Saldostaattinen on tila, jossa tuloksen voimat ja voimamomenttien summa, tai vääntömomentit, ovat tyhjiä. Staattisessa tasapainossa elimet ovat levossa. Kaiken kaikkiaan on olemassa kolme erilaista tasapainotyyppiä: vakaa, epävakaa ja välinpitämätön.
Katsomyös: Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää Newtonin laeista
Staattinen ja dynaaminen tasapaino
Ennen aloittamista jotkut käsitteet ovat meille erittäin tärkeitä ymmärtääksemme tämän artikkelin, tutustu niihin:
- Vahvuustuloksena: lasketaan Newtonin toinen laki. Tasapainotilassa vektorisumma näiden voimien on oltava nollia;
- Vääntömomentti tai voiman momentti: se koskee dynaamista pyörimisagenttia, ts. kun runkoon kohdistetaan nollasta poikkeava vääntömomentti, se pyrkii kuvaamaan pyörimisliikettä.
Kutsumme saldo tilanne, jossa kehoon, joka on laajennettu tai täsmällinen, kohdistuu nettovoima. Tällä tavalla ja sen mukaisesti, mitä Newtonin ensimmäinen laki, joka tunnetaan hitauslaina, tasapainossa oleva keho voi olla joko levossa tai sisällä tasainen suoraviivainen liike
- tilanteet, joita kutsutaan staattiseksi tasapainoksi ja dynaamiseksi tasapainoksi.Staattisen tasapainon tyypit
- Epävakaa saldo: kun keho siirtyy pieneen siirtymään tasapainotilastaan, olipa se sitten pieni tahansa, sillä on taipumus liikkua yhä kauemmas tästä asennosta. Katso alla olevaa kuvaa:
- Vakaa tasapaino: kun tasapainotetusta asemastaan siirretty runko pyrkii palaamaan alkuasentoonsa, kuten tässä kuvassa on esitetty:
- Saldovälinpitämätön: kun runko pysyy tasapainossa riippumatta siitä, missä se on, tarkista:
tietää enemmän: Ota selvää, kuinka jalkapallo käyristyy ilmassa
Aineellisen pisteen ja pidennetyn rungon tasapaino
Kun rungon mitat voidaan jättää huomiotta, kuten esimerkiksi pienen hiukkasen tapauksessa, puhumme saldo/Pisteetmateriaalia. Näissä tapauksissa kehon ollessa tasapainossa riittää, että siihen vaikuttavien voimien summa on nolla.
F - vahvuus
FX - x voimien komponentti
Fy - y komponentti voimia
teki - z voimien komponentti
Kuva osoittaa, että voimien summan ja voimakomponenttien summan kumpaankin suuntaan on oltava yhtä suuri kuin nolla, niin että piste-symmetriakappale on staattisessa tasapainossa.
Kun rungon mittoja ei voida jättää huomioimatta, kuten tankojen, vetosiltojen, tukien, vipujen, hammaspyörien ja muiden makroskooppisten esineiden tapauksessa, puhutaan saldo/runkolaaja. Tämäntyyppisen tasapainon oikean määrittelemiseksi on otettava huomioon voiman kohdistuskohdan ja näiden pyörimisakselien välinen etäisyys elimet, toisin sanoen staattisen tai dynaamisen tasapainon tila edellyttää, että momenttien (tai momenttien) summa on nolla, kuten voimien kohdalla tapahtuu sovellettu.
Edellä mainitut olosuhteet osoittavat, että laajennetun rungon tapauksessa on välttämätöntä, että voimien ja vääntömomenttien summa on nolla kumpaankin suuntaan.
Ratkaistut staattisen tasapainon harjoitukset
Staattisen tasapainon harjoitusten ratkaiseminen vaatii perustiedot summasta. vektori ja vektorin hajoaminen.
Pääsymyös: Onko sinulla vaikeuksia? Opi ratkaisemaan harjoituksia Newtonin lakien avulla
Kysymys 1)(Isul) Laatikko A, jonka paino on 300 N, ripustetaan kahdella köydellä B ja C alla olevan kuvan mukaisesti. (Tiedot: synti 30º = 0,5)
Merkkijonon B vedon arvo on yhtä suuri kuin:
a) 150,0 N
b) 259,8 N
c) 346,4 N
d) 600,0 N
Sapluuna: Kirjain D
Resoluutio:
Tämän tehtävän ratkaisemiseksi meidän on käytettävä trigonometriamerkkijonon B vetovoiman laskemiseksi. Tätä varten on välttämätöntä käyttää sinin määritelmää, koska merkkijonojen väliin muodostettu kulma on 30º, ja sinikaava osoittaa, että se voidaan laskea vastakkaisen sivun ja hypotenuusa. Katso seuraava kuva, siinä muodostamme kolmion vektorien T kanssaB (vedä köydestä B) ja paino (P):
Sen perusteella meidän on tehtävä seuraava laskelma:
Kysymys 2)(Speck) Lohko, jonka m = 24 kg, pidetään tasapainossa venymättömillä ja merkityksettömillä L- ja Q-merkkijonoilla seuraavan kuvan mukaisesti. Köysi L muodostaa 90 ° kulman seinämän kanssa ja köysi Q 37 ° kulman katon kanssa. Kun otetaan huomioon painovoimasta johtuva kiihtyvyys, joka on yhtä suuri kuin 10 m / s², köyden L seinälle kohdistama vetovoima on:
(Tiedot: cos 37 ° = 0,8 ja sin 37 ° = 0,6)
a) 144 N
b) 180 N
c) 192 N
d) 240 N
e) 320 N
Sapluuna: Kirjain e
Resoluutio:
Ensinnäkin meidän on määritettävä, mikä on Q-kaapelin tukeman vetovoiman arvo, siksi käytämme sinisuhdetta, kuten edellisessä harjoituksessa:
Kun olemme löytäneet johtimen Q jännityksen, meidän on laskettava tämän jännityksen komponentti, jonka kaapelin L aiheuttama jännitys poistaa. Nyt käytämme kulman kosinia, koska kaapelin Q vedon vaakakomponentti on 37 ° kulman vieressä oleva sivu, huomaa:
Kysymys 3) (uerj) Mies, jonka massa on 80 kg, on levossa ja tasapainossa jäykällä, 2,0 m pitkällä laudalla, jonka massa on paljon pienempi kuin miehen. Lauta on sijoitettu vaakasuoraan kahteen tukeen, A ja B, sen päissä, ja mies on 0,2 m päässä A: n tukemasta päästä. Levyn tukeen A kohdistaman voiman voimakkuus newtoneina vastaa seuraavaa:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
Sapluuna: Kirjain D
Resoluutio:
Teimme kaavion, jotta voit tarkastella harjoitusta helpommin, tarkista se:
Koska palkki, jolla miestä tuetaan, on laaja elin, on otettava huomioon molemmat summanvoimat kuten summavektoriAlkaenvääntömomentit jotka vaikuttavat siihen. Siksi meidän on tehtävä seuraavat laskelmat:
Näiden laskelmien suorittamiseksi käytämme ensin ehtoa, jonka mukaan vääntömomenttien summan on oltava yhtä suuri kuin nolla, kerrotaan sitten voimat niiden etäisyydellä tangon pyörimisakselista (tässä tapauksessa valitsemme aseman A). Signaalien määrittämiseksi käytämme signaalipositiivinen vääntömomentteille, jotka tuottavat pyörimistä mielessävastapäivään, kun signaali negatiivinen käytettiin vääntömomenttiin, jonka tuottaa painovoima, joka pyrkii pyörittämään tankoa mielessäajoittaa.
Vääntömomenttien tulos laskettiin tulokseksi NB = 80 N, ja sitten käytämme toista tasapainotilaa. Tässä tapauksessa sanomme, että tankoon vaikuttavien voimien summan on oltava nolla, ja saamme normaalin reaktion pisteessä A, joka on yhtä suuri kuin 720N.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equilibrio-estatico.htm
