밸런스공전 결과가 발생하는 조건입니다 힘 힘의 모멘트의 합, 또는 토크, null입니다. 정적 평형 상태 일 때 신체는 정지합니다. 전체적으로 두 가지 유형의 균형이 있습니다. 안정된, 불안정한 과 무관심한.
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정적 및 동적 균형
시작하기 전에이 기사를 이해하는 데 근본적으로 중요한 몇 가지 개념을 확인하십시오.
- 힘결과 : 통해 계산됩니다 뉴턴의 제 2 법칙. 평형 상태에서 벡터 합계 이 세력 중 아무 것도 없어야합니다.
- 힘의 토크 또는 모멘트 : 이것은 회전의 동적 작용제와 관련이 있습니다. 즉, 0이 아닌 토크가 몸체에 적용될 때 회전 운동을 설명하는 경향이 있습니다.
우리는 부른다 밸런스 신체가 연장되거나 시간을 잘 지키는 것이 순 결과적인 힘을받는 상황. 이러한 방식으로, 그리고 뉴턴의 제 1 법칙관성의 법칙으로 알려진 균형이 잡힌 몸은 휴식을 취하거나 균일 한 직선 운동 — 각각 정적 평형 및 동적 평형이라고하는 상황.
정적 평형의 유형
- 불안정한 균형 : 몸이 평형 위치에서 작은 변위를 겪을 때, 아무리 작더라도 그 위치에서 더 멀어지게 움직이는 경향이 있습니다. 아래 그림을보십시오.
- 안정적인 균형 : 균형 잡힌 위치에서 변위 된 신체가 다음 그림에 표시된 경우와 같이 초기 위치로 돌아가는 경향이 있습니다.
- 밸런스무관심한: 위치에 관계없이 신체가 균형을 유지하는 경우 다음 사항을 확인하십시오.
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소재 포인트의 균형과 확장 된 몸체의 균형
예를 들어 작은 입자의 경우와 같이 신체의 크기를 무시할 수있는 경우 밸런스의점수재료. 이 경우 몸이 균형을 이루기 위해서는 몸에 작용하는 힘의 합이 0이면 충분합니다.
에프 -힘
에프엑스 – 힘의 x 성분
에프와이 – 힘의 y 성분
했다 – 힘의 z 성분
그림은 힘의 합과 각 방향의 힘 성분의 합이 0이되어야 점 대칭 바디가 정적 평형 상태에 있음을 나타냅니다.
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바, 도개교, 지지대, 레버, 기어 및 기타 거시적 물체의 경우와 같이 신체의 치수를 무시할 수없는 경우 다음과 같이 말합니다.
밸런스의신체광범위합니다. 이러한 유형의 균형을 올바르게 정의하려면 힘을 가하는 지점과 회전축 사이의 거리를 고려해야합니다. 즉, 정적 또는 동적 평형 상태에서는 힘과 함께 발생하는 토크 (또는 모멘트)의 합이 null이어야합니다. 적용된.
위의 조건은 확장 된 바디의 경우 힘과 토크의 합이 각 방향에서 0이어야 함을 나타냅니다.
정적 균형에 대한 해결 된 운동
정적 균형 운동을 해결하려면 합계에 대한 기본 지식이 필요합니다. 벡터 과 벡터 분해.
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질문 1)(이술) 무게가 300N 인 상자 A는 아래 그림과 같이 두 개의 로프 B와 C로 매달려 있습니다. (데이터: sin 30º = 0.5)
문자열 B를 당기는 값은 다음과 같습니다.
a) 150.0 N
b) 259.8 N
c) 346.4 N
d) 600.0 N
주형: 문자 D
해결:
이 연습 문제를 해결하려면 삼각법, 문자열 B의 당기기를 계산하기 위해. 이를 위해서는 현 사이에 형성된 각도가 다음과 같기 때문에 사인의 정의를 사용할 필요가 있습니다. 30º, 사인 공식은 반대쪽과 반대쪽 사이의 비율로 계산할 수 있음을 나타냅니다. 빗변. 다음 그림을 참조하십시오. 벡터 T로 삼각형을 형성합니다.비 (로프 B 당기기) 및 무게 (P) :
이를 바탕으로 다음과 같은 계산을해야합니다.
질문 2)(작은 얼룩) 질량 m = 24 kg 인 블록은 다음 그림과 같이 확장 불가능하고 무시할 수있는 질량 L 및 Q 스트링에 의해 균형을 유지합니다. 로프 L은 벽과 90 ° 각도를 이루고 로프 Q는 천장과 37 ° 각도를 이룹니다. 중력으로 인한 가속도가 10m / s² 인 경우 로프 L이 벽에 가하는 견인력 값은 다음과 같습니다.
(데이터: cos 37 ° = 0.8 및 sin 37 ° = 0.6)
a) 144 N
b) 180 N
c) 192 N
d) 240 N
e) 320 N
주형: 문자 e
해결:
먼저 Q 케이블이 지원하는 견인력 값을 결정해야합니다.이를 위해 이전 연습에서와 같이 사인 비를 사용합니다.
와이어 Q의 장력을 찾은 후에는 케이블 L에 의해 가해지는 장력에 의해 상쇄되는이 장력의 구성 요소를 계산해야합니다. 이제 우리는 각도의 코사인을 사용할 것입니다. Q 케이블을 당기는 수평 요소는 37 ° 각도에 인접한면이기 때문입니다. 참고 :
질문 3) (uerj) 무게가 80kg에 달하는 사람은 휴식을 취하고 2.0m 길이의 단단한 보드에 균형을 잡았으며, 그 무게는 사람보다 훨씬 작습니다. 보드는 두 개의 지지대 A와 B에 수평으로 위치하며, 남자는 A가지지하는 끝에서 0.2m 떨어져 있습니다. 보드가지지 A에 가하는 힘의 강도 (뉴턴 단위)는 다음과 같습니다.
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
주형: 문자 D
해결:
연습을 더 쉽게 볼 수 있도록 다이어그램을 만들었습니다. 확인해보세요.
남자를지지하는 바는 광대 한 몸이기 때문에 두 가지를 모두 고려해야합니다. 합집합의힘 에 관해서 합집합벡터에서토크 그 행동. 따라서 다음과 같은 계산을해야합니다.
이러한 계산을 수행하기 위해 먼저 토크의 합이 0이어야한다는 조건을 사용합니다. 그런 다음로드의 회전축으로부터의 거리와 힘을 곱합니다 (이 경우 위치 A를 선택합니다). 신호를 결정하기 위해 우리는 신호양 회전을 생성하는 토크를 위해 감각반 시계 방향, 신호가 부정 무게의 힘에 의해 생성 된 토크에 사용되었습니다. 감각시간표.
토크 결과의 계산 결과 N비 = 80 N이고 두 번째 평형 조건을 사용합니다. 이 경우 막대에 작용하는 힘의 합이 0이어야하며 A 지점에서 다음과 같은 정상적인 반응을 얻습니다. 720엔.
작성자: Rafael Hellerbrock
물리학 교사
