвести для получения правильного значения. Например, если на резистор нанесены числа 482, то это значит, что его сопротивление равно 48∙10²=4800 Ом.
4
Когда на резистор наносится маркировка SMD, то первые две цифры берутся как коэффициент, а буква соответствует степени числа 10, на которое его нужно умножить. Все значения коэффициентов и буквенных обозначений берите в таблице маркировки SMD резисторов EIA. На резисторе может быть и четвертая буква, обозначающая класс его точности. Например, если резистор имеет маркировку 21ВF, то его сопротивление будет равно 162∙10=1620 Ом ±1%.
5
Если на резисторе нарисованы цветные полосы, используйте таблицу определения сопротивления резистора по цветной маркировке. Первые три метки соответствуют цифрам, из которых составляется коэффициент, а четвертая – степень числа 10, на которое нужно умножить полученный коэффициент.
Источники:
  • измерение сопротивления резистора
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше