Tasakaalstaatiline on seisund, milles tulem jõud ja jõudude hetkede summa või pöördemomendid, on null. Staatilises tasakaalus olles on kehad puhkeasendis. Kokku on kahte kolme erinevat tasakaalu tüüpi: stabiilne, ebastabiilne ja ükskõikne.
Vaataka: Kõik, mida peate teadma Newtoni seaduste kohta
Staatiline ja dünaamiline tasakaal
Enne alustamist on mõned mõisted selle artikli mõistmiseks ülitähtsad, vaadake neid:
- Tugevustulemuseks: arvutatakse läbi Newtoni teine seadus. Tasakaaluolukorras on vektori summa nende jõudude arv peab olema null;
- Pöördemoment või jõu hetk: see puudutab pöörlemise dünaamilist ainet, see tähendab, et kui kehale rakendatakse nullist erinevat pöördemomenti, kipub see kirjeldama pöörlemisliikumist.
me helistame tasakaal olukord, kus keha, laiendatud või täpne, allub netojõule. Sel viisil ja kooskõlas sellega, mille kehtestab Newtoni 1. seadus, tuntud kui inertsiseadus, tasakaalus keha võib olla kas puhkeolekus või sees ühtlane sirgjooneline liikumine - olukorrad, mida nimetatakse vastavalt staatiliseks tasakaaluks ja dünaamiliseks tasakaaluks.
Staatilise tasakaalu tüübid
- Ebastabiilne saldo: kui keha läbib väikese tasakaaluasendist väikese nihke, kaldub ta sellest asendist üha kaugemale liikuma. Vaadake allolevat joonist:
- Stabiilne tasakaal: kui tasakaalustatud asendist nihutatud keha kipub tagasi oma algasendisse, nagu käesoleval joonisel näidatud juhul:
- Tasakaalükskõikne: kui keha püsib tasakaalus, hoolimata paigutusest, kontrollige:
rohkem teada: Avastage, kuidas jalgpall õhus kõverdub
Materiaalse punkti ja laiendatud keha tasakaal
Kui keha mõõtmed võib tähelepanuta jätta, nagu näiteks väikese osakese puhul, räägime tasakaalkohtaSkoormaterjal. Nendel juhtudel piisab keha tasakaalus püsimiseks sellest, et talle mõjuvate jõudude summa on null.
F - tugevus
FX - x jõudude komponent
Fy - jõudude komponent y
tegi - jõudude komponent z
Joonis näitab, et jõudude summa ja jõudude komponentide summa igas suunas peavad olema võrdsed nulliga, nii et punkti sümmeetriakeha oleks staatilises tasakaalus.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Kui kere mõõtmeid pole võimalik eirata, nagu näiteks vardade, tõmbesildade, tugede, kangide, hammasrataste ja muude makroskoopiliste objektide puhul, räägitakse tasakaalkohtakehaulatuslik. Seda tüüpi tasakaalu õigesti määratlemiseks on vaja arvestada jõu rakenduspunkti ja nende pöörlemistelje vahelist kaugust. kehad, teisisõnu, staatilise või dünaamilise tasakaalu tingimus eeldab, et pöördemomentide (või momentide) summa oleks null, nagu toimub jõudude korral rakendatud.
Ülaltoodud tingimused näitavad, et pikendatud kere korral on vajalik, et jõudude ja pöördemomentide summa oleks kummaski suunas null.
Staatilise tasakaalu harjutused on lahendatud
Staatilise tasakaalu harjutuste lahendamine nõuab põhiteadmisi summast. vektor ja vektori lagunemine.
Juurdepääska: Kas teil on raskusi? Siit saate teada, kuidas lahendada harjutusi Newtoni seaduste abil
Küsimus 1)(Isul) Kast A kaaluga 300 N riputatakse kahe köie B ja C abil, nagu on näidatud alloleval joonisel. (Andmed: pat 30º = 0,5)
Stringi B tõmbe väärtus on võrdne järgmisega:
a) 150,0 N
b) 259,8 N
c) 346,4 N
d) 600,0 N
Mall: D-täht
Resolutsioon:
Selle harjutuse lahendamiseks peame kasutama trigonomeetria, et arvutada stringi B tõmme Selleks on vaja kasutada siinuse määratlust, sest stringide vahele moodustatud nurk on 30º ja siinusvalem näitab, et seda saab arvutada vastaskülje ja hüpotenuus. Vaadake järgmist joonist, selles moodustame vektoritega T kolmnurgaB (tõmmake köis B) ja kaal (P):
Selle põhjal peame tegema järgmise arvutuse:
2. küsimus)(Speck) Plokk massiga m = 24 kg hoitakse tasakaalus venitamatute ja tühiste massi L ja Q stringide abil, nagu on näidatud järgmisel joonisel. Tross L moodustab seinaga 90 ° nurga ja köis Q laega 37 ° nurga. Arvestades gravitatsioonist tingitud kiirendust, mis on võrdne 10 m / s², on trossi L seinale mõjuva veojõu väärtus järgmine:
(Andmed: cos 37 ° = 0,8 ja sin 37 ° = 0,6)
a) 144 N
b) 180 N
c) 192 N
d) 240 N
e) 320 N
Mall: Täht e
Resolutsioon:
Esiteks peame kindlaks määrama Q-kaabli toetatava veojõu väärtuse, selleks kasutame siinusuhet, nagu eelmises harjutuses:
Pärast traadi Q pinge leidmist peame arvutama selle pinge komponendi, mille kaabli L pinge tühistab. Nüüd kasutame nurga koosinust, kuna kaabli Q tõmbe horisontaalne komponent on 37 ° nurga kõrval asuv külg, pange tähele:
3. küsimus) (uerj) 80 kg massiga mees on puhkeasendis ja tasakaalustatud 2,0 m pikkusel jäigal laual, mille mass on palju väiksem kui mehel. Laud on horisontaalselt asetatud kahele toele, A ja B, selle otstesse ja mees asub 0,2 m kaugusel A poolt toetatud otsast. Jõu intensiivsus njuutonites, mida plaat toetab A-le, on samaväärne:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
Mall: D-täht
Resolutsioon:
Tegime skeemi, et saaksite harjutust hõlpsamini vaadata, kontrollige seda:
Kuna baar, millel meest toetatakse, on ulatuslik keha, tuleb arvestada mõlemaga summasellejõud nagu summavektorAlatespöördemomendid mis selle järgi tegutsevad. Seega peame tegema järgmised arvutused:
Nende arvutuste tegemiseks kasutame kõigepealt tingimust, mis ütleb, et pöördemomentide summa peab olema võrdne nulliga, siis korrutame jõud nende kaugustega varda pöörlemisteljest (sel juhul valime positsiooni A). Signaalide määramiseks kasutame signaalpositiivne pöördemomentide jaoks, mis põhjustavad pöörlemist meelvastupäeva, samal ajal kui signaal negatiivne kasutati pöördemomendi jaoks, mida tekitas raskusjõud, mis kipub rooli pöörlema meelajakava.
Pöördemomentide tulemuse arvutamisel saadi NB = 80 N ja siis kasutame teist tasakaalu tingimust. Sel juhul ütleme, et vardale mõjuvate jõudude summa peab olema null ja saame normaalse reaktsiooni punktis A, mis on võrdne 720N.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
