Расчет бжу при наборе массы: расчет нормы БЖУ для набора мышечной массы

Содержание

расчет нормы БЖУ для набора мышечной массы

Опубликовано: 05.02.2020Время на чтение: 6 минут2388

Зачем нужно знать БЖУ

Для начала пара слов специально для тех, кто планирует набирать мышечную массу, но уже обладает излишней массой тела из-за жировых отложений. Распространенный миф о том, что жир можно перегнать на мышцы, не имеет под собой никаких научных обоснований. Именно поэтому тренировки нужно сочетать с питанием, в котором будет выражен дефицит калорий. И только после похудения можно будет переходить к силовым нагрузкам и на другой рацион. Сколько нужно БЖУ для набора мышечной массы? Все зависит от возраста, роса, веса и пола спортсмена. Например, мужчине со средним телосложением необходимо 3150 калорий, из них:

  • 150 г белка;
  • 375 г углеводов;
  • 115 г жиров.

Итогом такого усиленного питания в сочетании с регулярными нагрузками наверняка станет быстрый рост мышц.

Основы правильного питания для набора мышечной массы

Чтобы добиться желаемого результата и обзавестись красивым рельефным телом, необходимо помнить о соотношении БЖУ.

Неплохо бы не забывать и о калорийности: от этого показателя зависит энергетическая ценность продукта. Правда, есть ряд блюд, которые помогают надолго насытить организм необходимой энергией и при этом обладают очень невысоким содержанием килокалорий. В их число входят протеиновые коктейли. Компания Herbalife Nutrition разработала «Формулу 1» специально для тех, кто следит за массой своего тела. В зависимости от подобранного рациона коктейль поможет сбросить, набрать или сохранить вес.** Дело в его составе: высокое содержание растительного протеина обеспечивает организм необходимым белком, который является главным строительным материалом клеток. Худеющим коктейль помогает насытиться и долго не вспоминать о голоде; тем, кто выбрал рацион для набора массы, – ускорить процессы построения рельефных мышц.

Калории

Даже самый лучший спортивный коктейль не способен дать выраженного результата, если вся энергия уйдет на тренировку. Для того чтобы мышцы росли, организм должен получать больше калорий, чем он потеряет.

Для набора мышечной массы необходимо посчитать нужное число килокалорий. Сделать это можно при помощи простых формул или удобных калькуляторов. К получившемуся числу нужно будет прибавить от 10 до 20 % (в зависимости от исходных данных). Результатом подсчетов станет то количество калорий, которое необходимо употреблять в течение суток для роста мышц. Главное – не забывать о тренировках и рациональном подходе.

Это важно! Оптимальными способами приготовления еды для набора мышечной массы считаются тушение, готовка на пару, запекание в рукаве и отваривание. Жареная, приготовленная на гриле или во фритюре пища считается вредной для здоровья.

Белки

Основным строительным материалом для роста мышц служит белковая пища. При занятии силовыми видами спорта и тренировками, направленными на набор мышечной массы, употребление белка нужно держать на уровне 2–2,5 граммов на килограмм собственного веса. Однако начать рекомендуется с меньшего количества и наблюдать за результатами. Если мышцы растут медленно, содержание белков в рационе можно повысить. Традиционными продуктами для диеты атлета являются:

  • куриная грудка;
  • рыба;
  • говядина;
  • творог;
  • яичные белки;
  • фасоль;
  • гречиха;
  • нут.

Получить суточную норму белков также просто из протеиновых коктейлей. Herbalife Nutrition предлагает включить в рацион «Формулу 1». Больше десятка разнообразных вкусов и удобный способ приготовления – идеальный выбор для тех, кто ищет способ правильно рассчитать БЖУ и употреблять необходимое количество белка.

Жиры

В рационе обязательно должны быть полезные аминокислоты группы омега-3. Именно они помогают организму справиться со стрессом перегрузок, предотвращают травматизацию тканей и помогают восстановиться после тренировок. Кроме того, полиненасыщенные жирные кислоты необходимы для нормальной работы мозга и сердечно-сосудистой системы. Таких полезных жиров в повседневном рационе должно быть не менее 1–2 граммов на килограмм собственного веса. При этом от сливочного масла, майонеза и других соусов, а также фастфуда придется полностью отказаться. Источники ценной омеги – это:

  • авокадо,
  • орехи,
  • растительные масла,
  • рыбий жир.

Кстати, именно в последнем содержится рекордная доза кислот омега-3. Ежедневно получить необходимое количество аминокислоты можно с помощью «Гербалайфлайн Макс»*. Дополнительно в продукте содержатся эфирные масла тимьяна и мяты, которые освежают вкус продукта.

Углеводы

Это основной источник энергии для человеческого организма. Некоторые спортсмены стараются снизить употребление углеводов или вовсе исключить их из рациона, однако это крайне неправильный подход. Для того чтобы набрать мышечную массу, в норме БЖУ самый большой процент будет приходиться именно на эту составляющую. Необходимо употреблять от 4–6 граммов углеводов на 1 килограмм собственного веса.

Это важно! Углеводы выполняют многообразные, жизненно необходимые для организма функции. Основная из них – обеспечение клеток энергией благодаря синтезу глюкозы. От этого вещества в большей степени зависит мозг. Ему необходимо не менее 100 г глюкозы в сутки.

Именно поэтому при дефиците углеводов наблюдается быстрая утомляемость, апатия, перепады настроения и сонливость. Если вы хотите добиться быстрого результата в тренажерном зале, отказываться от этого важного составляющего баланса БЖУ для набора массы нельзя.

Составляем правильный рацион

Нужно понимать, что цифры и расчеты – это отправная точка, более точные показатели Вам помогут определить консультанты Herbalife Nutrition, которые помогут провести wellness тест и составить Ваш индивидуальный план сбалансированного питания. Важно, чтобы в рационе всегда присутствовало достаточное количество овощей, фруктов и злаков, кисломолочной и мясной продукции в сочетании с продуктами Herbalife Nutrition. Например, протеиновые коктейли Herbalife Nutrition можно употреблять в качестве полноценного обеда (для тех, кто хочет похудеть) или прибавлять к основному рациону (тем, кто планирует прокачать мышцы). В ассортименте компании есть напитки с различными вкусами. Расчет БЖУ – это отличный способ разобраться, как именно должно выглядеть ваше регулярное меню. Но это далеко не основной фактор, влияющий на результативность силовых нагрузок.

Дополнительные рекомендации

Чтобы тренировки приносили очевидную пользу, необходимо придерживаться плана питания и помнить о нескольких важных советах от бывалых бодибилдеров.

  1. Соблюдать режим дня. Восьмичасовой сон – отличный способ наладить естественные процессы метаболизма и избежать перегрузок во время тренировки.
  2. Пить больше воды. Для того чтобы организм функционировал нормально, ему необходимо употреблять минимум полтора литра чистой жидкости ежедневно. Это может быть напиток на основе алоэ, травяной напиток, зеленый чай, растительный напиток без сахара или отвар шиповника.
  3. Гулять. Прогулки на свежем воздухе нужны не только людям с сидячим образом жизни. Ходьба запускает процесс жиросжигания, укрепляет сердечно-сосудистую и дыхательную системы.

И, конечно, не бросайте тренировки, если не видите выраженных результатов. Попробуйте включить в рацион больше белков или углеводов, следите за своим состоянием, продолжайте заниматься физическими нагрузками, и тело вскоре приобретет желаемый рельеф.

* БАД. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМ СРЕДСТВОМ

** Любые утверждения в отношении контроля веса относятся к Программе контроля веса Herbalife Nutrition, включающей, помимо прочего, сбалансированную диету, регулярные физические упражнения, ежедневное потребление необходимого количества жидкости, употребление пищевых добавок в случае необходимости и достаточный отдых. Все результаты индивидуальны и могут различаться.


Узнайте, как питаться
сбалансированно
и контролировать
свой весУзнать больше 2020-02-05

Автор: Будь в Форме

Оцените материал!

Добавить отзыв

Что учитывается при наборе массы БЖУ или калории?

Консультация

Доброго времени!

Пытаюсь набирать мышечную массу - но вводит в ступор рекомендации по калориям и БЖУ.

Если при наборе основываться на БЖУ (2.5- 3гр. белка на кг. веса, 1-1. 5гр. жиров, и 5-7гр. углеводов) - то даже при 5 (нормальных) приёмах пищи в сутки - свою норму для роста я не добираю ( основываясь на профиците калорий). Казалось бы, БЖУ употреблено более чем достаточно - но если смотреть на калорийность, то её получается в серьёзном недоборе.

Если основываться на калориях - то приходится принимать большое кол- во жирной пищи, и только так вырабатывать профицит для набора массы ( что как то глупо, расти за счёт жира...)

Теперь приведу конкретный пример, чтобы вопрос был понятнее изложен:

Мой вес 60 кг, тип - эктоморф (на 70% точно), 27 лет.

Съедаю за сутки: 110-120гр. белка, 60-80гр. жиров, 300-340гр. углеводов. Итого 2200 калорий. 5 приёмов пищи в день...

(рацион куриная грудка, яйца, хлеб, рис, гречка, овсянка, макароны+ клечатка)

С точки зрения БЖУ, для роста мышечной массы - всё вроде бы отлично? На 60 кг. минимум жиров, достаточно белка и более чем углеводов.

Но вот тут и суть вопроса - на всех спортивных форумах, все известные спортсмены говорят о том, что нужно создавать профицит калорий. И по тем формулам о которых все говорят, на мой весь ( 60 кг.) нужно съедать по 2800-3200 кал, и именно это будет давать хороший прирост мышечной массы.

Я питаюсь 5 раз в день, и набираю всего 2200 кал. И это при том что даже такое питание даётся с огромным трудом ( одни только сложные углеводы чего стоят). А вот для того чтобы набирать по 3000 кал. мне приходится есть что то жирное (жареная свинина, например) и только тогда я дохожу до этих цифр.

Поясните пожалуйста, очень волнует эта тема. На чём же всё таки основываться и от чего исходить.

Питание на сушке. Как рассчитать БЖУ

И так, как правильно питаться мы уже знаем, теперь нам нужно сбросить лишние килограммы, а для этого нам нужно знать сколько калорий потреблять в день чтоб наш жир постепенно таял как снег весной.

Ни для кого не секрет что для того чтоб наш организм начал сжигать жир нужно создать недостаток калорий. Но так же не забываем что он у нас очень запасливый и очень рационально использует внутренние ресурсы, и в первую очередь будет стремится убрать мышечную массу, а лишь затем жир. Но ведь нам это не нужно, мы же хотим не просто худое тело но и красивое, поэтому интенсивные физические нагрузки позволят нам сохранить, а при большом желании и немного нарастить мышцы. При физическом воздействии наш организм будет чувствовать нужду в мышцах и в качестве топлива будет уходить жир.

И так ниже мы приведем расчет потребления калорий для питания на сушке:

1. Сначала нам нужно рассчитать уровень своего метаболизма.

Уровень Метаболизма для женщин = 655 + (9,6 x вес в кг.) + (1,8 x рост в см.) – (4,7 x возраст в годах)
Уровень Метаболизма для мужчин = 66 + (13,7 х вес тела) + (5 х рост в см.) — (6,8 х возраст в годах)

Полученный результат умножаем на коэффициент активности:

Низкая (сидячий образ жизни) – 1,20
Малая (1-3 раза в неделю легкие тренировки) – 1,38
Средняя (1-5 раза в неделю умеренные тренировки) – 1,55
Высокая (5-7 раза в неделю интенсивные тренировки) – 1,73

Затем уберите 500 ккал и вы получите свою дневную норму калорий (например получилось 2000 ккал).

2. Расчет коридора калорий

Далее делаем диапазон калорий, чтобы можно было свободнее питаться.
Калории Для Похудения — 250 = Нижний Предел (НП)
Калории Для Похудения + 100 = Верхний Предел (ВП)

Итак диапазон для похудения если взять как пример 2000 ккал, получится от 1750 до 2100 ккал в день.

3. Расчет БЖУ (Белки, Жиры, Углеводы).

Нам известно, что 1 грамм жира — это 9 ккал, 1 грамм белков и углеводов — 4 ккал

Белки: должны составлять от 30% до 35% от калорий в день
Жиры: должны составлять от 15% до 20% от калорий в день
Углеводы: должны составлять от 45% до 50% от калорий в день

Исходя из этого, считаем:
Белки (НП) = (1750 · 0,30) / 4 = 131 г. Белки (ВП) = (2100 · 0,35) / 4 = 180 г.
Жиры (НП) = (1750 · 0,15) / 9 = 29 г. Жиры (ВП) = (2100 · 0,20) / 9 = 46 г.
Углеводы (НП) = (1750 · 0,45) / 4 = 197 г. Углеводы (ВП) = (2100 · 0,50) / 4 = 262 г.

Ну вот теперь мы знаем сколько нам нужно потреблять калорий на сушке, но не забываем что эти калории нужно брать из правильных продуктов, поэтому смотрим таблицу БЖУ и калорий в продуктах питания.

Закон Гесса и расчеты изменения энтальпии

ЗАКОН HESS И РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ

 

Эта страница объясняет закон Гесса и использует его для выполнения некоторых простых расчетов изменения энтальпии, включающих изменения энтальпии реакции, образования и горения.

 

Закон Гесса

Закон Гесса

Закон Гесса - самый важный закон в этой части химии.Из него следует большинство расчетов. Это говорит. . .

Изменение энтальпии, сопровождающее химическое изменение, не зависит от пути, по которому происходит химическое изменение.
 

Объяснение закона Гесса

Закон Гесса гласит, что если вы конвертируете реагенты A в продукты B, общее изменение энтальпии будет точно таким же, независимо от того, делаете ли вы это за один шаг, два шага или сколько угодно шагов.

Если вы посмотрите на изменение на диаграмме энтальпии, это на самом деле довольно очевидно.

Здесь показаны изменения энтальпии для экзотермической реакции с использованием двух разных способов перехода от реагентов A к продуктам B. В одном случае вы выполняете прямое преобразование; в другом - вы используете двухэтапный процесс с участием некоторых промежуточных продуктов.

В любом случае общее изменение энтальпии должно быть одинаковым, поскольку оно определяется относительным положением реагентов и продуктов на диаграмме энтальпии.

Если вы перейдете через промежуточные продукты, вам для начала придется подвести немного дополнительной тепловой энергии, но вы получите ее снова на втором этапе последовательности реакций.

Сколько бы стадий ни протекала реакция, в конечном итоге общее изменение энтальпии будет таким же, потому что положения реагентов и продуктов на диаграмме энтальпии всегда будут одинаковыми.


Примечание: Возможно, меня сбивает с толку то, что я переключаюсь между терминами энтальпия и энергия. Изменение энтальпии - это просто особая мера изменения энергии. Вы помните, что изменение энтальпии - это тепло, выделяющееся или поглощаемое во время реакции, происходящей при постоянном давлении.

Я обозначил вертикальный масштаб на этой конкретной диаграмме как энтальпию, а не как энергию, потому что мы специально думаем об изменениях энтальпии. Я мог бы просто использовать более общий термин «энергия», но я предпочитаю быть точным.



Вы можете выполнять вычисления, представляя их в виде диаграмм энтальпии, как указано выше, но есть гораздо более простой способ сделать это, практически не требующий размышлений.

Вы можете записать диаграмму выше как:

Закон Гесса гласит, что общее изменение энтальпии в этих двух маршрутах будет одинаковым.Это означает, что если вам уже известны два значения изменения энтальпии для трех отдельных реакций, показанных на этой диаграмме (три черные стрелки), вы можете легко вычислить третью - как вы увидите ниже.

Большим преимуществом этого способа является то, что вам не нужно беспокоиться об относительном расположении всего на диаграмме энтальпии. Совершенно неважно, является ли конкретное изменение энтальпии положительным или отрицательным.

Предупреждения!

Хотя большинство вычислений, с которыми вы столкнетесь, впишутся в треугольную диаграмму, подобную приведенной выше, вы также можете столкнуться с другими немного более сложными случаями, требующими большего количества шагов.Это не усложняет задачу!

Вам нужно внимательно выбрать два маршрута. Шаблон , а не всегда будет выглядеть так, как показано выше. Вы увидите это в примерах ниже.

 

Расчет изменения энтальпии с использованием циклов закона Гесса

Я могу дать здесь только краткое введение, потому что это подробно описано в моей книге расчетов по химии.

 

Расчет изменения энтальпии образования из изменений энтальпии горения

Если вы читали предыдущую страницу в этом разделе, вы, возможно, помните, что я упоминал, что стандартное изменение энтальпии образования бензола невозможно измерить напрямую. Это потому, что углерод и водород не вступают в реакцию с образованием бензола.


Важно: Если вы не знаете (не слишком много об этом задумываясь) точно, что подразумевается под стандартным изменением энтальпии образования или горения, вы, , должны разобраться с этим сейчас. Перечитайте страницу об определениях изменения энтальпии, прежде чем идти дальше - и изучите их !


Стандартные изменения энтальпии сгорания, ΔH ° c , относительно легко измерить.Для бензола, углерода и водорода это:

ΔH ° c (кДж моль -1 )
C 6 H 6 (л) -3267
C (с) -394
H 2 (г) -286

Сначала вы должны разработать свой цикл.

  • Запишите изменение энтальпии, которое вы хотите найти, в виде простого горизонтального уравнения и запишите ΔH над стрелкой.(В диаграммах такого типа мы часто пропускаем стандартный символ, чтобы не загромождать.)

  • Затем поместите остальную информацию, которая у вас есть, на ту же диаграмму, чтобы создать цикл закона Гесса, записывая известные изменения энтальпии поверх стрелок для каждого из других изменений.

  • Наконец, найдите на диаграмме два маршрута, всегда идущих в соответствии с потоком различных стрелок. Ни одна из стрелок маршрута никогда не должна идти в направлении, противоположном одной из стрелок уравнения под ней.

В данном случае мы пытаемся найти стандартное изменение энтальпии образования бензола, так что уравнение идет горизонтально.

 

Вы заметите, что я не потрудился включить кислород, в котором сжигаются различные предметы. Количество кислорода не критично, потому что вы все равно просто используете его избыток, и его включение действительно сбивает диаграмму.

Почему я нарисовал рамкой углекислый газ и воду в нижней части цикла? Я делаю это, если не могу заставить все стрелки указывать именно на то, что нужно.В этом случае нет очевидного способа заставить стрелку от бензола указывать на и углекислый газ, и воду. Рисовать коробку не обязательно - я просто считаю, что это помогает мне легче понять, что происходит.

Обратите внимание, что вам, возможно, придется умножить используемые вами числа. Например, стандартные изменения энтальпии сгорания начинаются с 1 моля вещества, которое вы сжигаете. В этом случае уравнения требуют, чтобы вы сожгли 6 моль углерода и 3 моля молекул водорода.Забыть об этом - вероятно, самая распространенная ошибка, которую вы, вероятно, совершите.

Как были выбраны эти два маршрута? Помните, что вы должны плыть по течению стрел. Выберите начальную точку как угол, из которого выходят только стрелки. Выберите конечную точку как угол, в который прибывают только стрелки.

Теперь сделаем расчет:

Закон Гесса гласит, что изменения энтальпии на двух маршрутах одинаковы. Это означает, что:

ΔH - 3267 = 6 (-394) + 3 (-286)

Перестановка и решение:

ΔH = 3267 + 6 (-394) + 3 (-286)

ΔH = +45 кДж моль -1


Примечание: Если у вас хорошая память, вы, возможно, помните, что я дал цифру +49 кДж моль -1 для стандартного изменения энтальпии образования бензола на более ранней странице этого раздела.Так почему этот ответ отличается?

Основная проблема здесь в том, что я принял значения энтальпий сгорания водорода и углерода до трех значащих цифр (обычно это делается в расчетах на этом уровне). Это вносит небольшие ошибки, если вы просто берете каждую цифру один раз. Однако здесь вы умножаете ошибку в значении углерода на 6, а ошибку в значении водорода на 3. Если вам интересно, вы можете переработать расчет, используя значение -393,5 для углерода и -285.8 для водорода. Это дает ответ +48,6.

Так почему я вообще не использовал более точные значения? Потому что я хотел проиллюстрировать эту проблему! Ответы, которые вы получаете на подобные вопросы, часто немного нечеткие. Причина обычно кроется либо в ошибках округления (как в данном случае), либо в том, что данные могли быть получены из другого источника или источников. Попытка получить согласованные данные может быть немного кошмаром.



Расчет изменения энтальпии реакции по изменениям энтальпии образования

Это наиболее частое использование простых циклов закона Гесса, с которым вы, вероятно, столкнетесь.

В этом случае мы собираемся рассчитать изменение энтальпии для реакции между этеном и газами хлористого водорода, чтобы получить газообразный хлорэтан, исходя из стандартных значений энтальпии образования, указанных в таблице. Если вы никогда раньше не сталкивались с такой реакцией, это не имеет значения.

ΔH ° f (кДж моль -1 )
C 2 H 4 (г) +52,2
HCl (г) HCl (г) -92.3
C 2 H 5 Cl (г) -109

Примечание: Я не очень доволен стоимостью хлорэтана! Источники данных, которые я обычно использую, дают широкий диапазон значений. Я выбрал среднее значение из электронной книги по химии NIST. Эта неопределенность никоим образом не влияет на то, как вы проводите вычисления, но ответ может быть не совсем правильным - не цитируйте его, как будто это было правильным .


В приведенном ниже цикле эта реакция написана горизонтально, и значения энтальпии образования добавлены для завершения цикла.

 

Опять же, обратите внимание на рамку, нарисованную вокруг элементов внизу, потому что невозможно аккуратно соединить все отдельные элементы с соединениями, которые они образуют. Будьте осторожны, подсчитав все атомы, которые вам нужно использовать, и убедитесь, что они записаны так, как они встречаются в элементах в их стандартном состоянии.Вы не должны, например, записывать водород как 5H (г), потому что стандартное состояние для водорода - H 2 .


Примечание: По правде говоря, если я сам вычисляю этот тип энтальпии (никто не смотрит!), Я обычно пишу слово «элементы» в нижнем поле, чтобы не беспокоиться о том, сколько именно Все, что мне нужно. Однако я бы опасался делать это на экзамене.


А теперь расчет.Просто запишите все изменения энтальпии, составляющие два маршрута, и приравняйте их.

+52,2 - 92,3 + ΔH = -109

Перестановка и решение:

ΔH = -52,2 + 92,3 - 109

ΔH = -68,9 кДж моль -1


Примечание: Я боюсь, что это все, что я чувствую, я могу дать вам по этой теме, не рискуя продать мою книгу или не нарушив контракта с моими издателями. К сожалению, вам недостаточно быть уверенным в том, что вы сможете каждый раз производить эти вычисления.Помимо всего прочего, вам понадобится много практики.

Я говорил об этом более мягко в книге, с множеством примеров. Если бы вы решили проработать главу 5 книги, вы были бы уверены, что сможете выполнить любой расчет химической энергии, который вам дали.

Очевидно, я предвзято, но я настоятельно рекомендую вам либо купить книгу, либо получить копию в вашей школе, колледже или местной библиотеке. Не верьте мне на слово - читайте отзывы на сайте Amazon.



 

Вопросы для проверки вашего понимания

Если это первый набор вопросов, которые вы задали, прочтите вводную страницу перед тем, как начать. Вам нужно будет использовать КНОПКУ «НАЗАД» в браузере, чтобы потом вернуться сюда.

вопросов по закону Гесса

ответов

 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню химической энергетики.. .

В меню «Физическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк, 2010 (изменено в мае 2013 г.)

Расчет силы

Сила толкающая или тянущая.

Силы на объект обычно сбалансированные (в несбалансированном состоянии объект ускоряется):



Сбалансированный несимметричный
Без разгона Разгон

Пример: силы на вершине этой башни моста равны , в балансе (это не ускорение):

Кабели тянут вниз одинаково влево и вправо, и это уравновешивается толчком башни вверх .(Башня толкает? Да! Представьте, что вы стоите там вместо башни.)

Силы можно смоделировать так:

И когда мы помещаем их лицом к хвосту , мы видим, что они замыкаются на себя , что означает нулевой чистый эффект:


Силы уравновешены.

Силы равновесия, как говорят, равны в равновесии : также нет изменений в движении.

Схемы свободного тела

Первый шаг - построить диаграмму свободного тела (также называемую диаграммой силы).

Схема свободного тела : эскиз, на котором тело отделено от мира, за исключением сил, действующих на него.

В примере с мостом диаграмма свободного тела для вершины башни:


Схема свободного тела

Это помогает нам ясно представить себе силы , действующие на тело .

Пример: Автомобиль на шоссе

Какие силы действуют на машину, едущую по шоссе?

Двигатель сильно работает, так почему же машина не продолжает ускоряться?

Поскольку движущая сила уравновешивается:

  • Сопротивление воздуха (проще говоря: воздух сопротивляется толканию),
  • Сопротивление качению, также называемое трением качения (шины сопротивляются изменению формы)

Как это:


Схема свободного тела

W - масса автомобиля,

R 1 и R 2 - сопротивление качению шин,

N 1 и N 2 - силы реакции (уравновешивающие вес автомобиля).

Примечание: стальные колеса (как в поездах) обладают меньшим сопротивлением качению, но на дороге они слишком скользкие!

Расчеты

Сила - это вектор. Вектор имеет величину , (размер) и направление , :

.

Мы можем моделировать силы, рисуя стрелки правильного размера и направления. Как это:

Пример: восхищение видом

Брэди стоит на краю балкона, опираясь на горизонтальную балку и распорку:

Он весит 80кг.

Какие силы?

Давайте возьмем место, на котором он стоит, и подумаем о силах, которые там находятся:

Его вес

Его масса 80 кг создает силу тяжести, направленную вниз.

Сила - это масса, умноженная на ускорение: F = m a

Ускорение свободного падения на Земле составляет 9,81 м / с 2 , поэтому a = 9,81 м / с 2

F = 80 кг × 9.81 м / с 2

F = 785 N

Другие силы

Силы уравновешены, поэтому они должны замкнуться в себе следующим образом:

Для ее решения можно использовать тригонометрию.
Так как это прямоугольный треугольник , SOHCAHTOA поможет.

Для Луч , мы знаем Смежное, мы хотим знать Противоположное, и «TOA» говорит нам использовать Tangent:

загар (60 °) = Луч / 785 Н

Ширина / 785 N = желто-коричневый (60 °)

Луч = tan (60 °) × 785 N

Балка = 1.732 ... × 785 Н = 1360 Н

Для стойки Strut мы знаем смежный объект, мы хотим знать гипотенузу, и «CAH» говорит нам использовать косинус:

cos (60 °) = 785 Н / стойка

Распорка × cos (60 °) = 785 Н

Стойка = 785 Н / cos (60 °)

Стойка = 785 Н / 0,5 = 1570 Н

Решено:

Интересно, какая сила действует на балку и стойку по сравнению с поддерживаемым весом!

Крутящий момент (или момент)

Что делать, если балка просто воткнута в стену (консоль)?

Там это не поддерживает стояк, так, что не происходит с силами?

Схема свободного тела выглядит так:

Сила, направленная вверх R , уравновешивает направленную вниз Вес .

Только с этими двумя силами луч будет вращаться, как пропеллер! Но есть также «эффект поворота» M , называемый Moment (или Torque ), который уравновешивает его:

Момент : Сила, умноженная на расстояние под прямым углом.

Мы знаем, что вес составляет 785 Н, и нам также необходимо знать расстояние под прямым углом , которое в данном случае составляет 3,2 м.

M = 785 Н x 3,2 м = 2512 Нм

И именно в этот момент луч не вращается.

Вы можете почувствовать момент, держась за удочку.

Не только удерживая его вес, но и не позволяйте ему вращаться вниз.

Трение

Коробка на рампе

Ящик весит 100 кг.

Силы трения достаточно, чтобы удерживать его на месте.

Сила реакции R направлена ​​под прямым углом к ​​аппарели.

Коробка не разгоняется, значит силы уравновешены:

Масса 100 кг создает силу тяжести, направленную вниз:

Вт = 100 кг × 9.81 м / с 2 = 981 N

Мы можем использовать SOHCAHTOA, чтобы решить треугольник.

Трение f :

sin (20 °) = f /981 N

f = sin (20 °) × 981 N = 336 N

Реакция N :

cos (20 °) = R / 981 Н

R = cos (20 °) × 981 N = 922 Н

И получаем:

Советы по рисованию диаграмм свободного тела

  • Нарисуйте как можно проще.Коробки часто бывает достаточно.
  • Силы указывают в направлении , они действуют на тело
  • прямые стрелки на сил
  • изогнутые стрелки на моментов

Сэм и Алекс вытаскивают ящик

Иногда вычисления могут быть проще, если мы превратим величину и направление в x и y :

<=>
Вектор a в полярных координатах
Координаты
Вектор a в декартовой системе координат
Координаты

Вы можете прочитать, как преобразовать их в полярные и декартовы координаты, но вот краткое описание:

От полярных координат (r, θ )
до декартовых координат (x, y)
От декартовых координат (x, y)
до полярных координат (r, θ)
  • x = r × cos ( θ )
  • y = r × sin ( θ )
  • r = √ (x 2 + y 2 )
  • θ = загар -1 (y / x)

Давайте использовать их!

Пример: вытаскивание ящика

Сэм и Алекс тянут ящик (вид сверху) :

  • Сэм тянет с силой 200 Ньютонов при 60 °
  • Алекс тянет с силой 120 Ньютонов под углом 45 °, как показано на рисунке

Что такое общая сила и ее направление?

Давайте сложим два вектора голова к хвосту:

Первое преобразование из полярной системы в декартовую (до 2 десятичных знаков):

Вектор Сэма:

  • x = r × cos ( θ ) = 200 × cos (60 °) = 200 × 0.5 = 100
  • y = r × sin ( θ ) = 200 × sin (60 °) = 200 × 0,8660 = 173,21

Вектор Алекса:

  • x = r × cos ( θ ) = 120 × cos (-45 °) = 120 × 0,7071 = 84,85
  • y = r × sin ( θ ) = 120 × sin (-45 °) = 120 × -0,7071 = -84,85

Теперь у нас:

Добавьте их:

(100, 173,21) + (84,85, -84,85) = (184.85, 88,36)

Этот ответ действителен, но давайте вернемся к полярному, поскольку вопрос был в полярном:

  • r = √ (x 2 + y 2 ) = √ (184,85 2 + 88,36 2 ) = 204,88
  • θ = tan -1 (y / x) = tan -1 (88,36 / 184,85) = 25,5 °

И у нас есть этот (округленный) результат:

А у Сэма и Алекса это выглядит так:

Они могли бы получить лучший результат, если бы стояли плечом к плечу!

Пример расчета изменения энтальпии

Пример:

Сжигание пропана

Когда (0.5 г) пропана сжигают, выделяемое тепло используется для повышения температуры (100 см 3 ) воды с (20 ° C до 40 ° C), рассчитывают изменение энтальпии для реакции.

В этом примере вы измеряете изменение тепла косвенно . Вы измеряете повышение температуры воды. Изменение температуры воды по мере ее увеличения поможет вам рассчитать изменение энтальпии метана при его сгорании. Этот метод не очень точен, потому что часть тепла теряется в окружающую среду (не все идет в воду), и потери не регистрируются.Но для небольшого эксперимента, проводимого в лаборатории, это эффективный метод.

q = m • c • Δt

Примечание. Знак «•» по центру на высоте крышки используется взаимозаменяемо со знаком «x» для обозначения умножения.

Шаг 1: m = масса воды

  • Плотность воды 1 г / см 3
  • Масса 100 см 3 воды = 100 г

Шаг 2: C = удельная теплоемкость воды (c)

  • 4.18 Дж / (г) (° C)
  • Это означает, что для повышения температуры 1 грамма воды на 1 K (или 1 ° C) требуется 4,18 Дж.
  • Это значение можно запомнить или передать вам на тесте или экзамене

Шаг 3: Δt = изменение температуры

  • Δt = 40 ° C - 20 ° C = 20 ° C

Шаг 4: Применить расчет

  • Уравнение q = m • c • Δt
  • q = 100 г x 4.18 Дж / г ° C x 20 ° C = 8,360 Дж или 8,40 К

Шаг 5: Разделите на число молей, чтобы получить изменение молярной энтальпии реакции газообразного пропана
Расчет молей

  • Моль пропана = Масса ÷ Молярная масса
  • 0,5 ÷ 44 = 0,1135 моль
  • ∆H / моль = 8,4 ÷ 0,01136 = 739 кДж / моль

Шаг 6: ΔH определяется как тепловой поток при постоянном давлении. Поглощенное или выделенное при постоянной температуре тепло равно ΔH, соотношение между теплотой (q) и ΔHrxn равно:

  • ΔHrxn = - m • c • Δt = -739 кДж / моль (rxn)
  • rxn означает реакцию
  • Тепло выделяется пропаном и поглощается водой
  • Реакция на пропан отрицательная - экзотермическая, потому что выделяется тепло

Расчет энтальпии реакции с использованием энергии связи и энтальпии связи >>

.