Сила сопротивления движению это: Сила трения и сила сопротивления

Содержание

Закон силы трения: объясняем сложную тему простыми словами

Определение силы трения

Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит, что между ней и телом нет трения. Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.

Чаще при слове «трение» нам приходит в голову его «тёмная» сторона — из-за трения скрипят и прекращают качаться качели, изнашиваются детали машин. Но представьте, что вы стоите на идеально гладкой поверхности, и вам надо идти или бежать. Вот тут трение бы, несомненно, пригодилось. Без него вы не сможете сделать ни шагу, ведь между ботинком и поверхностью нет сцепления, и вам не от чего оттолкнуться, чтобы двигаться вперёд.

Трение — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел.
Сила трения — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.

Основная особенность: сила трения приложена к обоим телам, поверхности которых соприкасаются, и направлена в сторону, противоположную мгновенной скорости движения тел друг относительно друга. Поэтому тела, свободно скользящие по какой-либо горизонтальной поверхности, в конце концов остановятся. Чтобы тело двигалось по горизонтальной поверхности без торможения, к нему надо прикладывать усилие, противоположное и хотя бы равное силе трения. В этом заключается суть силы трения.

Откуда берётся трение

Трение возникает по двум причинам:

Все тела имеют шероховатости. Даже у очень хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп видны неровности. Абсолютно гладкие поверхности бывают только в идеальном мире задач, в которых трением можно пренебречь. Именно упругие и неупругие деформации неровностей при контакте трущихся поверхностей формируют силу трения.
Между атомами и молекулами поверхностей тел действуют электромагнитные силы притяжения и отталкивания. Таким образом, сила трения имеет электромагнитную природу.

Виды силы трения

В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.

Сухое трение возникает в области контакта поверхностей твёрдых тел в отсутствие жидкой или газообразной прослойки. Этот вид трения может возникать даже в состоянии покоя или в результате перекатывания одного тела по другому, поэтому здесь выделяют три вида силы трения:

трение скольжения,
трение покоя,
трение качения.

Вязкое трение возникает при движении твёрдого тела в жидкости или газе. Оно препятствует движению лодки, которая скользит по реке, или воздействует на летящий самолёт со стороны воздуха. Интересная особенность вязкого трения в том, что отсутствует трение покоя. Попробуйте сдвинуть пальцем лежащий на земле деревянный брус и проделайте тот же эксперимент, опустив брус на воду. Чтобы сдвинуть брус с места в воде, будет достаточно сколь угодно малой силы. Однако по мере роста скорости силы вязкого трения сильно увеличиваются.

Сила трения покоя

Рассмотрим силу трения покоя подробнее.

Обычная ситуация: на кухне имеется холодильник, его нужно переставить на другое место.

Когда никто не пытается двигать холодильник, стоящий на горизонтальном полу, трения между ним и полом нет. Но как только его начинают толкать, коварная сила трения покоя тут же возникает и полностью компенсирует усилие. Причина её возникновения — те самые неровности соприкасающихся поверхностей, которые деформируясь, препятствуют движению холодильника. Поднатужились, увеличили силу, приложенную к холодильнику, но он не поддался и остался на месте. Это означает, что сила трения покоя возрастает вместе с увеличением внешнего воздействия, оставаясь равной по модулю приложенной силе, ведь увеличиваются деформации неровностей.

Пока силы равны, холодильник остаётся на месте:

Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется силой трения покоя

Сила трения скольжения

Что же делать с холодильником и можно ли победить силу трения покоя? Не будет же она расти до бесконечности?

Зовём на помощь друга, и вдвоём уже удаётся передвинуть холодильник. Получается, чтобы тело двигалось, нужно приложить силу, большую, чем самая большая сила трения покоя:

Теперь на движущийся холодильник действует сила трения скольжения. Она возникает при относительном движении контактирующих твёрдых тел.

Итак, сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения — Fтр. пок. макс И если приложенная сила больше, чем Fтр. пок. макс, то у холодильника появляется шанс сдвинуться с места.

Теперь, после начала движения, можно прекратить наращивать усилие и ещё одного друга можно не звать. Чтобы холодильник продолжал двигаться равномерно, достаточно прикладывать силу, равную силе трения скольжения:

Как рассчитать и измерить силу трения

Чтобы понять, как измеряется сила трения, нужно понять, какие факторы влияют на величину силы трения. Почему так трудно двигать холодильник?

Самое очевидное — его масса играет первостепенную роль. Можно вытащить из него все продукты и тем самым уменьшить его массу, и, следовательно, силу давления холодильника на опору (пол). Пустой холодильник сдвинуть с места гораздо легче!
Следовательно, чем меньше сила нормального давления тела на поверхность опоры, тем меньше и сила трения. Опора действует на тело с точно такой же силой, что и тело на опору, только направленной в противоположную сторону.

Сила реакции опоры обозначается N. Можно сделать вывод

Второй фактор, влияющий на величину силы трения, — материал и степень обработки соприкасающихся поверхностей. Так, двигать холодильник по бетонному полу гораздо тяжелее, чем по ламинату. Зависимость силы трения от рода и качества обработки материала обеих соприкасающихся поверхностей выражают через коэффициент трения.

Коэффициент трения обозначается буквой μ (греческая буква «мю»). Коэффициент определяется отношением силы трения к силе нормального давления.

Он чаще всего попадает в интервал от нуля до единицы, не имеет размерности и определяется экспериментально.

Можно предположить, что сила трения зависит также от площади соприкасающихся поверхностей. Однако, положив холодильник набок, мы не облегчим себе задачу.

Ещё Леонардо да Винчи экспериментально доказал, что сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей при прочих равных условиях.

Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта.

Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:

где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.

Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела:

Сила трения качения

Ещё древние строители заметили, что если тяжёлый предмет водрузить на колёсики, то сдвинуть с места и затем катить его будет гораздо легче, чем тянуть волоком. Вот бы пригодилась эта древняя мудрость, когда мы тянули холодильник! Однако всё равно нужно толкать или тянуть тело, чтобы оно не остановилось. Значит, на него действует сила трения качения. Это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.

Причина трения качения — деформация катка и опорной поверхности. Сила трения качения может быть в сотни раз меньше силы трения скольжения при той же силе давления на поверхность. Примерами уменьшения силы трения за счёт подмены трения скольжения на трение качения служат такие приспособления, как подшипники, колёсики у чемоданов и сумок, ролики на прокатных станах.

Направление силы трения

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.

Бывают ситуации, когда сила трения не препятствует движению, а совсем наоборот.

Представьте, что на ленте транспортёра лежит чемодан. Лента трогается с места, и чемодан движется вместе с ней. Сила трения между лентой и чемоданом оказалась достаточной, чтобы преодолеть инерцию чемодана, и эти тела движутся как одно целое. На чемодан действует сила трения покоя, возникающая при взаимодействии соприкасающихся поверхностей, которая направлена по ходу движения ленты транспортёра.

Если бы лента была абсолютно гладкой, то чемодан начал бы скользить по ней, стремясь сохранить своё состояние покоя. Напомним, что это явление называется инерцией.

Сила трения покоя, помогающая нам ходить и бегать, также направлена не против движения, а вперёд по ходу перемещения. При повороте же автомобиля сила трения покоя и вовсе направлена к центру окружности.

Для того чтобы понять, как направлена сила трения покоя, нужно предположить, в каком направлении стало бы двигаться тело, будь поверхность идеально гладкой. Сила трения покоя в этом случае будет направлена как раз в противоположную сторону. Пример, лестница у стены.

Подведём итоги

Сила трения покоя меняется от нуля до максимального значения 0 < Fтр.покоя < Fтр.пок.макс в зависимости от внешнего воздействия.
Максимальная сила трения покоя почти равна силе трения скольжения, лишь немного её превышая. Можно приближенно считать, что Fтр. = Fтр.пок.макс
Силу трения скольжения можно рассчитать по формуле Fтр. = μ ⋅ N, где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.
При равномерном прямолинейном скольжении по горизонтальной поверхности сила тяги равна силе трения скольжения Fтр. = Fтяги.
Коэффициент трения μ зависит от рода и степени обработки поверхностей 0 < μ < 1 .
При одинаковых силе нормального давления и коэффициенте трения сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

Учите физику вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду PHYSICS72021 вы получите

бесплатный доступ к курсу физики 7 класса, в котором изучается закон силы трения.

Задачи на силу трения

Проверьте, насколько хорошо вы разобрались в теме «Сила трения», — решите несколько задач. Решение — приведено ниже. Но чур не смотреть, пока не попробуете разобраться сами.

Однажды в день открытия железной дороги произошёл конфуз: угодливый чиновник, желая выслужиться перед Николаем I, приказал выкрасить рельсы белой масляной краской. Какая возникла проблема и как её удалось решить с помощью сажи?
В один зимний день бабушка Нюра катала внука Алексея по заснеженной горизонтальной дороге. Чему равен коэффициент трения полозьев о снег, если сила трения, действующая на санки, равна 250 Н, а их масса вместе с Алексеем составляет 50 кг?
На брусок массой m = 5 кг, находящийся на горизонтальной шероховатой поверхности μ = 0,7, начинает действовать сила F = 25 Н, направленная вдоль плоскости. Чему при этом равна сила трения, действующая на брусок?

Решения

Масляная краска снизила коэффициент трения между колёсами и рельсами, что привело к пробуксовке, поезд не смог двигаться вперёд. Посыпав рельсы сажей, удалось решить проблему, так как коэффициент трения увеличился, и колёса перестали буксовать.
Санки находятся в движении, следовательно, на них будет действовать сила трения скольжения, численно равная Fтр. = μ ⋅ N, где N — сила реакции опоры, которая, при условии горизонтальной поверхности, равняется весу санок с мальчиком: N = m ⋅ g. Получаем формулу Fтр. = μ ⋅ m ⋅ g , откуда выразим искомую величину

Ответ задачи зависит от того, сдвинется ли брусок под действием внешнего воздействия. Поэтому вначале узнаем значение силы, которую нужно приложить к бруску для скольжения. Это будет максимально возможная сила трения покоя, определяющаяся по формуле Fтр. = μ ⋅ N , где N = m ⋅ g (при условии горизонтальной поверхности). Подставляя значения, получаем, что Fтр. = 35 Н. Данное значение больше прикладываемой силы, следовательно брусок не сдвинется с места. Тогда сила трения покоя будет равна внешней силе: Fтр. = F = 25 H .

Силы трения. Силы сопротивления среды

На этом уроке мы свами рассмотрим оставшийся вид сил, с которыми имеют дело в механике, — это силы трения.

Для начала вспомним, что сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному перемещению.

Принято различать два типа сил трения — это силы сухого трения, которые возникают при взаимодействии соприкасающихся твёрдых тел друг с другом. И силы вязкого трения (или силы сопротивления среды), возникающие при движении твёрдых тел в жидкостях или газах.

В свою очередь, силы сухого трения можно разделить на три вида: это силы трения покоя, силы трения скольжения и силы трения качения.

Сила трения покоя — это сила, возникающая между двумя неподвижными соприкасающимися телами и препятствующая возникновению их относительного движения. Именно благодаря этой силе предметы нашего интерьера остаются на месте, а не перемещаются по всей комнате.

Чтобы они пришли в движение, нам придётся приложить некоторую силу. И чем больше будет масса перемещаемого предмета, тем с большей силой придётся на него действовать, чтобы преодолеть силу трения покоя. Но как только действующая сила хотя бы немного превысит некоторое определённое значение силы трения покоя, тело начнёт скользить.

Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение ещё не наступает, называется максимальной силой трения покоя.

Для определения максимальной силы трения покоя существует один достаточно простой, но недостаточно точный закон. Установим его. Пусть у нас есть брусок с прикреплённым к нему динамометром. На брусок будут действовать сила тяжести, сила нормальной реакции опоры и сила трения покоя. Теперь потянем за динамометр и отметим силу, при которой брусок пришёл в движение. Это значение будет равно максимальной силе трения покоя.

Немного видоизменим опыт, положив на брусок ещё один точно такой же. Очевидно, что сила давления возросла в два раза, так как увеличилось значение силы тяжести. А что с силой трения покоя? Как видим, её значение тоже увеличилось в два раза. Нетрудно догадаться, что, поместив на систему ещё один такой же брусок, значение максимальной силы трения покоя увеличится в три раза по сравнению с первоначальным.

Таким образом, максимальное значение силы трения покоя прямо пропорционально силе, с которой тела прижимаются друг к другу.

Впервые эта взаимосвязь была установлена в 1508 году Леонардо да Винчи. Затем в 1699 году Гийомом Амонтоном. А в 1785 году она была подтверждена Шарлем Кулоном. Поэтому этот закон часто называют законом Кулона — Амонтона.

Коэффициент пропорциональности, входящий в формулу, называется коэффициентом трения покоя. Его значение определяется экспериментально.

Сила трения покоя играет принципиальную роль в движении машин. Так, например, шины ведущих колес автомобиля как бы отталкиваются от дороги, и при отсутствии пробуксовки толкающая автомобиль сила — это сила трения покоя. А противоположно направленная ей сила — это сила, действующая со стороны колёс на дорогу.

Итак, как мы уже выяснили, при превышении максимальной силы трения покоя брусок, на который действует постоянная сила, приходит в движение: начинает скользить. И если скорость движения бруска постоянна, то силу, вызывающую движение, должна компенсировать сила взаимодействия бруска с опорой. При изучении физики в седьмом классе вы узнали, что эта сила называется

силой трения скольжения.

При небольших относительных скоростях сила трения скольжения мало отличается от максимальной силы трения покоя. Поэтому при решении большинства задач мы будем считать их равными и находить на основании закона Кулона — Амонтона.

Коэффициент пропорциональности, входящий в формулу, мы будем называть коэффициентом трения скольжения. Его значение, как и в случае с коэффициентом трения покоя, устанавливают экспериментально. Дело в том, что он зависит от свойств соприкасающихся поверхностей, материалов, из которых они изготовлены, шероховатостей, наличия примесей и загрязнений.

Однако коэффициент трения скольжения не зависит от относительного положения тел. Например, коэффициент трения дерева по стали точно такой же, как и стали по дереву. Также он не зависит от площади соприкасающихся поверхностей.

Обратим ваше внимание ещё и на то, что самой главной особенностью силы трения скольжения является то, что она всегда направлена противоположно относительной скорости соприкасающихся тел.

Трение играет очень важную роль как в технике, так и в повседневной жизни. Мы уже упоминали о том, что при отсутствии трения любой предмет в нашей комнате при малейшем воздействии пришёл бы в движение. А автомобиль не смог бы ни начать движение, ни остановиться. Но в то же время сила трения приводит к нагреванию и механическому износу подвижных деталей различных механизмов. В таких случаях силу трения стремятся уменьшить. Для этого трущиеся поверхности хорошо шлифуют, добавляют различные смазки или заменяют силу трения скольжения на силу трения качения.

Сила трения качения — это сила сопротивления движению, возникающая, когда одно тело катится по поверхности другого.

Как показывают опыты, при замене скольжения качением сила трения резко уменьшается. Поэтому не случайно одним из величайших достижений в истории человечества считается изобретение колеса. Когда точно это произошло, никто не знает. Но самым ранним «колесом» считается находка в жудеце Яссы в Румынии — её относят к последней четверти V тысячелетия до нашей эры.

Мы с вами рассмотрели основные виды сухого трения. В отличие от них силы вязкого трения (или силы сопротивления среды) возникают только при движении тела и среды друг относительно друг друга. Следовательно, в жидкостях и газах сила трения покоя равна нулю.

Это приводит к тому, что тяжёлую плавающую лодку достаточно легко сдвинуть с места усилием рук, в то время как сдвинуть с места поезд мы просто не в состоянии.

Изобразим примерный характер зависимости модуля силы сопротивления от модуля относительной скорости на графике. Итак, мы уже знаем, что если относительная скорость равна нулю, то сила сопротивления отсутствует. При увеличении скорости сила сопротивления начинает медленно расти. И при малых скоростях движения её считают прямо пропорциональной скорости движения тела относительно среды. Дальнейшее увеличение относительной скорости приводит к тому, что сила сопротивления увеличивается пропорционально квадрату скорости.

Коэффициенты, входящие в формулы, называются коэффициентами сопротивления. Они зависят: от свойств среды (так, для данного тела при одной и той же скорости сила сопротивления в воздухе намного меньше, чем в воде, а в воде — меньше, чем, например, в меду).

От размеров тела (для тел одинаковой геометрической формы силы сопротивления прямо пропорциональны площади их поперечного сечения).

А также от формы тела (так, обтекаемая форма тела у птиц, рыб и насекомых сводит к минимуму силу сопротивления воздуха или воды).

В завершение урока мы рассмотрим одну классическую задачу на движение тела по наклонной плоскости. Итак, пусть тело массой 5 кг перемещается вверх по наклонной плоскости с углом наклона 30^о и коэффициентом трения 0,5. Определите ускорение, с которым движется тело, если к нему параллельно основанию плоскости приложена сила 100 Н.

Вязкое трение и сопротивление среды

Отличие вязкого трения от сухого заключается в том, что оно способно обращаться в ноль одновременно со скоростью. Даже при малой внешней силе может быть сообщена относительная скорость слоям вязкой среды.

Сила сопротивления при движении в вязкой среде

Замечание 1

Кроме сил трения при движении в жидких и газообразных средах возникают силы сопротивления среды, которые проявляются намного значительней, чем силы трения.

Поведение жидкости и газа по отношению к проявлениям сил трения не отличаются. Поэтому, приведенные ниже характеристики, относят к обоим состояниям.

Определение 1

Действие силы сопротивления, возникающей при движении тела в вязкой среде, обусловлено ее свойствами:

отсутствие трения покоя, то есть передвижение плавающего многотонного корабля при помощи каната;
зависимость силы сопротивления от формы движущегося тела, иначе говоря, от ее обтекаемости для уменьшения сил сопротивления;

зависимость абсолютной величины силы сопротивления от скорости.

Сила вязкого трения

Определение 2

Существуют определенные закономерности, которым подчинены и силы трения и сопротивления среды с условным обозначением суммарной силы силой трения. Ее величина находится в зависимости от:

формы и размеров тела;
состояния его поверхности;
скорости относительно среды и ее свойства, называемого вязкостью.

Нужна помощь преподавателя?

Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Для изображения зависимости силы трения от скорости тела по отношению к среде используют график рисунка 1.

Рисунок 1. График зависимости силы трения от скорости по отношению к среде

Если значение скорости мало, то сила сопротивления прямо пропорциональна относительно υ, а сила трения линейно увеличивается со скоростью:

Fтр=-k1υ (1).

Наличие минуса означает направление силы трения в противоположную сторону относительно направления скорости.

При большом значении скорости происходит переход линейного закона в квадратичный, то есть рост силы трения пропорционально квадрату скорости:

Fтр=-k2υ2 (2).

Если в воздухе уменьшается зависимость силы сопротивления от квадрата скорости, говорят о скоростях со значениями нескольких метров в секунду.

Величина коэффициентов трения k1 и k2 находится в зависимости от формы, размера и состояния поверхности тела и вязких свойств среды.

Пример 1

Если рассматривать затяжной прыжок парашютиста, то его скорость не может постоянно увеличиваться, в определенный момент начнется ее спад, при котором сила сопротивления приравняется к силе тяжести.

Значение скорости, при котором закон (1) производит переход в (2), зависит от тех же причин.

Пример 2

Происходит падение двух различных по массе металлических шариков с одной и той же высоты с отсутствующей начальной скоростью. Какой из шаров упадет быстрее?

Дано: m1, m2, m1>m2

Решение

Во время падения оба тела набирают скорость. В определенный момент движение вниз производится с установившейся скоростью, при которой значение силы сопротивления (2) приравнивается силе тяжести:

Fтр=k2υ2=mg.

Получаем установившуюся скорость по формуле:

υ2=mgk2.

Следовательно, тяжелый шарик обладает большей установившейся скоростью падения, чем легкий. Поэтому достижение земной поверхности произойдет быстрее.

Ответ: тяжелый шарик быстрее достигнет земли.

Пример 3

Парашютист летит со скоростью 35 м/с до раскрытия парашюта, а после – со скоростью 8 м/с. Определить силу натяжения строп при раскрытии парашюта. Масса парашютиста 65 кг, ускорение свободного падения 10 м/с2. Обозначить пропорциональность Fтр относительно υ.

Дано: m1=65 кг, υ1=35 м/с, υ2=8 м/с.

Найти: T — ?

Решение

Рисунок 2

Перед раскрытием парашютист обладал скоростью υ1=35 м/с, то есть его ускорение было равным нулю.

По второму закону Ньютона получаем:

0=mg-kυ1.

Очевидно, что

k=mgυ1.

После того, как парашют раскрылся, его υ меняется и становится равной υ2=8 м/с. Отсюда второй закон Ньютона примет вид:

0-mg-kυ2-T.

Для нахождения силы натяжения строп необходимо преобразовать формулу и подставить значения:

T=mg1-υ2υ1≈500 Н.

Ответ: T=500 Н.

Сопротивление движению поезда Силы сопротивления движению поезда

Сила тяги локомотива расходуется на ускорение поезда и на преодоление сил сопротивления движению поезда. К силам сопротивления движению относят появляющиеся в процессе движения внешние силы, направленные противоположно движению поезда. [c.226]

Пример 140. Поезд весом Р, отходя от станции, идет по горизонтальному пути с постоянным ускорением а. Сила сопротивления движению поезда равна кР, где к — данный постоянный коэффициент. Определить мощность, развиваемую паровозом. [c.493]

Тормоза — это установленные на локомотивах и вагонах устройства, с помощью которых создаются дополнительные регулируемые силы сопротивления движению поезда (Тормозные силы) при необходимости уменьшения скорости движения поезда или полной его остановки.

[c.3]

СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА [c.274]

С другой стороны эта работа равна работе сил сопротивления движению поезда плюс работа на создание кинетической энергии [c.108]

При неустановившемся движении сила тяги локомотива затрачивается на ускорение поезда и на преодоление сил сопротивления движению поезда.. Силы сопротивления, отнесенные к единице веса поезда, называют общим удельным сопротивлением и обозначают через 1р [c.261]

Пассажирский поезд состоит из электровоза, багажного вагона веса 400 кН и 10 пассажирских вагонов веса 500 кН каждый. С какой силой будут натянуты вагонные стяжки и какова сила тяги электровоза, если сопротивление движению поезда равно 0,005 его веса При решении задачи принять, что сопротивление движению распределяется между составом поезда пропорционально весу и что движение поезда равномерное. [c.9]

Пример 1.72 Поезд движется по горизонтальному пути со скоростью и = 72 км ч. На каком расстоянии и через сколько времени может быть остановлен поезд, если при торможении развивается сила сопротивления движению, равная 0,1 силы тяжести поезда [c.165]

Помимо рассмотренных сил естественных сопротивлений движению поезда для уменьшения его скорости и возможности быстрой остановки возбуждается искусственное сопротивление в виде сил трения между некоторыми колёсами поезда и тормозными колодками. Действие сил на колесо в период торможения изображено на фиг. 25, [c.229]

Как известно из механики, для приведения в движение какого-либо тела к нему необходимо приложить внешнюю силу, по величине превосходящую силы сопротивления движению. Следовательно, чтобы привести в движение поезд, также необходимо приложить внешнюю силу, которая была бы способна преодолеть силы сопротивления его движению. Такой силой является сила тяги локомотива, которая реализуется в точках контакта колес с рельсами. [c.3]

По мере возрастания силы тяги преодолеваются силы сопротивления и поезд приходит в движение.

Скорость поезда увеличивается, его кинетическая энергия растет пропорционально массе поезда, и квадрату его скорости. Когда будет достигнута необходимая скорость и снят тяговый режим на локомотиве, поезд будет продолжать движение благодаря накопленной кинетической энергии. При этом скорость его будет уменьшаться из-за воздействия сил сопротивления движению, возникших в поезде в результате сопротивления воздушной среды, трения шеек осей в подшипниках, сопротивления качению колесных пар, трения гребней колес о рельсы, дополнительного сопротивления от кривых пути и др. Но так как все эти силы относительно невелики, то погашение кинетической энергии поезда будет происходить медленно и он остановится, пройдя большое расстояние. Чтобы представить, как велико это расстояние, рассмотрим следующий пример. [c.3]

Этой кинетической энергии поезда противодействуют силы сопротивления движению, указанные выше. Бели принять величину этих сопротивлений в среднем равной 5 кГ на 1 т веса поезда, то для нашего примера в поезде весом 1000 г сопротивление будет равно 5000 кГ. [c.4]

Пройденное расстояние будет еще большим, если поезд после разгона перейдет с площадки на спуск, на котором он получит дополнительное ускорение от уклона. В этом случае поезд начнет двигаться равномерно-ускоренно, скорость его будет возрастать, и если не увеличить искусственно силу сопротивления движению, которая способна погасить накопленную в поезде кинетическую энергию, то остановить его не представилось бы возможным. Известно, что крутизна спуска в 0,001 увеличивает скорость поезда на 1 км/ч за 30 сек. Следовательно, если поезд начал следовать по 0,010 спуску с какой-то постоянной скоростью, то эта скорость начнет возрастать за каждые 30 сек на 10 км/ч, или на 20 км/ч за 1 мин, а за 2 мин — на 40 км/ч, т. е. если при входе на спуск поезд следовал со скоростью 60 км/ч, то через 2 мин он будет иметь уже скорость 100 км/ч и т. д. Совершенно очевидно, что при отсутствии на подвижном составе специальных тормозных устройств железнодорожный, да и другие виды транспорта не могли бы получить своего развития. Поэтому одновременно с возникновением движения появилась необходимость в создании различных [c.4]

При современных тормозах пассажирский поезд, движущийся на площадке со скоростью 120 км/ч, можно остановить на тормозном пути, равном 800—900 ж, т. е. на расстоянии, примерно в 14 раз меньшем, чем расстояние, проходимое поездом при воздействии на него только сил сопротивления движению. Отсюда становится ясным значение тормозов в обеспечении безопасности движения поездов, увеличении провозной и пропускной способности железных дорог и повышении скоростей движения. [c.5]

Надо помнить, что заклинивание колес на подвижном составе приводит не только к механическим повреждениям колесных пар и рельсов, но и к непроизводительному расходу локомотивами топлива или электроэнергии. Заклиненные колесные пары вагона, скользя по рельсам, вызывают большое дополнительное сопротивление движению поезда и, чтобы поддержать скорость или развить ее при трогании поезда с места с наличием заторможенных вагонов, требуется дополнительное увеличение силы тяги локомотива на преодоление этого сопротивления. [c.102]

Поезд состоит из системы соединенных между собой масс, движение которых направляется рельсами. По мере разгона поезда увеличивается его кинетическая энергия. После выключения режима тяги поезд продолжает двигаться по инерции, при этом запасенная им кинетическая энергия, равная половине произведения массы поезда на квадрат скорости, расходуется на преодоление сил сопротивления движению. Исходя из равенства кинетической энергии и работы сил сопротивления движению (в том числе и тормозной силы) для случая остановки поезда можно записать [c.7]

В процессе прохождения поездом действительного тормозного пути изменяется скорость движения, в зависимости от скорости происходит изменение коэффициентов трения, тормозных сил и сил сопротивления движению. Поэтому действительный тормозной путь считают по интервалам изменения скорости, принимая постоянными действующие на поезд силы в рассматриваемом интервале. [c.15]

На каждый вагон поезда действуют силы как непрерывно, так и временно.

Примером непрерывно действующей силы является сила тяжести Р (рис. 1). Сила тяги Р, сила сопротивления движению W и тормозная сила В — временные (в каждый момент времени значение этих сил может быть разным). Указанные силы обычно выделяют из множества других при изучении условий движения поезда. Рассмотрим подробнее их происхождение. [c.3]

Движение вверх сходно с движением поезда без силы тяги, расходующего свою кинетическую энергию на преодоление сопротивлений. [c.176]

Следовательно, определяя ускорение точки, всегда можно заменить приложенные к ней силы их равнодействующей. В частном случае, когда система приложенных к точке сил находится в равновесии, т.е. равнодействующая равна нулю, ускорение точки также равно нулю, а следовательно, точка находится в покое или совершает равномерное прямолинейное движение точно так же, как если бы никакие силы вообще к ней не были приложены. Это позволяет сделать и обратный вывод если под действием системы снл точка находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, значит, данная система сил находится в равновесии. Например, наблюдая равномерное движение железнодорожного поезда в течение какого-то промежутка времени, мы можем заключить, что сила тяги паровоза и силы сопротивления движению в этот промежуток времени уравновешиваются. Указанный обратный вывод весьма важен, так как позволяет определять приемами статики силы, приложенные к телу, совершающему равномерное прямолинейное движение. [c.190]

Нанося данные столбцов 9, 13 и 17-го на планшет (рис. 65), получаем диаграмму сил. Кривая АБВ выражает положительную ускоряющую силу при движении поезда под током кривые ГД и ЕЖ — отрицательные ускоряющие силы соответственно при движении без тока (/ = 0) и при служебном торможении поезда. Полученные кривые определяют ускоряющую силу при движении поезда по прямому горизонтальному пути, так как во всех трех случаях учтено только основное сопротивление и не учитывалось сопротивление от уклона и кривизны пути. Однако этой диаграммой можно пользоваться и при движении поезда по уклонам, для чего достаточно передвинуть нулевую линию (ось ординат) влево (подъемы) или вправо (спуски) соот- [c. 111]

При движении с установившейся скоростью на затяжных под Ьемах си,то тяги равна силам сопротивления движению поезда,. т. е. имеет месте равномер ное движе.нне., Это условие является исходным при рас-четем ссы состава, которая устанав лйвается такой, чтобы при движении по наиболее трудным элементам профиля, встречающимся на участке, скорость поезда не падала ниже установленного для каждого локомотива расчетного значения. [c.128]

Сравнивая пункты а и в, б и г, можно сделать вывод, что на подъемах разница в силах сопротивления движению поезда при переменных скоростях не столь велика, как на равнинных участках, а следовательно, и экономия электрической энергии мeньшe . [c.185]

Силы сопротивления движению поезда 26 Системы дугогасительпые 305, 306 [c.651]

Глава XXII. СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА [c.219]

Тормозами называются устройства, предназначенные для созда-KiiH регулируемых дополнительных сил сопротивления движению.

Силы, дающие дополнительное сопротивление движению, называют тормозными силами. Тормозные силы создаются тормозными средствами, находящимися в самом поезде, но действуют они как внешние силы. [c.8]

Сопротивление движению, возникающее при ветре, особенно ощутимо при высоких скоростях движения поезда. На одних и тех же участках пути ветер бывает различным по силе и направлению, поэтому точный подсчет вызывае.мого им сопротивления движению затруднен. При необходимости его определяют опытным путем. В процессе ведения поезда машинист должен правильно оценивать силу ветра. Встречный или боковой ветер создает сопротивление, попутный способствует повышению скорости. [c.13]

Коэффициент сопротивления, формула и примеры

Коэффициент сопротивления дает возможность учитывать потери энергии при движении тела. Чаще всего рассматривают два типа движения: движение по поверхности и движение в веществе (жидкости или газе). Если рассматривают движение по опоре, то обычно говорят о коэффициенте трения. В том случае, если рассматривают движение тела в жидкости или газе, то имеют в виду коэффициент сопротивления формы.

Определение коэффициента сопротивления (трения) скольжения

Речь идет о коэффициенте трения скольжения, который зависит от совокупных свойств трущихся поверхностей и является безразмерной величиной. Коэффициент трения зависит от: качества обработки поверхностей, трущихся тел, присутствия на них грязи, скорости движения тел друг относительно друга и т.д. Коэффициент трения определяют эмпирически (опытным путем).

Определение коэффициент сопротивления (трения) качения

Данный коэффициент, имеет размерность длины. Основной его единицей в системе СИ будет метр.

Определение коэффициента сопротивления формы

Иногда, если рассматривают движение вытянутого тела, то считают:

где V — объем тела.

Рассматриваемый коэффициент сопротивления является безразмерной величиной. Он не учитывает эффектов на поверхности тел, поэтому формула (3) может стать не пригодна, если рассматривается вещество, которое имеет большую вязкость. Коэффициент сопротивления (C) является постоянной величиной пока число Рейнольдса (Re) является неизменным. В общем случае .

Если тело имеет острые ребра, то эмпирически получено, что для таких тел коэффициент сопротивления остается постоянным в широкой области чисел Рейнольдса. Так опытным путем получено, что для круглых пластинок поставленных поперек воздушного потока, при значения коэффициента сопротивления находятся в пределах от 1,1 до 1,12. При уменьшении числа Рейнольдса () закон сопротивления переходит в закон Стокса, который для круглых пластинок имеет вид:

Сопротивление шаров было исследовано для широкой области чисел Рейнольдса до Для получили:

При , .

В справочниках представлены коэффициенты сопротивления для круглых цилиндров, шаров и круглых пластинок в зависимости от числа Рейнольдса.

В авиационной технике задача о нахождении формы тела с минимальным сопротивлением имеет особое значение.

Примеры решения задач

Сопротивление движению тела в среде

Движение твердого тела в среде жидкости или газа зависит от сопротивления среды, которое направлено в сторону, обратную движению тела, и складывается из сопротивления сил трения и сил инерции.

[c.171]

Согласно формуле Ньютона (59) сила сопротивления движению тела в несущей среде, вызываемая возникающим встречным потоком, равна частичной потере скоростного напора этого потока, которая характеризуется величиной коэффициента сопротивления. [c.55]

Всякое тело при движении испытывает сопротивление среды, в которой оно движется. Если перемешивать стеклянной палочкой воду, сахарный сироп, глицерин, мед и т. п., ощущается сопротивление движению палочки. Сила, противодействующая движению тела, носит название силы трения. [c.42]

В главе б (стр. 173) был рассмотрен общий закон движения тел в жидкости и определена скорость свободного осаждения твердых частиц. С увеличением концентрации твердой фазы суспензии сопротивление среды движению осаждающихся частиц начинает зависеть не только от размера и формы частиц, но и от концентрации твердой фазы в суспензии. Осаждение в ограниченном объеме при большой концентрации твердой фазы, когда соседние твердые частицы при движении соприкасаются друг с другом, называется стесненным осаждением. При стесненном осаждении сопротивление движению твердых частиц складывается из сопротивления среды и сопротивления, обусловленного трением и ударами твердых частиц друг о друга. Вследствие этого скорость стесненного осаждения всегда меньше скорости свободного осаждения тех же частиц. [c.244]

Однако при падении тел очень малой величины, например частиц размером 100 мк и менее, сопротивление среды настолько увеличивается, что эти частицы через сравнительно короткий промежуток времени после начала падения начинают двигаться с некоторой постоянной скоростью, которая является их конечной скоростью падения. Таким образом, движение частиц вследствие того, что силы сопротивления среды уравновешивают силу тяжести, переходит из равномерно ускоренного в равномерное. Скорость такого равномерного падения частиц в газообразной или жидкой среде будем называть скоростью осаждения и обозначать ее Шц м сек. Эта скорость может быть определена из общего закона сопротивления движению тела в среде. [c.84]

Вибрационная В. основана на измерении сопротивления колебательному (с постоянной частотой) движению тела в исследуемой среде. Часто определяют скорость затухания колебаний (или интенсивность поглощения энергии колебаний). Этот метод особенно удобен для измерения вязкости расплавов металлов и солей при высоких т-рах и других сред, в к-рых колебания затухают сравнительно медленно. [c.377]

Введение эквивалентного механического сопротивления 2 есть подмена системы с распределенными параметрами (поверхности) системой с сосредоточенными параметрами (таким же, по сути, вибратором), обеспечивающей дополнительное затухание колебаний. Затем при рассмотрении волнового движения использованная система с сосредоточенными параметрами (тело Фойгта), в свою очередь, заменялась системой с распределенными параметрами другого типа — сплошной неограниченной вязкоупругой средой, а капиллярные волны — поперечными волнами сдвига. При этом появляющийся в рассуждениях модуль М% есть модуль сдвига гипотетической сплошной среды, в которой комплексное волновое число сдвиговых волн такое же, как было бы у поперечных капиллярных волн на рассматриваемой поверхности раздела фаз, если бы она оказалась неограниченной. Далее находилось выражение для механического сопротивления этой сплошной среды в случае А, по известным формулам, связывающим волновое число упругих волн и модуль сдвига для неограниченного волнового поля с механическим сопротивлением. Затем, возвращаясь на исходные позиции, в полученное уравнение на место Г подставлялись выражения для Г и Г» капиллярных волн, связанные с величиной межфазного натяжения. [c.18]

Сила сопротивления среды при движении тела в жидкости может быть выражена по закону Ньютона в форме [c.196]

При движении тела (частицы) в любой среде оно испытывает сопротивление, обусловленное силами инерции и трения (вязкости). При небольших скоростях обтекания (ламинарный режим) основное сопротивление представляют силы трения. С увеличением скорости развивается турбулентность, обтекание происходит с образованием вихрей и начинают преобладать силы инерционного сопротивления. [c.46]

На рис. 36 показано распределение сил и направление движения вибрирующей решетки. На выделенное тело действуют силы,тяжести G, трения о решетку f, суммарная гидродинамическая сила давления потока газа и сопротивления частиц при перемещении их в среде Раф. и нормальная реакция Np. Кроме того, на тело массой m действует сила инерции /, величина и направление которой непрерывно изменяются с изменением ускорения ре- шетки. Для рассматриваемой системы сил и ускорений уравнение безотрывного движения тела по решетке (без учета остальных факторов) можно записать как [c.141]

При движении твердого тела (частицы) в жидкости давление, действующее со всех сторон на тело, можно характеризовать результирующей силой, направление которой противоположно направлению движения тела. Эта сила,- пропорциональная проекции тела Р на плоскость, нормальную к направлению движения, носит название силы сопротивления, среды Я [c.110]

Стокс в результате наблюдений за осаждением в жидкой среде небольших круглых тел предложил следующее уравнение для сопротивления движению частицы при ее предельности скорости [c.131]

Подобный случай не может иметь места при наличии сил сопротивления движению. Если оформа волны будет перемещаться со скоростью с—V назад и заставлять угря двигаться вперед. Сила сопротивления может быть выражена как функция 1 = В с—о)» , где В — коэффициент сопротивления, пропорциональный амплитуде синусоиды. При,условии установившегося движения эта сила должна быть равна силе / сопротивления поступательного движения рыбы, т. е. / = где Ь — коэффициент сопротивления, характеризующий скольжение прямолинейно вытянувшегося тела рыбы в водной среде со скоростью V. Однако необходимо учитывать, что тело рыбы скользит не по прямой, а по синусоиде, поэтому действительная скорость У1>и во столько раз больше во сколько длина синусоиды больше соответствующего пути. При этих условиях [c.190]

При увеличении скорости движения происходит отрыв пограничного слоя от поверхности тела в точках, где скорость жидкости является наибольшей, например у кромок вертикальной пластины (рис. VI- ), и образование турбулентного кормового следа за движущимся телом. Начало отрыва пограничного слоя характеризуется резким возрастанием сопротивления среды движению тела. [c.247]

Для уяснения процесса осадительного центрифугирования существенно знать скорости и ускорения частиц, движущихся в жидкости под действием центробежной силы к стенкам ротора, на которых они оседают. Движение это аналогично движению тела, падающего под действием силы тяжести в среде, оказывающей сопротивление движению. Как известно, в поле силы тяжести движение, сначала ускоренное, по мере падения тела вниз замедляется, пока, наконец, силы сопротивления, возрастающие со скоростью, не уравновесят силу тяжести, [c.27]

На частицу действует направленная радиально от оси вращения центробежная сила инерции, обусловливающая движение частицы. В то же время к ней приложена противоположная по направлению равнодействующая сил сопротивления среды, как и во всех случаях движения тел в вязких жидкостях. Сопротивление среды является причиной более медленного движения тела. [c.30]

Вопросы теории фильтрования и основные закономерности этого процесса достаточно подробно рассмотрены в ряде работ, например в [63, 256], и поэтому не рассматриваются. Принципиально важно решить, правомочно ли распространять методы и уравнения гидродинамики на процесс микрофильтрования, поскольку теория фильтрования была разработана применительно к разделению сред с размером частиц, составляющих, десятки и сотни микрометров. По существу, микрофильтрование является процессом разделения дисперсных систем на пористой перегородке с использованием тех же приемов, что и в случае классического фильтрования. Однако между этими процессами есть существенное различие, которое заключается в чрезвычайно высоких гидравлических сопротивлениях собственно микрофильтров, обусловленное существенно меньшими диаметрами капилляров. При малых значениях диаметров капилляров может увеличиваться вклад поверхностных взаимодействий на границе раздела жидкость — твердое тело в общее гидравлическое сопротивление, а также возможно изменение-значений местных коэффициентов сопротивлений при изменении профиля или живого сечения канала. Надежные данные по изменению местных коэффициентов сопротивлений автору неизвестны. По данным работы [11, с. 58], в фильтровальных материалах могут образовываться зоны застойной жидкости., объем которых при ламинарном течении достигает 37—43 % кроме того, в материалах остается сорбированный воздух (до-15—18%), который оказывает дополнительное сопротивление движению жидкости (эффект Жамена). [c.185]

Закон Стокса наиболее универсальный закон движения тел в вязкой среде. Для мельчайших аэрозольных частиц воздух — это вязкая среда. Сила сопротивления вязкой среды шару, движущемуся через нее, пропорциональна вязкости среды, размеру частицы или капельки и скорости ее движения [c.8]

В экспериментальной гидроаэродинамике принято силу сопротивления вязкой среды при движении тела в неподвижной среде или обтекании неподвижного тела этой средой выражать следующей формулой [c.109]

К непотенциальным относятся силы трения, возникающие при движении тела в среде, которые оказывают сопротивление движению. Эти [c.28]

Следует также учесть, что при движении тела в среде воз никает сила сопротивления 5, которая может быть выражена в соответствии с законом сопротивления [c.116]

При ламинарном движении, наблюдающемся при небольших скоростях и малых размерах частиц или при высокой вязкости среды, частица окружена пограничным слоем жидкости И плавно обтекается потоком (рис. 3.2, а). Потеря энергии в таких условиях связана в основном лишь с преодолением сопротивления трения. С развитием турбулентности потока (например, с увеличением скорости движения тела) все большую роль начинают играть силы инерции. Под действием этих сил пограничный слой отрывается от поверхности тела, что приводит к понижению давления за движущимся телом в непосредственной близости от него и к образованию беспорядочных местных завихрений в данном пространстве (рис. 3.2,6). Начиная с некоторых значений критерия Рейнольдса, при развитой турбулентности потока (рис. 3.2,в) сопротивлением трения можно пренебречь, так как преобладающей силой становится лобовое сопротивление. В данном случае, как и при движении жидкости по трубам, наступает автомодельный (по отношению к критерию Рейнольдса) режим. [c.117]

В те годы очень популярной была теория Декарта, согласно которой движение планет и их спутников объяснялось существованием вихрей. Другими словами. Вселенная в целом находилась в вихреобразном движении. Многие из работ Ньютона, посвященные проблемам движения планет, попутно касаются и некоторых задач реологии. Однако и за эти отступле- ния от основных работ мы глубоко признательны Ньютону. Ньютон ставил эксперименты по движению маятника в вязких средах и измерял сопротивление, которое испытывают тела при падении в воздухе и в различных жидкостях. Наиболее интересными для нас являются его наблюдения и замечания, касающиеся кругового движения тел в вязких средах. [c.20]

Частица, падающая под действием силы тяжести, будет увеличивать свою скорость до тех пор, пока сила сопротивления среды ие уравновесит силу тяжести. Затем частица будет продолжать двилпостоянной скоростью. Эту постоянную скорость и называют скоростью свободного осаждения Wo — Таким образом, при падении частицы имеют место три стадии ее движения 1) начальный момент падения 2) движение с увеличением скорости 3) равномерное движение (с постоянной скоростью). Возрастание скорости от W = О до оУ = Шкон = ос происходит в течение очень короткого промежутка времени (например частица пыли диаметром 10 мкм с плотностью ртв = 2700 кг/м достигает постоянной скорости осаждеь ия через 0,006 с), поэтому для технических расчетов представляет интерес лишь третья стадия движения тела. [c.122]

В случае постоянной силы, действующей на тело при его движении в среде, тело в течение малого промежутка времени достигает постоянной скорости благодаря значительному сопротивлению самой среды и вследствие того, что последнее вырастает при увеличении скорости. [c.51]

Сопротивление движению тел в жидкостях. Проведение ряда процессов химической технологии связано с движением твердых тел в капельных жидкостях или газах. К таким процессам относятся, например, осаждение твердых частиц из суспензий и пылей под действием сил тяжести и инерционных (например, центробежных) сил, механическое перемешивание в жидких средах и др. Как отмечалось, изучение закономерностей этих процессов составляет внешнюю задачу гидродинамики. [c.95]

Выражения (1.54) и (1,55) дают значение силы сопротивления в предельных случаях, когда можно практически пренебречь действием сил инерции или вязкости. Однако как в случае низких, так и высоких скоростей, потоку приходится преодолевать оба эти силовые воздействия в совокупности. Причем если ко- личестБО движения, сообщаемое сплошной среде при движении тела, описывается законом ньютоновского трения и, очевидно, будет справедливо и при Не закон вязкого трения изменяется с увеличением Неч от 1. Это связано с тем, что при уве-личении Кеч за частицей, как известно, образуются присоединенные вихри, что приводит к изменению картины обтекания. [c.19]

Несмотря на различную физическую сущность этих процессов, для них характерно уменьшение скорости по сравнению со скоростью молекулярной диффузии в аналогичных случаях. Поэтому в научно-технической литературе при описании указанных процессов пользуются термином стесненная диффузия . Стеснение объясняется механическим преграждением диффузионного потока самим скелетом твердого пористого тела и сопротивлением движением молекул, обусловленным непосредственной близостью этих молекул к неподвижным стенкам, образуемым пopи тoii средой. [c.273]

В. основывается на двух эксперим. принципах измеряется сопротивление движению, обусловленное вязкостью среды, либо при протекании исследуемого в-ва в канале той или иной геометрич. формы, либо при движении твердого тела в среде, вязкость к-рой определяют. Наиб, распространены капиллярная, ротационная, вибрационная В., метод падающего шарика, пенетрация и пластометрия. [c.376]

Твердый скелет ликвидирует движение жидкости в пределах пористого тела и вместе с тем оказывает влияние на скорость переноса вещества, определяя коэффициент стесненной диффузии, который всегда меньше коэффициента свободной диффузии. Причинами этого являются многие факторы, в том числе 1) механическое преграждение диффузионного потока вследствие различных размеров пор, их извилистости, сообщаемости с внешней средой (тупиковые поры) и т. п. 2) сопротивление движению молекул вещества, благодаря близости этих молекул к неподвижным стенкам пористой среды [c.26]

Диффузионно-фильтрационный влаготеплоперенос. При высокоинтенсивном процессе сушки (сушка токами высокой частоты, контактная сушка и т. д.) внутри влажного материала возникает градиент общего давления влажного воздуха. В результате возникает дополнительный перенос влаги и тела ввиду наличия гидродинамического (фильтрационного) движения пара и жидкости. Градиент общего давления внутри тела возникает в результате испарения жидкости и наличия сопротивления скелета тела при движении пара. Этому способствует наличие микрокапилляров, через систему которых идет молекулярное (эффузионное) натекание воздуха из окружающей среды и диффузия скольжения в системе макрокапилляров. [c.453]

Движущееся тело, благодаря действию вязкости, вовлекает в движение прилегающие к нему частицы жидкости. При медленном движении тела эти перемещения жидкости носят струйчато Й характер и создают картину ламинарного обтекания тела встречным потоком (рис. 26, а). Сила лобового сопротивления в этом случае обусловлена, главным образом, вязкостью среды. При движении тела с большой скоростью характер обтекания становится иным От поверхности тела отрываются В11хри, которые создают за ним некоторую область пониженного давлена [c.82]

К непотенциальным силам относятся силы трения, возникающие при движении тела в среде, которая оказывает сопротивление движе- [c.30]

Выражение, стоящее в квадратных скобках, называют кинетической движущей силой [65], а множитель х — соответствующим кинетическим коэффициентом . Выражение для скорости включает множитель а, поскольку, несмотря на явную запись членов в квадратных скобках, фактические скорости почти всегда определяются диффузией и должны зависеть от площади поверхности, доступной, как считал Томас, для межфазного переноса. Хотя и можно учесть движение ионов внутри частиц смолы [31 ] или адсорбированных молекул по поверхности твердого тела или в порах с помощью логически справедливых уравнений диффузии [22, 45, 55], решение результирующих соотношений достигается значительно труднее, чем решение уравнений, таких, как выражение (10.27), в котором фигурирует полная движущаяся сила. Кроме того, в пользу уравнения (10.27) свидетельствует тот факт, что фазовое равновесие описывается точно либо в случае адсорбции по Лэнгмюру, либо в простейших случаях ионообмена. Как [будет показано ниже, коэффициент X можно связать с индивидуальными коэффициентами массоотдачи, отражающими диффузионные сопротивления в подвижной среде и твердой фазе. [c.582]

Сопротивление движению поезда

При движении поезда возникают силы трения в узлах подвижного состава, силы взаимодействия между Подвижным составом и путем, между окружающей воздушной средой и подвижным составом, а также силы сопротивления движению поезда на уклонах. Суммарная всех этих сил обычно направлена против направления движения и только на крутых спусках совпадает с ним.

Сопротивление движению поезда (локомотива, электропоезда, вагонов) разделяют на основное и дополнительное. Основное сопротивление движению поезда возникает в результате:

взаимодействия между элементами подвижного состава (трение в подшипниках тяговых двигателей, в передаточных механизмах, в буксах колесных пар и т. д). Величина этих сил зависит от коэффициента трения и сил нормального давления между трущимися поверхностями. В свою очередь коэффициент трения сам зависит от множества различных факторов. На него влияют состояние и свойства трущихся поверхностей, температура окружающей среды, вязкость смазочных материалов, скорость относительного перемещения и т. д;

взаимодействия подвижного состава с рельсами (трение в точках касания колес с рельсами, упругая деформация рельсов, пластическая деформация пути, поперечное скольжение колес относительно рельса, трение гребней о головку рельса, удары на стыках, стрелках, крестовинах и т. д.),

взаимодействия подвижного состава с окружающей средой. Оно вызывается давлением воздуха на лобовую поверхность подвижного состава, разрежением воздуха за последним вагоном и трением поверхности подвижного состава о воздух.

Сопротивление резко возрастает с увеличением скорости. Немалую роль играет форма локомотива, электропоезда и вагона.

Полное основное сопротивление движению поезда т₀складывается из основных сопротивлении движению локомотива ю’о и состава ш»о, т. е. ш₀ = а’^,0-1-а)»₀.

Для удобства выполнения тяговых расчетов вводят понятие удельного сопротивления движению, т. е. силы сопротивления, приходящейся на 1 тс веса поезда, локомотива или состава. Удельное основное сопротивление (кгс/тс):

для локомотива аі₀‘ = а»_и‘//^>; для состава а\>» = а’₀«/С?; для поезда ш_и = ®_(І/(Р + 0),

где Р и <3 — вес соответственно локомотива и состава, тс.

Правилами тяговых расчетов (ПТР) для определения основного удельного сопротивления движению подвижного состава рекомендованы опытные формулы (табл. 1).

В табл. 1 даны значения удельного основного сопротивления движению для электровозов, вагонов и электропоездов при различных скоростях, подсчитанные но этим формулам. Следует отметить, что средняя нагрузка на рельс от одной колесной пары <70 (принято т/₀ = = 17,5 тс) входит в знаменатель дроби, т. е. при большей нагрузке четырех- и шестиосных вагонов удельное сопротивление их движению уменьшается.

Для удобства расчетов при скоростях, не кратных числу 10, удельные сопротивления представлены также в виде графических зависимостей (рис. 3, а, б). Сравнивая кривые 1 и 2 (рис. 3, б), видим, что снижение удельной нагрузки на ось значительно повышает сопротивление движению (состав с одним и тем же полным весом, но с недогруженными вагонами «идет» более «тяжело», чем состав хорошо загруженный). Для электропоездов удельное сопротивление движению представлено графически на рис. 3,г.

На механическую работу, производимую электропоездами для преодоления основного сопротивления движению, тратится значительная часть энергии. При

Таблица 1

		Удельное сопротивление, кгс/тс, для скоростей, км/ч
Род подай* юго состава	Расчетная формула	10	20	30	40	60	60	70	80	90	100	110
Электровоз при дЬиже-нин: под током	к\1 = 1,9 + 0,011′ + 0, 00Г Зо²	2,03	2,22	2,47	2,78	3,15	3,58	4,07	4 62	5,23	5,9	6,63
без тока	к>о’ = 2,4+ 0,01о + 0,С0035о³	2,55	2,76	3,05	3,4	3,82	4,32	4,88	5,52	6,23	7,4	7,65
Пассажирские цельнометаллические вагоны	и»о» = 1,2 + 0,01о + 0,0С02о²	1,34	1,54	1,74	2,0	2,3	2,64	3,02	3,44	3,9	4.4	4,94
Грузовые четырехосные	_и„ 3,0 + 0, Ю + 0.0025О²	0,93	1,04	1,17	1,33	1,51	1.71	1,99	2,24	2,54	2,88	—
вагоны иа роликовых подшипниках	“»0 — ‘*91 “Г Яо
Грузовые четырехосные	_т,, ₀ 7г 8 + 0,1о + 0,0025о^а	1,23	1,33	1,46	1,61	1.8	2,02	2,26	2,56	2,93	3,18	—
вагоны на подшипниках скольжения и шестиосные вагоны на роликовых подшипниках	Щ) и, 1 -р Яо
Электропоезда ЭР1, ЭР2 нз 10 вагонов под током	щ,’ = 1,1+0,010+ 0,000226о»	1,22	1,39	1,6	1.9	2,2	2,5	2.9	3,3	3.9	4,4
без тока	ш_х = 1,243 + 0,182о + 0,000226о²	1,45	1,798	1,99	2,333	2,72	3,15	3,63	4,15	4,71	5,32

Рис. 3 Зависимость удельного основного сопротивления движению от скорости:

а — электровоза (под током) a>’o=f(o), 6 — цельнометаллических пассажирских вагонов (и), в — грузовых вагонов а>’“/(п).

/-четырехосных на подшипниках скольжения (<?о=14,5 тс), 2 — четырехосных иа подшипника скольжения и шестиосных на роликовых буксовых подшипниках (9о=17,5 тс), 3 — четырехосных иа роликовых подшипниках

~17,5тс),

г — электропоездов в режимах тяги и выбега (<п=»Ю вагонов) ш’с=’1(^) *

электрической тяге на пригородных участках на основное сопротивление движению затрачивается около 25- 30 % всей расходуемой энергии.

На участках с равнинным профилем, а также на высокоскоростных направлениях на преодоление сил сопротивления движению локомотивами в пассажирском движении затрачивается около 80 % общего расхода электроэнергии.

Для грузовых поездов этот расход колеблется от 30 до 70% общего расхода.

Для электровозов с к. п. д. тяговых двигателей 91 % удельный расход энергии на преодоление основного сопротивления движению составляет

где Зш<| — удельный расход электроэнергии, Вт-ч/тс-км;

2,725 — коэффициент для ‘перехода от килограмм-сила-метров к ватт-часам.

Для электровозов переменного тока <2о~3,1а>₀.

На преодоление основного сопротивления при передвижении груженых четырехосных вагонов (на подшипниках скольжения) со скоростью 70 км/ч на расстояние 100 км при весе состава 4000 тс расходуется энергий

100

А> = За; 0 3 = 3-2,26-4000 — = 2712 кВт ч.

Основное сопротивление движению поезда значительно возрастает с увеличением скорости, а следовательно, возрастает расход электроэнергии. Достаточно сказать, что при скорости 50 км/ч оно составляет 2,2 кгс/тс для электропоезда, а при скорости 100 км/ч эта величина возрастает в 2 раза и составляет 4,4 кгс/тс. Следовательно, локомотивным бригадам при вождении поездов необходимо выбирать режим ведения поезда в зависимости от резерва времени, при котором скорость следует* поддерживать близкой к средней, т. е. не делать больших перепадов.

Анализируя зависимость а»(о), отметим, что при возрастании скорости в 2 раза в зоне малых (до 30 км/ч), средних (до 60 км/ч) и высоких скоростей (до 100 км/ч) прирост удельного сопротивления неравномерен. Необходимо учитывать, что сопротивление движению на холостом ходу увеличивается, так как часть кинетической энергии расходуется на вращение якорей тяговых двигателей, соединенных зубчатой передачей с колесными парами. При движении под током это сопротивление относят к тяговому двигателю.

Силы сопротивления, которые действуют не непрерывно, а возникают лишь в определенные моменты при движении поезда, называют дополнительным сопротивлением движению поезда. К ним относятся силы сопротивления, возникающие при прохождении кривых, подъемов или уклонов, от ветра, от прохождения тоннелей, при трогаиии с места, при изменении температуры окружающей- среды. Для уменьшения дополнительного сопротивления движению смягчают профиль пути, увеличивают радиусы в кривых и смазывают боновые поверхности головок наружных рельсов в кривых или гребни бандажей специальной смазкой, закрывают двери грузовых вагонов, конструктивно выполняют электропоезда и пассажирские вагоны для скоростного движения более обтекаемой формы.

Сопротивление от уклонов. Удельное сопротивление движению также зависит от профиля пути

li: 10*.

Полное удельное сопротивление

w = од, Ь ИЦ или +

Поезд, двигаясь на подъем или спуск с постоянным значением i (%о), испытывает дополнительное постоянное сопротивление, поэтому энергия на его преодоление определяется независимо от энергии, расходуемой на преодоление основного сопротивления движению:

Для поезда ЭР1 (ЭР2) при езде на подъем (вес поезда принят 565 тс-10 вагонов) полный расход электроэнергии

где а, =0,2725-10-1 -2,725 Вт ч/тс км уде іьііькі расход энергии на 1 те веса поезда и на 1%о подъема па расстояние 1 км пути

На рис. 4 показана схема сил, действующих на подъеме. Силой сопротивления на подъеме является сила (P + Q) sin a=w,. Эта сила препятствует движению поезда на подъем.

Крутизна уклона ±i (%o)=iga или tga=i/1000, так как на железных дорогах углы а малы, то можно принять sina=tga±i (% о) (+для подъема и — для спуска), тогда tc\=(P-|-Q) tg a=(P-i-Q) і (%<>), а в удельных величинах

Рис 4. Силы, действующие на поезд на подъеме:

Р _ вес эдектротън, ф __ зес поезда

Сопротивление от кривых участков пути. При движении по кривым под действием силы инерции гребни колесных пар прижимаются к боковой поверхности головки наружного рельса, что приводит к возникновению трения между ними. При большой кривизне пути, малом поперечном разбеге колесных пар в трехосных тележках не только концевые колесные пары прижимаются к наружному рельсу, но и средние (2-я и 5-я) к внутреннему рельсу. Кроме того, возникают дополнительные усилия в опорах кузовов и ударно-тяговых приборах. Все эго вызывает дополнительное сопротивление движению в кривой, -л), =700//? (где /? — радиус кривой, м).

Большое сопротивление движению возникает при низких температурах окружающей среды в основном за счет повышения вязкости смазки в узлах трения. Например, при скорости 80 км/ч и температуре воздуха минус 30° С это повышение сопротивления принимается 7 -9 % для грузовых вагонов и 4-5 % -для электропоездов и пассажирских вагонов. Для уменьшения сопротивления движению электровозов и электропоездов необходимо своевременно производить смазывание трущихся частей и деталей.

⇐Силы, действующие на поезд | Экономия электроэнергии на электро-подвижном составе | Выбор контрольного участка для замера сопротивления движению⇒

Resistive Force — обзор

Решение

Эта проблема должна быть разбита на две части: проблема начального значения для объекта над прудом и проблема начального значения для объекта ниже поверхности пруда. Задача начального значения над поверхностью пруда оказывается равной

{dv / dt = 32 − vv (0) = 0.

Однако, чтобы определить начальную задачу определения скорости объекта под поверхностью пруда, необходимо знать скорость объекта, когда он достигает поверхности.Следовательно, скорость объекта над поверхностью должна быть определена путем решения начальной задачи выше. Уравнение dv / dt = 32 − v разделимо и решается с помощью DSolve в d1.

Очистить [v, y]

d1 = DSolve [{v ′ [t] == 32 − v [t], v [0] == 0}, v [t], t]

Чтобы найти скорость, когда объект ударяется о поверхность пруда, мы должны знать время, за которое расстояние, пройденное объектом (или смещение объекта) равно 50. Таким образом, мы должны найти функцию смещения, которая выполняется путем интегрирования функции скорости, получая s (t) = 32e − t + 32t − 32.

p1 = DSolve [{y ′ [t] == v [t] /. D1, y [0] == 0}, y [t], t]

Функция смещения представлена в виде графика на рис. 6.7 (a). Необходимо значение t , при котором объект прошел 50 футов. Это время составляет примерно 2,5 секунды.

Рисунок 6.7. (а) Объект прошел 50 футов, когда t ≈ 2,5. (b) Примерно через 4 секунды объект оказывается на 25 футов ниже поверхности пруда. (Цвета Университета штата Луизиана)

Участок [{y [t] /.p1,50}, {t, 0,5},

PlotStyle → {{Толщина [.01], CMYKColor [.82, .98,0, .12]},

{Толщина [.01], CMYKColor [0, .19, .89,0]}}]

Более точное значение времени, в которое объект ударяется о поверхность, определяется с помощью FindRoot. В этом случае получаем t≈2,47864. Затем скорость в это время определяется путем подстановки в функцию скорости, что дает v (2.47864) ≈29.3166. Обратите внимание, что это значение является начальной скоростью объекта, когда он ударяется о поверхность пруда.

t1 = FindRoot [Вычислить [y [t] /.p1] == 50, {t, 2.5}]

{t → 2.47864}

v1 = d1 / .t1

Таким образом, задача начального значения, определяющая скорость объекта под поверхностью пруда равна

{dv / dt = 32−6vv (0) = 29,3166.

Решением этой начальной задачи является v (t) = 163 + 23.9833e − t, и интегрируя для получения функции смещения (начальное смещение равно 0), получаем s (t) = 3.99722−3.99722e − 6t + 163t. . Эти шаги выполняются в d2 и p2.

d2 = DSolve [{v ′ [t] == 32−6v [t], v [0] == v1 [[1,1,2]]}, v [t], t]

p2 = DSolve [{y ′ [t] == v [t] /. d2, y [0] == 0}, y [t] , t]

Эта функция смещения затем представлена на рис. 6.7 (b) чтобы определить, когда объект находится на 25 футов ниже поверхности пруда. На этот раз примерно 4 секунды.

Plot [{y [t] /. P2,25}, {t, 0,5},

PlotStyle → {{Толщина [.01], CMYKColor [.82, .98,0, .12]},

{Толщина [.01], CMYKColor [0, .19, .89,0]}}]

Более точное приближение времени, в которое объект На глубине 25 футов под поверхностью пруда получается FindRoot. В этом случае получаем t≈3,93802. Наконец, время, необходимое для того, чтобы объект достиг поверхности пруда, добавляется ко времени, необходимому ему для прохождения 25 футов под поверхностью, чтобы увидеть, что примерно 6,41667 секунды требуется для того, чтобы объект переместился с высоты 50 футов над прудом. на глубину 25 футов ниже поверхности.

t2 = FindRoot [Evaluate [y [t] /. P2] == 25, {t, 4}]

{t → 3.93802}

t1 [[1,2]] + t2 [[1,2] ]]

6.41667 □

Трение и сопротивление | TheSchoolRun

Когда один объект скользит по другому, он начинает замедляться из-за трения. Это означает, что он теряет энергию. Однако энергия не исчезает. Он изменяется от энергии движения (также называйте кинетической энергии ) до тепловой энергии. Вот почему мы потираем руки в холодную погоду.Потирая их, мы создаем трение и, следовательно, тепло. Трение — это сопротивление движению, когда один объект трется о другой. Каждый раз, когда два предмета трутся друг о друга, они вызывают трение. Трение противодействует движению и действует в противоположном направлении.

В некоторых случаях мы хотим предотвратить трение , чтобы было легче двигаться.

Хорошим примером этого является шар или колесо. Они катятся, чтобы уменьшить трение .
Другой способ уменьшить трение — использовать смазку , такую как консистентная смазка или масло .В машинах и двигателях используется консистентная смазка и масло для уменьшения трения и износа, чтобы они могли служить дольше.
Третий способ уменьшить трение — уменьшить на площадь поверхности . Так работают коньки. Тонкое лезвие обеспечивает небольшое трение между коньком и льдом. В коньках также используется смазка, так как лед тает под весом лезвия с использованием воды, позволяющей конькам скользить.

Трение также нам очень помогает . В конце концов, мы бы все просто катались повсюду, если бы не трение, которое могло бы удерживать нас в равновесии! Трение также используется в автомобильных тормозах, когда мы идем или поднимаемся на холм, в наждачной бумаге, разводим костер и т. Д.

Трение имеет множество применений в жизни . Вы зажигаете спичку с помощью трения. Когда вы зажигаете спичку, трение создает достаточно тепла для воспламенения химического соединения в спичечной головке, которое затем сжигает остальную часть спичечной головки. Автомобильные тормоза работают из-за трения. Поскольку тормозные колодки трутся о колеса автомобиля, автомобиль замедляется. Обувь, предназначенная для некоторых видов спорта, имеет специальную подошву, чтобы использовать трение в ваших интересах. Футбольные бутсы имеют шипы, которые увеличивают трение за счет прилипания к трещинам в земле.Скрипач обмазывает свой смычок канифолью, чтобы увеличить трение между смычком и струнами скрипки, тем самым создавая звук.

Тем не менее трение также может быть реальной помехой . Если дверная петля скрипит, шум вызван трением. Движущиеся части двигателя автомобиля трутся друг о друга и могут слипаться, в результате чего двигатель заклинивает и перестает работать. Использование масла в двигателе автомобиля защищает детали от трения. Приготовленная пища имеет тенденцию прилипать к сковороде. Тефлон на посуде с антипригарным покрытием уменьшает трение между продуктами и сковородой, вызывая скольжение продуктов.Пловцы, которые соревнуются в плавании, носят специально разработанные гоночные костюмы, чтобы уменьшить трение между собой и водой, чтобы они могли плавать быстрее. Силиконовые аэрозоли, масла, смазка и шариковые подшипники используются для уменьшения трения.

Сопротивление воздуха сила — это сила давления воздуха на движущийся объект. Сопротивление воздуха (также называемое сопротивлением) — это сила трения. Как и все силы трения, сила сопротивления воздуха всегда противодействует движению объекта. Обычно сила сопротивления воздуха не очень велика.Например, когда вы идете, на вас действует сила сопротивления воздуха, но она не замедляет вас. Если вы начнете бегать, сила сопротивления воздуха станет более заметной.

Слова, которые нужно знать для обозначения трения и сопротивления:

Ускорение — скорость, с которой что-то увеличивается в скорости или скорости
Атмосфера — смесь газов, которая окружает астрономический объект, такой как Земля
Столкновение — действие двух движущихся транспортных средств, кораблей, самолетов или других объектов, ударяющих друг друга
Сжатый — чтобы уменьшить что-либо путем приложения давления или аналогичного процесса, или уменьшить таким образом
Energy — источник или источник электроэнергии , механическая или другая форма силы
Трение — трение двух предметов друг о друга при движении одного или обоих
Кинетический — относящееся к движению, вызванное или производящее движение
Смазка — вещество, обычно масло или смазка, нанесенные на поверхность для уменьшения трения между движущимися частями
Материал — вещество, используемое для изготовления вещей
Молекулы — мельчайшая единица вещества, которая может существовать. другая измеряемая величина, такая как время
Сопротивление — сила, которая противодействует или замедляет другую силу.
Канифоль — твердая смола от янтарного до темно-коричневого цвета. Используется для лаков и других продуктов для увеличения трения, например между смычком и струнами некоторых струнных инструментов.
Статическое электричество — стационарный электрический заряд, который накапливается на изолированном объекте, таком как грозовое облако
Оптимизированный — для проектирования или создания чего-либо гладкой формы, чтобы оно двигалось с минимальным сопротивлением через воздух или воду
Поверхность площадь — сплошная ровная площадь

Что такое сопротивление воздуха? — Вселенная сегодня

Здесь, на Земле, мы склонны принимать сопротивление воздуха (ака.«Тащить») как должное. Мы просто предполагаем, что когда мы бросаем мяч, запускаем самолет, спускаемся с орбиты космического корабля или стреляем пулей из пушки, то ее движение через нашу атмосферу естественным образом замедлит ее. Но в чем причина этого? Каким образом воздух может замедлить объект, находится ли он в свободном падении или в полете?

Из-за того, что мы полагаемся на воздушные путешествия, наш энтузиазм в освоении космоса, а также нашу любовь к спорту и доставке вещей в воздух (включая нас самих), понимание сопротивления воздуха является ключом к пониманию физики и неотъемлемой частью многих научных дисциплин.Как часть дисциплины, известной как гидродинамика, она применяется к областям аэродинамики, гидродинамики, астрофизики и ядерной физики (и это лишь некоторые из них).

определение:

По определению, сопротивление воздуха описывает силы, которые противостоят относительному движению объекта, когда он проходит через воздух. Эти силы сопротивления действуют противоположно скорости набегающего потока, таким образом замедляя объект. В отличие от других сил сопротивления, сопротивление напрямую зависит от скорости, поскольку это составляющая чистой аэродинамической силы, действующая противоположно направлению движения.

Другими словами, сопротивление воздуха — это результат столкновений передней поверхности объекта с молекулами воздуха. Таким образом, можно сказать, что двумя наиболее распространенными факторами, которые имеют прямое влияние на величину сопротивления воздуха, являются скорость объекта и площадь поперечного сечения объекта. Следовательно, увеличение скорости и площади поперечного сечения приведет к увеличению сопротивления воздуха.

Изображение, показывающее пулю и воздух, обтекающий ее, что дает визуальное представление о сопротивлении воздуха.Источники: Эндрю Дэвидхази / Рочестерский технологический институт

С точки зрения аэродинамики и полета сопротивление относится как к силам, действующим противоположно силе тяги, так и к силам, действующим перпендикулярно ей (то есть подъемной силе). В астродинамике атмосферное сопротивление является как положительной, так и отрицательной силой в зависимости от ситуации. Это и утечка топлива, и эффективность во время старта, и экономия топлива при возвращении космического корабля на Землю с орбиты.

Расчет сопротивления воздуха:

Сопротивление воздуха обычно рассчитывается с использованием «уравнения сопротивления», которое определяет силу, испытываемую объектом, движущимся в жидкости или газе с относительно большой скоростью.Математически это можно выразить как:

В этом уравнении FD представляет силу сопротивления, p — плотность жидкости, v — скорость объекта относительно звука, A — площадь поперечного сечения и CD — коэффициент лобового сопротивления. Результат — то, что называется «квадратичным сопротивлением». Как только это будет определено, вычисление количества энергии, необходимой для преодоления сопротивления, включает аналогичный процесс, который математически можно выразить как:

Здесь Pd — сила, необходимая для преодоления силы сопротивления, Fd — сила сопротивления, v — скорость, p — плотность жидкости, v — скорость объекта относительно для звука A — это площадь поперечного сечения, а Cd — коэффициент лобового сопротивления.Как видно, потребность в мощности — это куб скорости, поэтому, если требуется 10 лошадиных сил, чтобы разогнаться до 80 км / ч, потребуется 80 лошадиных сил, чтобы разогнаться до 160 км / ч. Короче говоря, удвоение скорости требует приложения в восемь раз большей мощности.

F-22 Raptor развивает скорость, достаточную для создания звукового удара. Кредит: strangesounds.org

Типы сопротивления воздуху:

В аэродинамике есть три основных типа сопротивления: индуцированное подъемной силой, паразитное и волновое. Каждый из них влияет на способность объекта оставаться в воздухе, а также на мощность и топливо, необходимые для его удержания.Вызванное подъемной силой (или просто индуцированное) сопротивление возникает в результате создания подъемной силы на трехмерном подъемном теле (крыле или фюзеляже). Он состоит из двух основных компонентов: вихревого сопротивления и вязкого сопротивления, вызванного подъемной силой.

Вихри возникают в результате турбулентного перемешивания воздуха с переменным давлением на верхней и нижней поверхностях тела. Они нужны для создания лифта. По мере увеличения подъемной силы увеличивается и сопротивление, вызванное подъемной силой. Для самолета это означает, что по мере увеличения угла атаки и коэффициента подъемной силы до точки сваливания увеличивается и сопротивление, вызываемое подъемной силой.

Напротив, паразитное сопротивление вызывается движением твердого объекта в жидкости. Этот тип перетаскивания состоит из нескольких компонентов, включая «перетаскивание формы» и «сопротивление поверхностным трением». В авиации индуцированное сопротивление имеет тенденцию к увеличению на более низких скоростях, потому что для поддержания подъемной силы требуется большой угол атаки, поэтому с увеличением скорости это сопротивление становится намного меньше, но паразитное сопротивление увеличивается, потому что жидкость быстрее течет вокруг выступающих объектов, увеличивая трение. Комбинированная кривая общего сопротивления минимальна на некоторых скоростях и будет близка к оптимальной эффективности.

Шаттл «Колумбия» запускается в свой первый рейс 12 апреля 1981 года. Предоставлено: NASA.

Волновое сопротивление (сопротивление сжимаемости) создается наличием тела, движущегося с высокой скоростью в сжимаемой жидкости. В аэродинамике волновое сопротивление складывается из множества составляющих в зависимости от скоростного режима полета. В трансзвуковом полете — со скоростью 0,5 Маха или выше, но все же меньше 1,0 Маха (также известной как скорость звука) — волновое сопротивление является результатом локального сверхзвукового потока.

Сверхзвуковой поток возникает на телах, движущихся значительно ниже скорости звука, поскольку местная скорость воздуха на теле увеличивается, когда оно ускоряется над телом.Короче говоря, летательные аппараты, летящие с околозвуковой скоростью, в результате часто испытывают волновое сопротивление. Это увеличивается, когда скорость самолета приближается к звуковому барьеру в 1,0 Маха, прежде чем он станет сверхзвуковым объектом.

В сверхзвуковом полете волновое сопротивление является результатом наклонных ударных волн, образующихся на передней и задней кромках тела. В сильно сверхзвуковых потоках вместо них образуются головные волны. На сверхзвуковых скоростях волновое сопротивление обычно разделяется на две составляющие: волновое сопротивление, зависящее от сверхзвуковой подъемной силы, и волновое сопротивление, зависящее от сверхзвукового объема.

Понимание роли воздушного трения в полете, знание его механики и знание видов силы, необходимой для его преодоления, — все это имеет решающее значение, когда дело доходит до аэрокосмической и космической разведки. Знание всего этого также будет иметь решающее значение, когда придет время исследовать другие планеты в нашей Солнечной системе и в других звездных системах в целом!

Мы написали много статей о сопротивлении воздуха и полете здесь, в Universe Today. Вот статья о том, что такое предельная скорость?, Как летают самолеты?, Что такое коэффициент трения? И Что такое сила тяжести?

Если вам нужна дополнительная информация о программах НАСА для самолетов, ознакомьтесь с руководством по аэродинамике для начинающих, а здесь — ссылка на уравнение сопротивления.

Мы также записали много связанных эпизодов Astronomy Cast. Послушайте, Эпизод 102: Гравитация.

Как это:

Нравится Загрузка …

Биомеханика упражнений с отягощениями

п

Прочность

п

Максимальная сила, прилагаемая к мышце или мышце группа может генерировать с определенной скоростью

п

Мощность

п

Максимальная сила, прилагаемая к мышце или мышце группа может генерировать с очень высокой скоростью

п

Крутящий момент

п

Сила вращения мышцы или группы мышц; я.е. движение против сопротивления посредством углового смещения. Например, сгибание или разгибание колена.

1. Угол Пеннации

а. Угол, при котором мышечные волокна совпадают с сухожилием

н.

Чем параллельнее сухожилию, тем больше потенциал для скорость сокращения

н

Более наклонный (наклонный) к сухожилие, тем больше потенциал силы сокращения

Б.Виды перил

н

Unipennate один набор мышечных волокон под косым углом

н

Двупенистые мышечные волокна выровнены с обеих сторон сухожилия

н

Многоплодие более чем одного сухожилия прикрепление с 2 или более углами во всей группе мышц

н

Веретенообразные мышечные волокна параллельны к сухожилию

н

Продольные мышечные волокна параллельно, но с промежуточными креплениями

н

лучистые мышечные волокна распространены из единой точки

2.Угол костно-мышечного прикрепления

— человек, у которого сухожилия вставлены на кость ближе к центру сустава должна иметь возможность перемещать часть тела быстрее через ПЗУ

— человек, у которого сухожилия вставлены на кость дальше от центра сустава должна быть в состоянии поднимать более тяжелые вес

3. Длина рычага момента

— чем длиннее плечо момента, тем больше механическое преимущество, т.е. легче поднимать тяжести

— чем короче плечо момента, тем меньше механическое преимущество, т.е. тяжелее поднимать груз

4. Нейронный контроль

— нервное взаимодействие может повлиять на сокращение вывод разными способами:

A. Большая мышечная сила возникает, когда:

1. задействовано больше моторных единиц

2.двигательные единицы больше в размер

3. скорострельность моторного блока

быстрее

B. График кондиционирования

5.Площадь поперечного сечения мышц

— сила, которую может проявить мышца, равна напрямую связано с его площадью поперечного сечения, а не с объемом

например высокий спортсмен с более длинными руками может имеют большой объем мускулов, но у атлета более низкого роста с меньшим объемом большая площадь поперечного сечения

6. Скорость сокращения мышц

— силовая способность мышц снижается по мере того, как скорость сокращения увеличивается и наоборот

7.Действие мышц

— Основные действия:

а. изометрический без изменения длины мышцы

, поскольку сила сокращения = сила сопротивления;

например брюшной пресс во время приседаний

б. изотонический изменение длины мышцы

1. концентрическое укорачивание

2. эксцентриковое удлинение

г. изокинетический изменение длины мышцы при

работает против сопутствующего сопротивления по

фиксированная скорость.

8. Отношение прочности к массе

— сила мышцы (относительно ее массы) напрямую отражает способность спортсменов ускорять свое тело

например если мышечная масса спортсмена на

15%, но усилие только на 10%,

способность к ускорению снижена

9.Размер корпуса

— спортсмены поменьше обычно сильнее, чем у более высоких спортсменов, в пересчете на фунт на фунт

Почему?

По размеру тела мышечная масса

увеличивается быстрее, чем мышцы

сила может выдержать

1. Сила тяжести

— сила, направленная вниз на объект

— вес предметов = масса объекта x ускорение

2.Размещение Сопротивление

— в зависимости от размещения предмета (штанги), могут быть поражены разные мышцы

например в приседе больший наклон вперед туловище приближает вес к коленям; следовательно, это снижает резистивный крутящий момент в коленях, которому квадрицепсы должны противодействовать

и одновременно

вес находится дальше от бедра, поэтому момент сопротивления около бедра увеличивается, заставляя работать ягодицы и подколенные сухожилия

3.Машины штабелированные

— оказать поддержку при подъемных действиях

— можно проектировать определенные ПЗУ, которые не могут быть предоставлены свободными весами

— легко использовать, когда выбор веса

4. Свободные веса

— предоставить средства для тренировать все тело

т.е. причина определенные мышцы, чтобы стать стабилизаторами

— имитируйте реальную жизнь мышечные действия

и.е. более естественная координация между

мышечные группы

5. Инерция

— сила, которая необходимо преодолеть, чтобы переместить вес

а. может быть использован в пользу как

в технике брекетинга *

* выполнение спортивного движения

с легче обычного и

орудия тяжелее обычных

e.грамм. используя более тяжелое толкание ядра к

тренировка силы или легкого выстрела

приучить к скорости

6. Трение

— создание сопротивление при захвате штанги или скакалки при лазании по канату

7. Гидравлическое сопротивление

— сопротивление встречается при движении по воде

— 2 типа:

а.поверхность сопротивление сопротивлению на поверхности

б. форма перетащить сопротивление при прессовании жидкости

против прохождения объекта спереди или сзади через него

8. Эластичность

— сопротивление создано через пружины или ленты

например тесьма

— сумма сопротивления

контролируется длиной натяжения или

толщина ленты

— проблем с эластичными приспособлениями:

а.каждый движение начинается с низкого сопротивления

и

заканчивается с повышенным сопротивлением; может быть

наоборот к человеческому движению

б. корректировка сопротивление

г. не оптимально для обеспечения сопротивления в перемычках

9. Устройства с электронным управлением

— контрольная скорость движение машины через механизм обратной связи

примеры :

а.изокинетические устройства Biodex, Cybex,

Ортотрон, Кин Ком, мини-залы

б. цикл эргометры

г. другие выходная мощность управления и

ускорение

1. В целом травмы при поднятии тяжестей минимальны и составляют <1% межсезонных травм

п

Наиболее частая травма — область спины

_п. Большинство травм происходит на L ₄ -L ₅ и L ₅ -S ₁

н

Возникновение из-за механической неисправности

н

Мышцы часто должны прилагать усилия, в 10 раз превышающие вес поднял

н

Осанка с плоской спиной лучше, чем с округлой

п

Минимизация сил сжатия L5-S1 и растяжения связок

н

Слегка выгнутая спинка тоже лучше закругленной во избежание травм; также способен прилагать большие усилия

2.Внутригрудное и внутрибрюшное давление

— когда голосовая щель закрыто при поднятии сопротивления, внутригрудной области (в пределах грудной клетки) нарастает давление; также известен как Вальсальва Мануэвер

* это май обеспечить временную стабилизацию до

торс

— не требуется задерживать дыхание во время подъема, однако в брюшной полости образуется жидкий шар область из-за сокращения глубоких брюшной полости и диафрагмы.

* жидкий шар действительно может поддерживать нижнюю часть позвоночника

2. Внутригрудное и внутрибрюшное давление

— задержка дыхания может привести к венозному возврату (из-за сжатия на сердце и сосуды)

* это приводит к кровяному давлению и

впоследствии возможность

без сознания

3.Ремни грузовые

— помощь внутрибрюшное давление

— кажется безопасным способом улучшения лифтинга техника

— Осторожно

* будьте осторожны, чтобы поясница

мышцы не ослабевают из-за использования

Рекомендации по использованию грузовых ремней:

1. Весовой пояс не нужен для упражнений, не вовлекайте нижнюю часть спины.

2. Можно использовать грузовой пояс для почти максимального или максимального подходы, но не для более легких сетов упражнений на поясницу.

3. При достаточном уровне силы поясницы Очевидно, лучше не использовать грузовой пояс.

4. Стабильность плеча

— из-за мелкости суставной впадины неправильный подъем может способствовать травме плеча

— Рекомендации:

а.Согреться с легкие веса

б. Следуйте программа сбалансированных упражнений (т.е. упражнения, которые включают в себя аб- и приведение во фронтальной плоскости, поперечной плоскости, а также внутренней и внешней вращение)

5. Стабильность в коленях

— надколенник и окружающие ткани наиболее подвержены подъему

— исследования по недостаточная эффективность коленных бинтов

а.может привести к хондромаляция

(износ нижней части надколенника)

б. одно исследование предлагает улучшение лифтинга

помощь в поднятии тяжестей сила

г. Общее рекомендация должна

свести к минимуму использование коленных бинтов

п

Выполните 1 или несколько подходов для разминки с легкими весами

п

Выполнять упражнения через полную ПЗУ

п

Выполняйте новые упражнения с легким мышлением, особенно после увольнения на 2 и более недель

п

Не игнорировать боль

п

Не пытайтесь выполнять максимальные упражнения без надлежащей тренировки

п

Обледенение суставов после тренировки может быть помогает уменьшить воспаление

п

Дополнительные упражнения полезны в поддержание баланса,

e.грамм. соотношение колена сгибание до разгибания

крутящий момент

— при 60 ^o / сек соотношение должно быть 0,67- 0,77

— при 180 ^o / сек, передаточное отношение должно быть 0,80 — 0,91

— при 300 ^o / сек соотношение должно быть 0,95-1,11

п

Избегайте подпрыгивания при подъеме тяжестей

п

Наберите достаточную прочность перед заделкой плиометрика

п

Не отклоняйте колено от вертикальной плоскости при выполнении приседания

п

Избегайте использования бинтов на колени и локти при сильных мышцы

п

Выполняйте упражнения с разными вариациями одного и того же группа мышц,

e.грамм. жим лежа, наклонная скамья

жим лежа на наклонной скамье

п

Избегайте взрывных упражнений (например, чистки, рывков, урывками) без надлежащего надзора

п

Используйте механику правильного дыхания

п

Запястье — сгибание-разгибание. (сагиттальный)

лучевое / локтевое отклонение (лобное)

п

Локоть — сгибание-разгибание.(сагиттальный)

пронация / супинация (поперечная)

п

Плечо — сгибание / разгибание (сагиттальный)

— ab / adduction (лобное)

— внутренний / доб. вращение (поперечное)

— горизонтальное отведение / приведение (поперечное)

п

Шея — сгибание-разгибание. (сагиттальный)

— вращение влево / вправо (поперечное)

— наклон влево / вправо (фронтальный)

п

Низ спины — сгибание-разгибание.(сагиттальный)

— наклон влево / вправо (фронтальный)

— левое / правое вращение (поперечное)

п

Бедро — сгибание / разгибание (сагиттальное)

— отведение / приведение (фронтальная)

— внутренний / доб. вращение (поперечное)

— горизонтальный отведение / приведение (поперечное)

п

Колено — сгибание-разгибание. (сагиттальный)

п

Голеностопный сустав — dorsi-flex / plantar-flex (сагиттальный)

— инверсия / выворот (фронтальная)

Назначение:

1.Работать с партнер

2. Получите спорт деятельность, в которой каждый из

используются механизмы R _x. Используйте

пример, отличный от вашего учебника.

Пример:

Движение Спортивная деятельность

Биомеханическая оценка сопротивления: фундаментальные концепции тренировок и спортивных результатов

Второй закон движения Ньютона описывает ускорение объекта как прямо пропорциональное величине результирующей силы в том же направлении, что и результирующая сила, и обратно пропорционально его массе (a = F / m).Что касается линейного движения, масса также является числовым представлением инерции объекта или его сопротивления изменению состояния движения и прямо пропорциональна величине количества движения объекта при любой заданной скорости. Чтобы изменить импульс объекта, тем самым увеличивая или уменьшая его скорость, должен генерироваться пропорциональный импульс. Все движения регулируются этими отношениями, независимо от выполняемого упражнения или используемого типа движения; однако степень, в которой это управление влияет на связанную кинематику, кинетику и мышечную активность, зависит от типа сопротивления.Исследователи предположили, что для максимального улучшения спортивных результатов программа тренировок с отягощениями, применяемая спортсменом, должна быть адаптирована к конкретным требованиям его вида спорта. Следовательно, возможно, что один механический стимул или тип сопротивления может не подходить для всех приложений. Несмотря на то, что это отличное средство увеличения максимальной силы и скорости развития силы, тренировка со свободным весом или на основе массы может быть не самым благоприятным средством для выявления адаптаций, зависящих от скорости.Были предприняты попытки бороться с недостатками, присущими свободным весам, с помощью приспособлений и регулируемых устройств для тренировки с отягощениями; однако такие подходы не лишены проблем, свойственных их механике. Совсем недавно были введены пневматические устройства сопротивления (переменные) в качестве механического стимула, при котором масса тела спортсмена представляет собой единственную инерцию, которую необходимо преодолеть, чтобы начать движение, что потенциально дает возможность развивать мощность, зависящую от скорости.Однако нет никаких эмпирических данных, подтверждающих это утверждение. В будущих исследованиях следует сделать дополнительный акцент на понимании механических преимуществ / недостатков, присущих типам сопротивления, используемым во время тренировки, чтобы добиться максимального улучшения спортивных результатов.

Влияние модели движения и скорости тренировки с отягощениями на изометрическую мышечную скорость развития силы: систематический обзор с метаанализом и мета-регрессией

De Ruiter C, Leeuwen D, Heijblom A, Bobbert M, Haan A. Быстрое развитие крутящего момента изометрического разгибания колена в одностороннем порядке и высота двустороннего прыжка. Медико-спортивные упражнения. 2006. 38 (10): 1843–52.

PubMed Google ученый

Тиллин Н., Пейн MTG, Фолланд Дж. Производство взрывной силы во время изометрических приседаний коррелирует со спортивными результатами у игроков в регби-юнион. J Sports Sci. 2013. 31 (1): 66–76.

PubMed Google ученый

Pijnappels M, Bobbert MF, van Dieen JH. Контроль за опорными мышцами конечностей при восстановлении после спотыкания у молодых и пожилых людей. Exp Brain Res. 2005. 160 (3): 326–33.

PubMed Google ученый

Арампацис А., Дегенс Х, Бальцопулос В., Риттвегер Дж. Почему старшие спринтеры приходят к финишу позже? Exerc Sport Sci Rev.2011; 39 (1): 18–22.

PubMed Google ученый

Бехан Ф, Пейн М., Фолланд Дж. Взрывной произвольный крутящий момент связан с реакцией всего тела на неожиданные возмущения. J Biomech. 2018; 81: 86–92.

PubMed Google ученый

Зебис М.К., Андерсен Л.Л., Эллингсгаард Х., Аагаард П. Быстрая нагрузка на подколенные сухожилия / квадрицепсы у элитных футболистов мужского и женского пола. J Strength Cond Res. 2011. 25 (7): 1989–93.

Анджелоцци М., Мадама М., Корсика С., Кальвизи В., Проперзи Дж., Маккоу С.Т. и др.Скорость развития силы как дополнительный показатель результатов для решений о возвращении к спорту после реконструкции передней крестообразной связки. J Orthop Sports Phys Ther. 2012. 42 (9): 772–80.

PubMed Google ученый

Джордан М.Дж., Аагаард П., Херцог В. Быстрая сила подколенных сухожилий / квадрицепсов у элитных горнолыжников с реконструкцией крестообразной связки. Медико-спортивные упражнения. 2015; 47 (1): 109–19.

PubMed Google ученый

Хигби EJ, Cureton KJ, Warren GL III, Prior BM. Влияние концентрических и эксцентрических тренировок на силу мышц, площадь поперечного сечения и нервную активацию. J Appl Physiol. 1996. 81 (5): 2173–81.

CAS PubMed Google ученый

10.

Гапеева Х., Бухт Н., Петерсон К., Эрелин Дж., Хавико Т., Пяэсуке М. Характеристики производства и расслабления произвольной изометрической силы четырехглавой мышцы бедра до и через 6 месяцев после односторонней тотальной артропластики коленного сустава у женщин.Коленная хирургия Sports Traumatol Arthrosc. 2007. 15 (2): 202–11.

PubMed Google ученый

11.

Маффиулетти Н.А., Биццини М., Видлер К., Мунцингер У. Асимметрия в скорости развития силы четырехглавой мышцы как функциональный показатель результата в ТКА. Clin Orthop Relat Res. 2010. 468 (1): 191–8.

PubMed Google ученый

12.

Мирков Д.М., Кнежевич О.М., Маффиулетти Н.А., Кадия М., Неделькович А., Ярич С.Дефицит контралатеральной конечности после реконструкции ПКС: анализ ранней и поздней фазы скорости развития силы. J Sports Sci Med. 2017; 35 (5): 435–40.

Google ученый

13.

Suetta C, Aagaard P, Rosted A, Jakobsen AK, Duus B, Kjaer M, et al. Вызванные тренировкой изменения ППС мышц, силы мышц, ЭМГ и скорости развития силы у пожилых людей после длительного одностороннего неиспользования. J Appl Physiol. 2004. 97 (5): 1954–61.

PubMed Google ученый

14.

Берджесс К.Е., Конник М.Дж., Грэм-Смит П., Пирсон С.Дж. Плиометрические и изометрические тренировки влияют на свойства сухожилий и производительность мышц. J Strength Cond Res. 2007; 21 (3): 986.

15.

Матавулдж Д., Куколь М., Угаркович Д., Тиханьи Дж., Ярич С. Влияние плиометрической тренировки на прыжковые характеристики юных баскетболистов. J Sports Med Phys Fitness. 2001. 41 (2): 159–64.

CAS PubMed Google ученый

16.

Aagaard P, Simonsen EB, Andersen JL, Magnusson PS, Dyhre-Poulsen P. Повышенная скорость развития силы сокращения и нервный импульс скелетных мышц человека после тренировки с отягощениями. J Appl Physiol. 2002; 93: 1318–26.

PubMed Google ученый

17.

Андерсен Л.Л., Андерсен Дж.Л., Зебис М.К., Аагаард П. Ранняя и поздняя скорость развития силы: дифференциальные адаптивные реакции на тренировку с отягощениями? Scand J Med Sci Sports.2010. 20 (1): 162–9.

Google ученый

18.

Behm DG, Продажа DG. Предполагаемая, а не фактическая скорость движения определяет тренировочную реакцию, зависящую от скорости. J Appl Physiol. 1993. 74 (1): 359–68.

CAS PubMed Google ученый

19.

Tillin NA, Folland JP. Максимальные и взрывные силовые тренировки вызывают отчетливую нервно-мышечную адаптацию, специфичную для тренировочного стимула.Eur J Appl Physiol. 2014; 114 (2): 365–74.

PubMed Google ученый

20.

Маффиулетти Н.А., Агард П., Блазевич А.Дж., Фолланд Дж., Тиллин Н.А., Дюшато Дж. Скорость развития силы: физиологические и методологические соображения. Eur J Appl Physiol. 2016; 116 (6): 1091–116.

PubMed PubMed Central Google ученый

21.

Kyröläinen H, Avela J, McBride JM, Koskinen S, Andersen JL, Sipilä S, et al.Влияние силовых тренировок на структуру мышц и нервно-мышечную деятельность. Scand J Med Sci Sports. 2005. 15 (1): 58–64.

PubMed Google ученый

22.

Блазевич А.Дж., Хорн С., Каннаван Д., Коулман Д.Р., Аагаард П. Влияние режима сокращения медленной тренировки с отягощениями на максимальную скорость развития силы в четырехглавой мышце человека. Мышечный нерв. 2008; 38 (3): 1133-046.

Google ученый

23.

Маршалл П.В., МакИвен М., Роббинс Д.В. Сила и нервно-мышечная адаптация после одного, четырех и восьми подходов высокоинтенсивных упражнений с отягощениями у тренированных мужчин. Eur J Appl Physiol. 2011. 111 (12): 3007–16.

CAS PubMed Google ученый

24.

Хаккинен К., Ален М, Коми П.В. Изменения изометрической силы и времени релаксации, электромиографических характеристик и характеристик мышечных волокон скелетных мышц человека во время силовых тренировок и разгрузки.Acta Physiol Scand. 1985. 125 (4): 573–85.

PubMed Google ученый

25.

Сегер Дж. Ю., Арвидссон Б., Торстенссон А., Сегер Дж. Ю.. Специфические эффекты эксцентрических и концентрических тренировок на силу и морфологию мышц у людей. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1998. 79 (1): 49–57.

CAS PubMed Google ученый

26.

Rasch PJ, Morehouse LE. Влияние статических и динамических упражнений на мышечную силу и гипертрофию.J Appl Physiol. 1957; 11 (1): 29–34.

CAS PubMed Google ученый

27.

Thepaut-Mathieu C, Van Hoecke J, Maton B. Миоэлектрические и механические изменения, связанные со специфичностью длины тела во время изометрической тренировки. J Appl Physiol. 1988. 64 (4): 1500–5.

CAS PubMed Google ученый

28.

Блазевич А.Дж., Каннаван Д., Коулман Д.Р., Хорн С. Влияние тренировок с концентрическим и эксцентрическим сопротивлением на архитектурную адаптацию четырехглавой мышцы человека.J Appl Physiol. 2007. 103 (5): 1565–75.

PubMed Google ученый

29.

Кадоре Е., Гонсалес-Изаль М., Палларес Дж., Родригес-Фальсес Дж., Хаккинен К., Кремер В. Дж. И др. Скорость проводимости мышц, сила, нервная активность и морфологические изменения после эксцентрической и концентрической тренировки. Scand J Med Sci Sports. 2014; 24 (5): 343–52.

Google ученый

30.

Van Hooren B, Bosch F, Meijer K.Может ли тренировка с отягощениями улучшить быстрое развитие силы в динамических изоинерционных многосуставных движениях без нагрузки? Систематический обзор. J Strength Cond Res. 2017; 31 (8): 2324–37.

PubMed Google ученый

31.

Бранислав Р., Миливой Д., Абелла С.П., Деваль В.К., Синиша К. Влияние комбинированной и классической тренировки на различные изометрические параметры развития силы разгибателей ног у волейболисток: подход дискриминационного анализа.J Res Med Sci. 2013; 18 (10): 840.

PubMed PubMed Central Google ученый

32.

де Oliveira FB, Rizatto GF, Denadai BS. По-разному ли влияет скоростная тренировка с отягощениями на раннюю и позднюю скорость развития силы? Clin Physiol Funct Imaging. 2013. 33 (4): 282–7.

PubMed Google ученый

33.

Базилер К.Д., Бекхэм Г.К., Сато К. Использование изометрических приседаний как меры силы и взрывной способности.J Strength Cond Res. 2015; 29 (5): 1386–92.

PubMed Google ученый

34.

Холтерманн А., Ролевельд К., Верейкен Б., Эттема Г. Влияние скорости развития силы на выработку максимальной силы: острые аспекты и аспекты, связанные с тренировкой. Eur J Appl Physiol. 2007. 99 (6): 605–13.

PubMed Google ученый

35.

Ламонт Х.С., Крамер Дж. Т., Бембен Д.А., Шехаб Р.Л., Андерсон М.А., Бембен М.Г.Влияние 6-недельной периодической программы тренировок приседаний с вибрацией всего тела или без нее на высоту прыжка и выходную мощность после воздействия острой вибрации. J Strength Cond Res. 2009. 23 (8): 2317–25.

PubMed Google ученый

36.

Driggers AR, Sato K. Влияние вертикально ориентированных силовых тренировок на результативность вождения в гольф у университетских гольфистов. Международный научный тренер по спортивным наукам. 2018; 13 (4): 598–606.

Google ученый

37.

Беренс М., Мау-Мёллер А., Брюн С. Влияние плиометрической тренировки на нервные и механические свойства мышц-разгибателей колена. Int J Sports Med. 2014; 35 (02): 101–19.

CAS PubMed Google ученый

38.

Бейкер Д., Уилсон Дж., Карлайон Б. Общность и специфичность: сравнение динамических и изометрических показателей силы и скорости-силы. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1994. 68 (4): 350–5.

CAS PubMed Google ученый

39.

Эма Р., Сайто И., Акаги Р. Нервно-мышечные адаптации, вызванные тренировкой смежных суставов. Scand J Med Sci Sports. 2018; 28 (3): 947–60.

CAS PubMed Google ученый

40.

Фаруп Дж., Соренсен Х., Кьёльхеде Т. Подобные изменения фенотипа мышечных волокон с дифференцированными последствиями для скорости развития силы: выносливость по сравнению с тренировками с отягощениями. Hum Movement Sci. 2014; 34: 109–19.

Google ученый

41.

Geertsen SS, Lundbye-Jensen J, Nielsen JB. Усиленное центральное облегчение реципрокного торможения антагонистами в начале тыльного сгибания после взрывной силовой тренировки. J Appl Physiol. 2008. 105 (3): 915–22.

PubMed Google ученый

42.

Грубер М., Грубер С.Б., Таубе В., Шуберт М., Бек С.К., Голльхофер А. Дифференциальные эффекты баллистической и сенсомоторной тренировки на скорость развития силы и нейронную активацию у людей.J Strength Cond Res. 2007. 21 (1): 274–82.

PubMed Google ученый

43.

Дженкинс Н., Хауш Т.Дж., Бакнер С., Бергстром Х., Смит С., Кокрейн К.С. и др. Четыре недели тренировок с отягощениями с высокими и низкими нагрузками до отказа в отношении скорости развития крутящего момента, электромеханической задержки и сократительных свойств подергивания. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2016; 16 (2): 135–44.

PubMed PubMed Central Google ученый

44.

Ларош Д.П., Рой С.Дж., Найт, Калифорния, Дики Дж. Л.. У пожилых женщин наблюдается притупление реакции на тренировки с отягощениями, несмотря на снижение коактивации антагонистов. Медико-спортивные упражнения. 2008. 40 (9): 1660–8.

PubMed Google ученый

45.

Пелтонен Х., Уокер С., Лахити А., Хаккинен К., Авела Дж. Изометрические параметры в мониторинге максимальной силы, мощности и тренировок с гипертрофическим сопротивлением. Appl Physiol Nutr Metab. 2018; 43 (2): 145–53.

PubMed Google ученый

46.

Зарас Н.Д., Стасинаки А-нЭ, Красе А.А., Метенитис С.К., Карампатсос Г.П., Георгиадис Г.В. и др. Влияние сужения при легкой и большой нагрузке на результативность в легкой атлетике. J Strength Cond Res. 2014. 28 (12): 3484–95.

47.

Вила-Ча К., Фалла Д., Фарина Д. Поведение двигательных единиц во время субмаксимальных сокращений после шести недель тренировок на выносливость или силовых тренировок.J Appl Physiol. 2010. 109 (5): 1455–66.

PubMed Google ученый

48.

Winchester JB, McBride JM, Maher MA, Mikat RP, Allen BK, Kline DE, et al. Восемь недель баллистических упражнений улучшают силу независимо от изменений в силе и выражении типа мышечных волокон. J Strength Cond Res. 2008. 22 (6): 1728–34.

PubMed Google ученый

49.

Вангсгаард С., Тейлор Дж. Л., Хансен Е. А., Мадлен П.Изменения H-рефлекса и нейромеханических свойств трапециевидной мышцы после 5 недель эксцентрической тренировки: рандомизированное контролируемое исследование. J Appl Physiol. 2014. 116 (12): 1623–31.

PubMed Google ученый

50.

Oliveira AS, Corvino RB, Caputo F, Aagaard P, Denadai BS. Влияние скоростной эксцентрической тренировки с отягощениями на раннюю и позднюю скорость развития силы. Eur J Sport Sci. 2016; 16 (2): 199–205.

PubMed Google ученый

51.

Манолопулос К., Гиссис I, Галазулас С., Манолопулос Э., Патикас Д., Голльхофер А. и др. Влияние комбинированной сенсомоторно-силовой тренировки на силу, равновесие и прыжковые способности футболистов. J Strength Cond Res. 2016; 30 (1): 53–9.

PubMed Google ученый

52.

Циткану С., Спенгос К., Стасинаки А.Н., Зарас Н., Богданис Г., Пападимас Г. и др. Влияние высокоинтенсивной интервальной езды на велосипеде после тренировки с отягощениями на мышечную силу и гипертрофию.Scand J Med Sci Sports. 2017; 27 (11): 1317–27.

CAS PubMed Google ученый

53.

Хиггинс Дж. П., Альтман Д. Г., Гётше П. К., Юни П., Мохер Д., Оксман А. Д. и др. Инструмент Кокрановского сотрудничества для оценки риска систематической ошибки в рандомизированных исследованиях. BMJ. 2011; 343: d5928.

PubMed PubMed Central Google ученый

54.

Ван Катсем М., Дюшато Дж., Эно К.Изменения в поведении отдельных моторных единиц способствуют увеличению скорости сокращения после динамической тренировки у людей. J Physiol. 1998. 513 (1): 295–305.

PubMed PubMed Central Google ученый

55.

Мохер Д., Альтман Д.Г., Либерати А., Тецлафф Дж. Заявление ПРИЗМЫ. Эпидемиология. 2011; 22 (1): 128.

PubMed Google ученый

56.

Del Vecchio A, Negro F, Holobar A, Casolo A, Folland JP, Felici F, et al.Вы так же быстры, как и ваши мотонейроны: скорость набора и максимального разряда мотонейронов определяет максимальную скорость развития силы у человека. J Physiol. 2019; 597 (9): 2445–56.

PubMed Google ученый

57.

Коэн Дж. Статистический анализ мощности для наук о поведении. Абингдон: Рутледж; 2013.

Google ученый

58.

Хиггинс Дж. П., Грин С.Кокрановское руководство для систематических обзоров вмешательств. Хобокен: Уайли; 2011.

Google ученый

59.

DerSimonian R, Laird N. Мета-анализ в клинических испытаниях. Контрольные клинические испытания. 1986. 7 (3): 177–88.

CAS PubMed Google ученый

60.

Алегре Л.М., Хименес Ф., Гонсало-Орден Дж. М., Мартин-Асеро Р., Агуадо X. Влияние тренировок с динамическим сопротивлением на удлинение пучков и изометрическую силу.J Sports Sci. 2006. 24 (05): 501–8.

PubMed Google ученый

61.

Барак Ю., Аялон М., Двир З. Возможность передачи увеличения силы от ограниченного до полного диапазона движения. Медико-спортивные упражнения. 2004. 36 (8): 1413–20.

PubMed Google ученый

62.

Хафф Г.Г., Джексон Дж. Р., Кавамори Н., Карлок Дж. М., Хартман М. Дж., Килгор Дж. Л. и др. Характеристики кривой силы-время и гормональные изменения в течение одиннадцатинедельного тренировочного периода у элитных тяжелоатлеток.J Strength Cond Res. 2008. 22 (2): 433–46.

PubMed Google ученый

63.

Хартманн Х., Боб А., Вирт К., Шмидтблейхер Д. Влияние различных моделей периодизации на скорость развития силы и силовую способность верхней конечности. J Strength Cond Res. 2009. 23 (7): 1921–32.

PubMed Google ученый

64.

Hartmann H, Wirth K, Klusemann M, Dalic J, Matuschek C, Schmidtbleicher D.Влияние глубины приседания на прыжковые характеристики. J Strength Cond Res. 2012. 26 (12): 3243–61.

PubMed Google ученый

65.

Кубо К., Канехиса Х., Ито М., Фукунага Т. Влияние изометрической тренировки на эластичность структур сухожилий человека in vivo. J Appl Physiol. 2001. 91 (1): 26–32.

CAS PubMed Google ученый

66.

Ламас Л., Угринович С., Родацки А., Перейра Г., Маттос Е.С., Кон А.Ф. и др.Влияние силовых и силовых тренировок на нервно-мышечную адаптацию, характер прыжков и производительность. J Strength Cond Res. 2012. 26 (12): 3335–44.

PubMed Google ученый

67.

Лэрд Р.Х., Элмер Д.Д., Барберио, доктор медицины, Салом Л.П., Ли К.А., Паско Д.Д. Оценка улучшения показателей после тренировки с отягощениями или одновременной тренировки на основе интервалов спринта. J Strength Cond Res. 2016; 30 (11): 3057–65.

PubMed Google ученый

68.

Mangine GT, Hoffman JR, Wang R, Gonzalez AM, Townsend JR, Wells AJ, et al. Интенсивность и объем тренировки с отягощениями влияют на скорость развития силы у мужчин, тренирующихся с отягощениями. Eur J Appl Physiol. 2016; 116 (11–12): 2367–74.

PubMed Google ученый

69.

Миккола Дж., Руско Х., Искьердо М., Горостиага Э., Хаккинен К. Нервно-мышечная и сердечно-сосудистая адаптация во время одновременных тренировок силы и выносливости у нетренированных мужчин.Int J Sports Med. 2012; 33 (09): 702–10.

CAS PubMed Google ученый

70.

Oliveira FB, Oliveira AS, Rizatto GF, Denadai BS. Тренировка с отягощениями для взрывной и максимальной силы: влияние на раннюю и позднюю скорость развития силы. J Sports Sci. 2013; 12 (3): 402.

Google ученый

71.

Пелтонен Х., Уокер С., Хакни А.С., Авела Дж., Хаккинен К. Повышенная скорость развития силы во время периодизированной максимальной силы и силовых тренировок сугубо индивидуальна.Eur J Appl Physiol. 2018; 118 (5): 1033–42.

PubMed Google ученый

72.

Ребутини В.З., Перейра Г., Борер Р.С., Угринович С., Родацки А.Л. Плиометрические прыжки в длину с прогрессивной нагрузкой улучшают кинетические и кинематические параметры старта плавания. J Strength Cond Res. 2016; 30 (9): 2392–8.

PubMed Google ученый

73.

Ruas CV, Brown LE, Lima CD, Costa PB, Pinto RS.Влияние трех различных протоколов тренировки мышечной активности на соотношение силы и производительности колен. J Strength Cond Res. 2018; 32 (8): 2154–65.

PubMed Google ученый

74.

Stone MH, Sanborn K, O’Bryant HS, Hartman M, Stone ME, Proulx C., et al. Максимальные соотношения силы и мощности у студенческих метателей. J Strength Cond Res. 2003. 17 (4): 739–45.

PubMed Google ученый

75.

Томпсон Б.Дж., Сток М.С., Шилдс Д.Э., Луэра М.Дж., Мунайер И.К., Мота Д.А. и др. Тренировка становой тяги со штангой увеличивает скорость развития крутящего момента и выполнение вертикальных прыжков у новичков. J Strength Cond Res. 2015; 29 (1): 1–10.

PubMed Google ученый

76.

Вирт К., Кейнер М., Сзилвас Э., Хартманн Х., Сандер А. Влияние эксцентрической силовой тренировки на различные максимальные силовые и скоростно-силовые параметры нижней конечности.J Strength Cond Res. 2015; 29 (7): 1837–45.

PubMed Google ученый

77.

Вирт К., Кейнер М., Хартманн Х., Сандер А., Микель С. Влияние 8-недельных силовых тренировок со свободным весом и на тренажерах на силовые и силовые показатели. J Hum Kinet. 2016; 53 (1): 201–10.

PubMed PubMed Central Google ученый

78.

Mueller SM, Aguayo D, Zuercher M, Fleischmann O, Boutellier U, Auer M, et al.Интервальные тренировки высокой интенсивности с вибрацией в качестве интервалов отдыха уменьшают атрофию волокон и предотвращают снижение анаэробной производительности. PLoS ONE. 2015; 10 (2): e0116764.

PubMed PubMed Central Google ученый

79.

Nie W, Zou L. Эффекты силовых тренировок с пневматическим отягощением у менее активных мужчин. Форум M&D. 2010: 225–7.

80.

Balshaw TG, Massey GJ, Maden-Wilkinson TM, Tillin NA, Folland JP.Специфичные для тренировки функциональные, нейронные и гипертрофические адаптации к взрывному против. Силовая тренировка с устойчивым сокращением. J Appl Physiol. 2016; 120 (11): 1364–73.

81.

Кэрролл К.М., Бернардс Дж. Р., Базилер С.Д., Табер С.Б., Стюарт Калифорния, ДеВиз Б.Х. и др. Различия в результатах тренировок с отягощениями с использованием максимума повторения или относительной интенсивности. Int J Sports Physiol Perform. 2018; 2018: 1–28.

82.

Дерингер Дж. Р., Джонсон С., Норкорсс М. Ф., Хоффман Массачусетс.Плиометрические упражнения из программы профилактики передней крестообразной связки колена на скорость развития изометрического момента и высоту вертикального прыжка. Интернет J Allied Health Sci Pract. 2018; 16: 1.

83.

Мости М.П., Карлсен Т., Аас Э., Хофф Дж., Стунес А.К., Сиверсен У. Тренировка максимальной силы улучшает минеральную плотность костей и нервно-мышечные характеристики у молодых взрослых женщин. J Strength Cond Res. 2014. 28 (10): 2935–45.

PubMed Google ученый

84.

Терзис Дж., Спенгос К., Метенитис С., Аагаард П., Карандреас Н., Богданис Г. Ранняя интерференция между бегом низкой интенсивности и силовой тренировкой у умеренно тренированных женщин. Eur J Appl Physiol. 2016; 116 (5): 1063–73.

PubMed Google ученый

85.

Вандерка М., Лонгова К., Олас Д., Крчмар М., Уокер С. Повышение максимальной силы, вертикальных прыжков и результатов спринта после 8 недель тренировок приседаний с прыжками с индивидуальными нагрузками.J Sci Med Sport. 2016; 2016: 15.

86.

Зарас Н.Д., Стасинаки А.-Н.Е., Метенитис С.К., Красе А.А., Карампатсос Г.П., Георгиадис Г.В. и др. Скорость развития силы, мускулатура и результативность у молодых соревновательных легкоатлетов. J Strength Cond Res. 2016; 30 (1): 81–92.

87.

Богданис Г.К., Цукос А., Метенитис С.К., Селима Е., Велигекас П., Терзис Г. Влияние малой объемной изометрической комплексной тренировки жима ногами с двумя углами колена на соотношение силы и угла и скорость развития силы.Eur J Sport Sci. 2019; 19 (3): 345–53.

PubMed Google ученый

88.

Гордон Дж. П., Томпсон Б. Дж., Крейн Дж. С., Брессель Е., Вагнер Д. Влияние изокинетической эксцентрической тренировки по сравнению с традиционной тренировкой с отягощениями нижней части тела на функцию мышц: изучение модели краткосрочной тренировки с несколькими суставами. Appl Physiol Nutr Metab. 2018; 44 (2): 118–26.

PubMed Google ученый

89.

Хорнсби В.Г., Джентлз Дж. А., Макдональд С. Дж., Мизугучи С., Рэмси М. В., Стоун М. Х. Изменения максимальной силы, скорости развития силы, высоты прыжка и пиковой мощности у тяжелоатлетов за пять месяцев тренировок. Спорт (Базель, Швейцария). 2017; 5: 4.

90.

Levernier G, Laffaye G. Четыре недели тренировки пальцевого захвата увеличивают скорость развития силы и максимальную силу у элитных скалолазов и скалолазов мирового уровня. J Strength Cond Res. 2017.

91.

Suchomel TJ, Nimphius S, Stone MH.Важность мышечной силы в спортивной деятельности. Sports Med. 2016; 46 (10): 1419–49.

PubMed Google ученый

92.

Young WB, Bilby GE. Влияние произвольных усилий на влияние скорости сокращения на развитие силы, мышечной силы и гипертрофии. J Strength Cond Res. 1993. 7 (3): 172–8.

Google ученый

93.

Holviala JH, Häkkinen A, Alen M, Sallinen J, Kraemer WJ, Häkkinen K.Влияние длительных и поддерживающих силовых тренировок на выработку силы, ходьбу и равновесие у стареющих женщин и мужчин. Scand J Med Sci Sports. 2014; 24 (1): 224–33.

CAS PubMed Google ученый

94.

Джентил П., Арруда А., Соуза Д., Гиссинг Дж., Паоли А., Фишер Дж. И др. Есть ли практическое применение метааналитических результатов в силовых тренировках? Front Physiol. 2017; 8: 1.

PubMed PubMed Central Google ученый

95.

Поле А. Страх возвращается в мега-глупый. Health Psychol Rev.2015; 9 (1): 15–20.

PubMed Google ученый

96.

De Ruiter C, Kooistra R, Paalman M, De Haan A. Начальная фаза развития максимального произвольного и электрически стимулированного крутящего момента разгибания колена при разных углах колена. J Appl Physiol. 2004. 97 (5): 1693–701.

PubMed Google ученый

97.

Duchateau J, Baudry S. Максимальная скорость разряда двигательных единиц определяет максимальную скорость развития силы во время баллистических сокращений у человека. Front Hum Neurosci. 2014; 8: 234.

PubMed PubMed Central Google ученый

98.

Корми П., Макгиган М.Р., Ньютон РУ. Адаптация к спортивным результатам после баллистической силовой тренировки в сравнении с силовой тренировкой. Медико-спортивные упражнения. 2010. 42 (8): 1582–98.

PubMed Google ученый

99.

Блазевич А. Являются ли скорость тренировки и схема движений важными детерминантами увеличения скорости развития силы мышц? Eur J Appl Physiol. 2012; 112 (10): 3689–91.

PubMed Google ученый

100.

Огасавара Р., Ясуда Т., Исии Н., Абэ Т. Сравнение мышечной гипертрофии после 6-месячных непрерывных и периодических силовых тренировок. Eur J Appl Physiol. 2013. 113 (4): 975–85.

PubMed Google ученый

101.

Jidovtseff B, Harris NK, Crielaard J-M, Cronin JB. Использование зависимости нагрузки от скорости для прогнозирования 1ПМ. J Strength Cond Res. 2011; 25 (1): 267–70.

PubMed Google ученый

102.

Рея М.Р., Алвар Б.А., Беркетт Л.Н., Болл С.Д. Мета-анализ для определения реакции на дозу для развития силы. Медико-спортивные упражнения. 2003. 35 (3): 456–64.

PubMed Google ученый

Упражнения с переменным сопротивлением | Энциклопедия.com

Мышечная сила определяется как максимальная сила, которую может развить мышца или группа мышц при сопротивлении. В атлетической тренировке сопротивление может принимать одну из двух форм: постоянное сопротивление или переменное сопротивление.

Постоянное сопротивление — это форма тренировки, при которой сопротивление, направленное на целевую мышцу или группу мышц, не меняется в зависимости от диапазона спортивных движений. Подъем свободных тяжестей — пример постоянного сопротивления. В упражнении с постоянным сопротивлением генерируемая мышечная сила и влияние сопротивления на мышцу непостоянны.Пример эффекта постоянного сопротивления можно найти в простом сгибании со свободным весом с использованием обычной гантели. В начале упражнения мышцы руки, в первую очередь бицепс, тянут вес вверх. Есть точка, когда поднимается гантель, где сопротивление мышцы наибольшее; при движении до и после этой максимальной точки сила сопротивления намного меньше. В конце упражнения на бицепс оказывается небольшое сопротивление или оно отсутствует.

Переменное сопротивление требует приложения силы разной степени к целевой мышце для создания постоянного сопротивления, заставляющего мышцу работать усерднее, чтобы соответствовать требованиям упражнения.При сгибании рук с переменным сопротивлением силы, прикладываемые к бицепсу, являются переменными на каждой стадии сгибания, чтобы поддерживать одинаковое сопротивление на протяжении всей траектории движения.

Упражнения с переменным отягощением предназначены для максимального задействования мышц. В основе эффективности упражнений с переменным сопротивлением лежит взаимосвязь между интенсивностью, требуемой от спортсмена, и объемом выполняемой работы с отягощениями. Упражнения с сопротивлением обычно выполняются с использованием специализированных тренажеров, которые позволяют контролировать все движения, генерирующие силу.

Тренажеры могут быть предназначены для тренировки любой группы мышц тела. Тренажеры, которые изолируют грудные мышцы с помощью жима лежа, дельтовидных мышц и тренажера для разгибания плеч, являются тремя из множества моделей, имеющихся в продаже. Общими чертами тренажеров с переменным сопротивлением являются наличие тросов, шкивов или других устройств для создания вариативности в сочетании с размещением пользователя в фиксированном положении, чтобы гарантировать, что пользователь не может задействовать другие группы мышц, чтобы помочь в завершении тренировки. предписанные движения.

Тренировки с переменным сопротивлением также стремятся извлечь выгоду из того факта, что сила, присущая развитию большей силы, имеет два аспекта: внутренние силы, которые генерируются в суставе для создания силы, и внешняя сила, создаваемая сопротивлением.

Успех тренировки с переменным отягощением основан на принципе регулирования количества работы на единицу времени тренировки. Тренировка с переменным сопротивлением предназначена для использования силы пользователя в скоординированном движении.Повторение этих скоординированных движений — это средство улучшения взаимоотношений между мозгом и мышцами, которыми он управляет в упражнении. Повторения также помогают исключить влияние внешних раздражителей на выполнение движения. Этот прогресс в упражнениях, которые подвергают тело воздействию переменных сил, в конечном итоге улучшает спортивные навыки.

Одним из самых известных в мире тренажеров с переменным диапазоном является линия Universal, разработанная в начале 1970-х годов доктором Дж.Гидеон Ариэль, специалист по биомеханике. Тренажеры Universal созданы на основе двух принципов, которые определяют их применение в развитии мышц. Первый принцип заключается в том, что упражнения с отягощениями наиболее эффективны, когда для выполнения упражнения требуется несколько суставов. Второй принцип — это понятие взрывных повторений — для достижения максимального уровня умственной концентрации и получения максимальных уровней активности мышечных волокон для оптимальной работы.

Использование нескольких суставов в тренировке с отягощениями требует от тела развития силы, позволяющей противодействовать силам, прилагаемым тренажером, во всем диапазоне движений при каждом повторении.Когда эти повторения необходимо выполнять как можно быстрее, не жертвуя соблюдением правильной формы или иным образом не нарушая желаемый диапазон движений, спортсмен будет вынужден реагировать с большей скоростью. Чем быстрее атлет должен отреагировать на сопротивление, направленное на целевую мышцу, тем быстрее сработают отдельные мышцы.