Balancestatisk er den tilstand, hvor resultatet af kræfter og summen af kræfternes øjeblikke, eller drejningsmomenter, er nul. Når de er i statisk ligevægt, er kroppe i ro. Alt i alt er der to tre forskellige balancetyper: stabil, ustabil og ligeglad.
Seogså: Alt hvad du behøver at vide om Newtons love
Statisk og dynamisk balance
Inden vi begynder, er nogle begreber afgørende for os at forstå denne artikel, se dem:
- Styrkeresulterer: beregnes gennem Newtons 2. lov. I ligevægtstilstand er vektor sum af disse kræfter skal være nul;
- Moment eller moment af en kraft: det vedrører det dynamiske rotationsmiddel, det vil sige, når et moment, der ikke er nul, påføres et legeme, vil det have tendens til at beskrive en rotationsbevægelse.
vi ringer balance den situation, hvor et organ, udvidet eller punktligt, er underlagt en nettoresultatstyrke. På denne måde og i overensstemmelse med hvad der er etableret af Newtons 1. lov, kendt som inertiloven, en krop i balance kan være enten i hvile eller i ensartet retlinet bevægelse
- situationer, der kaldes henholdsvis statisk ligevægt og dynamisk ligevægt.Typer af statisk ligevægt
- Ustabil balance: når et legeme gennemgår en lille forskydning fra sin ligevægtsposition, uanset hvor lille det er, vil det have tendens til at bevæge sig længere og længere væk fra denne position. Se på nedenstående figur:
- Stabil balance: når et legeme, der er forskudt fra sin afbalancerede position, har tendens til at vende tilbage til sin oprindelige position, som i tilfældet vist i denne figur:
- Balanceligeglad: når et legeme, uanset hvor det er placeret, forbliver i balance, skal du kontrollere:
vide mere: Opdag hvordan fodbolden buer i luften
Balance mellem materialets punkt og balance mellem det udvidede legeme
Når dimensionerne af et legeme kan overses, som for eksempel i tilfælde af en lille partikel, taler vi om balanceafScoremateriale. I disse tilfælde er det nok for kroppen at være i balance, at summen af de kræfter, der virker på den, er nul.
F - styrke
Fx - x kræfter
Fy - y komponent af kræfter
gjorde - z komponent af kræfter
Figuren indikerer, at summen af kræfterne og summen af komponenterne i kræfterne i hver retning skal være lig med nul, således at punktsymmetrilegemet er i statisk ligevægt.
Når det ikke er muligt at se bort fra kroppens dimensioner, som i stænger, trækbroer, understøtninger, håndtag, gear og andre makroskopiske genstande, taler man om balanceaflegemestor. For korrekt at definere denne type balance er det nødvendigt at tage afstanden mellem kraftens påføringspunkt og rotationsaksen i betragtning organer, med andre ord, betingelsen for statisk eller dynamisk ligevægt kræver, at summen af drejningsmomenter (eller moment) er nul, som det forekommer med kræfter anvendt.
Ovenstående betingelser indikerer, at det i tilfælde af et udvidet legeme er nødvendigt, at summen af kræfter og drejningsmomenter er nul i hver retning.
Løst øvelser på statisk balance
Løsning af statiske balanceøvelser kræver en grundlæggende viden om sum. vektor og vektor nedbrydning.
Adgangogså: Har du problemer? Lær hvordan du løser øvelser ved hjælp af Newtons love
Spørgsmål 1)(Isul) En kasse A, der vejer 300 N, er ophængt med to reb B og C som vist i nedenstående figur. (Data: sin 30º = 0,5)
Værdien af træk på streng B er lig med:
a) 150,0 N
b) 259,8 N
c) 346,4 N
d) 600,0 N
Skabelon: Bogstav D
Løsning:
For at løse denne øvelse skal vi bruge trigonometri, for at beregne træk på streng B. Til dette er det nødvendigt, at vi bruger definitionen på sinus, fordi vinklen dannet mellem strengene er 30º, og sinusformlen angiver, at den kan beregnes ud fra forholdet mellem den modsatte side og hypotenus. Se den næste figur, i den danner vi en trekant med vektorerne TB (træk i reb B) og vægt (P):
Baseret på det skal vi foretage følgende beregning:
Spørgsmål 2)(Plet) En blok med masse m = 24 kg holdes i balance af de uudvidelige og ubetydelige masse L- og Q-strengene, som vist i den følgende figur. Reb L danner en 90 ° vinkel med væggen, og rebet Q danner en 37 ° vinkel med loftet. I betragtning af accelerationen på grund af tyngdekraften lig med 10m / s² er værdien af trækkraften, som rebet L udøver på væggen:
(Data: cos 37 ° = 0,8 og sin 37 ° = 0,6)
a) 144 N
b) 180 N
c) 192 N
d) 240 N
e) 320 N
Skabelon: Bogstavet e
Løsning:
Først skal vi bestemme værdien af den trækkraft, der understøttes af Q-kablet, for det bruger vi sinusforholdet, som i den forrige øvelse:
Når vi har fundet spændingen i ledning Q, skal vi beregne komponenten af denne spænding, der annulleres af den spænding, der udøves af kabel L. Nu bruger vi vinkelens cosinus, da den vandrette komponent i træk på Q-kablet er den side, der støder op til 37 ° vinklen, bemærk:
Spørgsmål 3) (uerj) En mand med en masse svarende til 80 kg er i ro og afbalanceret på et stift bord på 2,0 m langt, hvis masse er meget mindre end en mands. Brættet er placeret vandret på to understøtninger, A og B, i dets ender, og manden er 0,2 m fra enden understøttet af A. Intensiteten af kraften, i newton, som tavlen udøver på støtte A svarer til:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
Skabelon: Bogstav D
Løsning:
Vi lavede et diagram, så du lettere kan se øvelsen, tjek den:
Da bjælken, som manden understøttes på, er et omfattende organ, skal man tage højde for begge sumafkræfter I forhold til sumvektorFradrejningsmomenter at handle på det. Derfor skal vi foretage følgende beregninger:
For at udføre disse beregninger bruger vi først den betingelse, der siger, at summen af momentene skal være lig med nul, derefter multiplicerer vi kræfterne med deres afstande fra stangens rotationsakse (i dette tilfælde vælger vi position A). For at bestemme signalerne bruger vi signalpositiv for de drejningsmomenter, der producerer rotation i følelsemod uret, mens signalet negativ blev brugt til det drejningsmoment, der blev produceret af vægtkraften, som har tendens til at dreje stangen i følelsetidsplan.
Beregningen af den resulterende drejningsmoment resulterede i NB = 80 N, og derefter bruger vi den anden ligevægtstilstand. I dette tilfælde siger vi, at summen af kræfterne, der virker på bjælken, skal være nul, og vi får en normal reaktion ved punkt A svarende til 720N.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equilibrio-estatico.htm
