Egyensúlystatikus az az állapot, amelyben az eredő erők és az erők pillanatainak összegét, vagy nyomatékokat, semlegesek. Statikus egyensúlyban a testek nyugalomban vannak. Összesen két különböző típusú egyensúly létezik: stabil, instabil és közömbös.
Nézis: Minden, amit tudnia kell Newton törvényeiről
Statikus és dinamikus egyensúly
Mielőtt elkezdenénk, néhány fogalom alapvető fontosságú számunkra, hogy megértsük ezt a cikket, nézd meg őket:
- Erőeredmény: segítségével számítják ki Newton 2. törvénye. Az egyensúlyi állapotban az vektor összege ezen erőknek nullának kell lenniük;
- Erő nyomatéka vagy nyomatéka: a forgás dinamikus ágensére vonatkozik, vagyis amikor egy testre nem nulla nyomatékot alkalmaznak, hajlamos lesz leírni egy forgási mozgást.
hívjuk egyensúly az a helyzet, amikor egy kiterjesztett vagy pontos testre nettó eredő erő hat. Ilyen módon, és összhangban a Newton 1. törvénye, a tehetetlenségi törvény néven ismert, egyensúlyban lévő test lehet nyugalmi állapotban vagy bent egyenletes egyenes vonalú mozgás
- helyzetek, amelyeket statikus egyensúlynak, illetve dinamikus egyensúlynak nevezünk.A statikus egyensúly típusai
- Instabil egyensúly: amikor egy test egyensúlyi helyzetéből kis - bármennyire kicsi - elmozduláson megy keresztül, hajlamos lesz egyre távolabb kerülni ettől a pozíciótól. Nézze meg az alábbi ábrát:
- Stabil egyensúly: amikor egy test, kiegyensúlyozott helyzetéből elmozdulva, hajlamos visszatérni a kiindulási helyzetbe, amint az az ábrán látható esetben
- Egyensúlyközömbös: ha egy test, függetlenül attól, hogy hol helyezkedik el, egyensúlyban marad, ellenőrizze:
többet tud: Fedezze fel, hogyan görbül a futball labda a levegőben
Az anyagi pont és a kiterjesztett test egyensúlya
Amikor a test méretei elhanyagolhatók, mint például egy kis részecske esetében, akkor erről beszélünk egyensúlynak,-nekPontszámanyag. Ezekben az esetekben ahhoz, hogy a test egyensúlyban legyen, elég, ha a rá ható erők összege nulla.
F - erő
Fx - x erőkomponens
Fy - y erőkomponens
tette - z erőkomponens
Az ábra azt mutatja, hogy az erõk és az erõk összetevõinek összegének mindkét irányban nullának meg kell egyeznie, így a pontszimmetriatest statikus egyensúlyban van.
Ha nem lehet figyelmen kívül hagyni a test méretét, mint például rudak, vonóhidak, tartók, karok, fogaskerekek és más makroszkopikus tárgyak esetében, akkor egyensúlynak,-nektestkiterjedt. Az ilyen típusú mérleg helyes meghatározása érdekében figyelembe kell venni az erőknek a forgástengelyére gyakorolt hatáspontja közötti távolságot. testek, más szóval, a statikus vagy dinamikus egyensúly állapota megköveteli, hogy a nyomatékok (vagy nyomatékok) összege nulla legyen, amint az erőknél bekövetkezik alkalmazott.
A fenti feltételek azt mutatják, hogy kiterjesztett karosszéria esetén szükséges, hogy az erők és a nyomatékok összege mindkét irányban nulla legyen.
Megoldott gyakorlatok a statikus egyensúlyról
A statikus egyensúly gyakorlatok megoldásához az összeg alapismerete szükséges. vektor és vektor bomlása.
Hozzáférésis: Nehézségei vannak? Ismerje meg, hogyan oldja meg a gyakorlatokat Newton törvényei alapján
1. kérdés)(Isul) A 300 N tömegű A dobozt két B és C kötél függeszti fel, az alábbi ábrán látható módon. (Adat: bűn 30º = 0,5)
A B húr húzásának értéke egyenlő:
a) 150,0 N
b) 259,8 N
c) 346,4 N
d) 600,0 N
Sablon: D betű
Felbontás:
A gyakorlat megoldásához használnunk kell a trigonometria, a B húr vonzásának kiszámításához. Ehhez szükséges, hogy használjuk a szinusz definícióját, mivel a húrok között kialakított szög 30º, és a szinuszképlet azt jelzi, hogy kiszámítható a szemközti láb és a átfogó. Lásd a következő ábrát, abban egy háromszöget alkotunk a T vektorokkalB (húzza meg a B kötelet) és súlya (P):
Ennek alapján a következő számítást kell elvégeznünk:
2. kérdés)(Folt) Az m = 24 kg tömegű tömböt egyensúlyban tartják az elhúzhatatlan és elhanyagolható tömegű L és Q húrok, amint azt a következő ábra mutatja. Az L kötél 90 ° -os szöget zár be a falhoz, a Q pedig 37 ° -os szöget zár be a mennyezettel. Figyelembe véve a gravitáció miatti gyorsulást, amely egyenlő 10 m / s²-vel, az L kötél által a falra kifejtett vonóerő értéke:
(Adat: cos 37 ° = 0,8 és sin 37 ° = 0,6)
a) 144 N
b) 180 N
c) 192 N
d) 240 N
e) 320 N
Sablon: E betű
Felbontás:
Először meg kell határoznunk, hogy mekkora a vontatás értéke a Q kábel által, ehhez a szinusz arányt használjuk, mint az előző gyakorlatban:
Miután megtaláltuk a Q vezeték feszültségét, ki kell számolnunk ennek a feszültségnek azt az összetevőjét, amelyet az L kábel által kifejtett feszültség töröl. Most a szög koszinuszát fogjuk használni, mivel a Q kábel húzásának vízszintes eleme a 37 ° -os szöggel szomszédos oldal, vegye figyelembe:
3. kérdés (uerj) A 80 kg-os tömegű ember nyugalmi állapotban van és kiegyensúlyozott egy merev, 2,0 m hosszú deszkán, amelynek tömege sokkal kisebb, mint egy emberé. A deszka vízszintesen van elhelyezve két tartón, az A és a B végén, és az ember 0,2 m-re van az A által támasztott végtől. A tábla által az A támaszon kifejtett erő intenzitása newtonokban egyenértékű:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
Sablon: D betű
Felbontás:
Készítettünk egy diagramot, hogy könnyebben megtekinthesse a gyakorlatot, és ellenőrizze:
Mivel a sáv, amelyen az embert támogatják, kiterjedt testület, figyelembe kell venni mind a összegaerők hogy összegvektorTól tőlnyomatékokat hogy cselekedjenek rajta. Így a következő számításokat kell végeznünk:
E számítások elvégzéséhez először azt a feltételt használjuk, amely kimondja, hogy a nyomatékok összegének nullának kell lennie, akkor az erőket megszorozzuk a rúd forgástengelyétől mért távolságukkal (ebben az esetben az A pozíciót választjuk). A jelek meghatározásához a jelpozitív a forgást a motorban érzékóramutató járásával ellentétes irányban, míg a jel negatív a nyomatékhoz használták, amelyet a súlyerő produkál, amely hajlamos elforgatni a rudat a érzékmenetrend.
A nyomatékok eredőjének kiszámítása N-t eredményezettB = 80 N, majd a második egyensúlyi feltételt használjuk. Ebben az esetben azt mondjuk, hogy a rúdra ható erők összegének nullának kell lennie, és az A pontban normális reakciót kapunk, 720N.
Rafael Hellerbrock
Fizikatanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equilibrio-estatico.htm
