Ravnotežastatički je stanje u kojem je rezultat od sile i zbroj momenata sila, ili okretni momenti, su ništavi. Kada su u statičkoj ravnoteži, tijela miruju. Sveukupno postoje dvije tri različite vrste ravnoteže: stabilan, nestabilna i ravnodušan.
Izgledtakođer: Sve što trebate znati o Newtonovim zakonima
Statička i dinamička ravnoteža
Prije nego što započnemo, neki su pojmovi od temeljne važnosti za razumijevanje ovog članka, pogledajte ih:
- Snagarezultira: izračunava se kroz Newtonov 2. zakon. U uvjetima ravnoteže, vektorski zbroj od tih sila mora biti ništa;
- Zakretni moment ili moment sile: to se odnosi na dinamičko sredstvo rotacije, tj. kada se na tijelo primijeni nulti moment, ono će težiti opisivanju rotacijskog kretanja.
mi zovemo ravnoteža situacija u kojoj je tijelo, produženo ili točno, podvrgnuto neto rezultirajućoj sili. Dakle, i u skladu s onim što utvrđuje Newtonov 1. zakon, poznat kao zakon tromosti, tijelo u ravnoteži može biti ili u mirovanju ili u jednoliko pravolinijsko kretanje - situacije koje se nazivaju statička ravnoteža, odnosno dinamička ravnoteža.
Vrste statičke ravnoteže
- Nestabilna ravnoteža: kada se tijelo podvrgne malom pomicanju iz ravnotežnog položaja, koliko god malo bilo, ono će se težiti sve više udaljavati od tog položaja. Pogledajte donju sliku:
- Stabilna ravnoteža: kada se tijelo, pomaknuto iz uravnoteženog položaja, nastoji vratiti u početni položaj, kao u slučaju prikazanom na ovoj slici:
- Ravnotežaravnodušan: kada tijelo, bez obzira gdje se nalazi, ostane u ravnoteži, provjerite:
znati više: Otkrijte kako se nogometna lopta zavija u zraku
Ravnoteža materijalne točke i ravnoteža produženog tijela
Kada se dimenzije tijela mogu zanemariti, kao na primjer u slučaju male čestice, govorimo o tome ravnotežaodPostićimaterijal. U tim slučajevima, da bi tijelo bilo u ravnoteži, dovoljno je da zbroj sila koje djeluju na njega bude nula.
F - snaga
Fx - x komponenta sila
Fg - y komponenta sila
učinio - z komponenta sila
Slika pokazuje da zbroj sila i zbroj komponenata sila u svakom smjeru mora biti jednak nuli, tako da je tijelo simetrije točke u statičkoj ravnoteži.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Kada nije moguće zanemariti dimenzije tijela, kao u slučaju šipki, pokretnih mostova, nosača, poluga, zupčanika i drugih makroskopskih predmeta, govori se o ravnotežaodtijeloopsežne. Da bi se pravilno definirala ova vrsta vage, potrebno je uzeti u obzir udaljenost između točke primjene sile do osi rotacije ovih tijela, drugim riječima, uvjet statičke ili dinamičke ravnoteže zahtijeva da zbroj zakretnih trenutaka (ili trenutaka) bude nula, kao što se događa kod sila primijenjena.
Gore navedeni uvjeti ukazuju da je u slučaju produženog tijela nužno da zbroj sila i obrtnih momenta bude nula u svakom smjeru.
Riješene vježbe na statičkoj ravnoteži
Rješavanje vježbi statičke ravnoteže zahtijeva osnovno znanje zbroja. vektor i vektorska razgradnja.
Pristuptakođer: Imate li poteškoća? Naučite kako rješavati vježbe koristeći Newtonove zakone
Pitanje 1)(Isul) Kutija A, teška 300 N, ovješena je pomoću dva užeta B i C, kao što je prikazano na donjoj slici. (Podaci: grijeh 30º = 0,5)
Vrijednost povlačenja strune B jednaka je:
a) 150,0 N
b) 259,8 N
c) 346,4 N
d) 600,0 N
Povratne informacije: Slovo D
Rješenje:
Da bismo riješili ovu vježbu, moramo koristiti trigonometrija, kako bi se izračunalo povlačenje strune B. Za to je potrebno da koristimo definiciju sinusa, jer je kut formiran između žica 30º, a formula sinusa ukazuje da se može izračunati omjerom između suprotne strane i hipotenuza. Pogledajte sljedeću sliku, na njoj oblikujemo trokut s vektorima TB (povucite uže B) i težinu (P):
Na temelju toga moramo napraviti sljedeći izračun:
Pitanje 2)(Točkica) Blok mase m = 24 kg drži se u ravnoteži nerastegljivim i zanemarivim nizovima mase L i Q, kao što je prikazano na sljedećoj slici. Uže L oblikuje kut od 90 ° sa zidom, a uže Q oblikuje kut od 37 ° sa stropom. Uzimajući u obzir ubrzanje uslijed gravitacije jednako 10m / s², vrijednost vučne sile koju konop L vrši na zid je:
(Podaci: cos 37 ° = 0,8 i sin 37 ° = 0,6)
a) 144 N.
b) 180 N
c) 192 N
d) 240 N
e) 320 N
Povratne informacije: Slovo e
Razlučivost:
Prvo moramo odrediti kolika je vrijednost vuče koju podupire Q kabel, za to koristimo omjer sinusa, kao u prethodnoj vježbi:
Nakon što smo pronašli napetost u žici Q, moramo izračunati komponentu te napetosti koja se poništava napetošću kabela L. Sada ćemo upotrijebiti kosinus kuta, jer je vodoravna komponenta povlačenja kabela Q strana uz kut od 37 °, imajte na umu:
Pitanje 3) (uerj) Čovjek mase 80 kg miruje i uravnotežen je na krutoj dasci duljini 2,0 m, čija je masa mnogo manja od čovjekove. Daska je postavljena vodoravno na dva nosača, A i B, na svojim krajevima, a čovjek je udaljen 0,2 m od kraja koji podupire A. Intenzitet sile, u newtonima, koju daska vrši na potporu A ekvivalentan je:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
Povratne informacije: Slovo D
Rješenje:
Napravili smo dijagram kako biste vježbu mogli lakše pregledati, pogledajte:
Kako je šipka na kojoj je čovjek oslonjen opsežno tijelo, moramo uzeti u obzir oba iznosodsile kao iznosvektorIzokretni momenti koji na to djeluju. Stoga moramo izvršiti sljedeće izračune:
Da bismo izvršili ove izračune, prvo koristimo uvjet koji kaže da zbroj zakretnih momenta mora biti jednak nuli, zatim množimo sile s njihovim udaljenostima od osi rotacije štapa (u ovom slučaju odabiremo položaj A). Za određivanje signala koristimo signalpozitivan za okretne momente koji stvaraju rotacije u osjećajsuprotno od kazaljke na satu, dok je signal negativan je korišten za zakretni moment koji stvara sila utega, koja ima tendenciju okretanja šipke u osjećajraspored.
Izračun rezultantne momente rezultirao je NB = 80 N, a zatim koristimo drugi uvjet ravnoteže. U ovom slučaju kažemo da zbroj sila koje djeluju na šipku mora biti nula i u točki A dobivamo normalnu reakciju jednaku 720N.
Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
