ㅏ 공전 그리고 고전역학 분야 평형 상태에서 입자 또는 강체 시스템 연구를 담당합니다. 이 영역에서 우리는 질량 중심, 토크, 각운동량, 레버 및 균형과 같은 개념을 연구합니다.
읽기: 운동학 — 신체의 움직임을 연구하는 역학의 영역
정적에 대한 요약
- 정적 연구는 건물, 교량, 자동차, 기념물, 시소 등의 건설 및 안정성을 가능하게 합니다.
- 정역학에서는 무게중심, 균형, 지레, 토크, 각운동량의 개념과 응용을 공부한다.
- 질량 중심은 입자 질량의 산술 평균과 시스템에서의 위치를 통해 계산됩니다.
- 토크는 생성된 힘, 레버 암 및 거리와 힘 사이의 각도의 곱으로 계산됩니다.
- 각운동량은 회전축으로부터 물체까지의 거리, 선형 운동량 및 거리와 선형 운동량 사이의 각도의 곱으로 계산됩니다.
통계학은 무엇을 연구합니까?
정적 연구 정지 상태의 강체 또는 입자, 정적, 그들의 힘과 모멘트가 모든 방향에서 서로 상쇄되기 때문에, 균형을 자극, 와 함께
이를 통해 이 시스템에 있는 내부 힘을 결정할 수 있습니다.
정적이란 무엇입니까?
정적 연구는 널리 교량, 건물, 주택, 가구, 자동차, 문, 창문의 건설에 적용, 마지막으로 균형이 필요한 모든 것. 영형 레버 연구 손수레, 망치, 호두까기 인형, 반죽 갈고리, 낚싯대, 시소 등을 이해하고 제조할 수 있습니다. 또한 각운동량 연구를 통해 스케이터, 자전거 바퀴 및 회전 의자의 회전을 향상시킬 수 있습니다.
참조: 힘의 개념은 무엇입니까?
중요한 정적 개념
- 질량 중심: 물리적 시스템이나 입자의 모든 질량이 축적되는 지점입니다. 반지의 경우처럼 항상 몸 안에 있는 것은 아닙니다.
- 질량 중심은 물질이 없는 중심에 있습니다. 이 개념에 대해 자세히 알아보려면 다음을 클릭하십시오. 여기.
- 균형: 물체에 가해지는 모든 힘과 모멘트의 합이 0이 되어 물체가 변하지 않는 상태입니다.
-
지렛대: 그것은 작업 실행을 단순화할 수 있는 간단한 기계이며 상호 고정, 상호 강력 및 상호 저항적일 수 있습니다.
- ㅏ 지렛대끼어들다 가위, 펜치, 시소, 망치처럼 강력한 힘과 저항력 사이에 지지점이 있습니다.
- ㅏ 지렛대상호저항 그것은 호두까기 인형, 병따개, 외바퀴 손수레의 경우처럼 강력한 힘과 받침점 사이에 저항력을 가지고 있습니다.
- ㅏ 지렛대인터포텐트 족집게, 손톱깎이, 일부 보디 빌딩 운동의 경우처럼 저항력과 받침점 사이에 강력한 힘이 있습니다.
- 토크: 힘의 모멘트라고도 하는 회전문을 여는 것처럼 회전, 회전할 수 있는 신체에 힘을 가할 때 발생하는 물리량입니다. 클릭하여 이 개념에 대해 자세히 알아보세요. 여기.
- 각 모멘트: 회전하거나 회전하거나 곡선을 만드는 물체의 운동량을 알려주는 물리량입니다.
정적의 주요 공식
→ 질량 중심 공식
\(X_{CM}=\frac{m_1\cdot x_1+m_2\cdot x_2 +m_3\cdot x_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
그것은
\(Y_{CM}=\frac{m_1\cdot y_1+m_2\cdot y_2 +m_3\cdot y_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
엑스센티미터 수평축에서 입자 시스템의 질량 중심 위치입니다.
와이센티미터 수직축에서 입자 시스템의 질량 중심 위치입니다.
중1, 중2 그것은 중3 입자의 질량입니다.
엑스1, 엑스2 그것은 엑스3 수평축에서 입자의 위치입니다.
와이1, 와이2 그것은 와이3 수직축에서 입자의 위치입니다.
→ 레버 공식
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
에프피 뉴턴[N] 단위로 측정되는 강력한 힘입니다.
디피 미터[m] 단위로 측정한 강력한 힘의 거리입니다.
에프아르 자형 뉴턴[N] 단위로 측정된 저항력입니다.
디아르 자형 미터[m] 단위로 측정한 저항력의 거리입니다.
→ 토크 공식
\(τ=r\cdot F\cdot sinθ\)
τ 는 생성된 토크로 측정됩니다. N∙m.
아르 자형 미터[m] 단위로 측정된 레버 암이라고도 하는 회전축으로부터의 거리입니다.
에프 뉴턴 단위로 측정된 생성된 힘 [아니요].
θ 거리와 힘 사이의 각도[°]로 측정됩니다.
각도가 90º일 때 토크 공식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
\(τ=r\cdot F\)
τ 생성된 토크이며 [N∙m] 단위로 측정됩니다.
아르 자형 미터[m] 단위로 측정된 레버 암이라고도 하는 회전축으로부터의 거리입니다.
에프 뉴턴 단위로 측정된 생성된 힘 [아니요].
→ 각운동량 공식
\(L=r\cdot p\cdot sinθ\)
엘 는 [kg∙m 단위로 측정된 각운동량입니다.2/에스].
아르 자형 물체와 회전축 또는 반지름 사이의 거리로, 미터[m] 단위로 측정됩니다.
피 는 [kg∙m/s] 단위로 측정된 선형 운동량입니다.
θ 사이의 각도입니다 아르 자형 그것은 큐, 각도[°] 단위로 측정됩니다.
더 알아보기: Hydrostatics — 정적 평형 상태에서 유체를 연구하는 물리학의 한 분야
정적에 대한 해결된 연습
01) (UFRRJ-RJ) 아래 그림에서 소년이 힘 F로 문을 밀고 있다고 가정합니다.중 = 5 N, 경첩(회전축)에서 2m 거리에서 작용하고 사람이 힘 F를 가함시간 = 80N, 회전축에서 10cm 거리.
이러한 조건에서 다음과 같이 말할 수 있습니다.
a) 문이 닫히는 방향으로 회전합니다.
b) 문이 열리는 방향으로 돌고 있을 것입니다.
c) 문이 어떤 방향으로도 회전하지 않습니다.
d) 남자가 문에 적용한 모멘트 값이 소년이 적용한 모멘트 값보다 큽니다.
e) 남자의 질량이 소년의 질량보다 크기 때문에 문이 닫히는 방향으로 돌고 있을 것입니다.
해결:
대안 나. 문은 열리는 방향으로 돌릴 것입니다. 이렇게하려면 다음 공식을 통해 사람의 토크를 계산하십시오.
\(τ_h=r\cdot F\)
\(τ_h=0.1\cdot80\)
\(τ_h=8N\cdot m\)
그리고 소년 토크:
\(τ_m=r\cdot F\)
\(τ_m=2\cdot 5\)
\(τ_m=10N\cdot m\)
그래서 소년의 토크가 남자의 토크보다 크다는 것을 알 수 있습니다. 그래서 문이 열립니다.
02) (적) 실험에서 한 교사가 쌀 한 포대, 삼각형의 나무 조각, 원통형의 균질한 쇠막대기를 교실로 가져갔다. 그는 이러한 물체를 사용하여 막대의 질량을 측정할 것을 제안했습니다. 이를 위해 학생들은 막대에 표시를 하여 8등분으로 나눈 다음 균형에 도달할 때까지 한쪽 끝에 쌀 주머니가 매달려 있는 삼각형 바닥.
이 상황에서 학생들이 얻은 막대의 질량은 얼마였습니까?
가) 3.00kg
b) 3.75kg
다) 5.00kg
d) 6.00kg
e) 15.00kg
해결:
전자 대안. 강력한 힘과 저항력을 비교하는 지렛대의 공식을 통해 학생들이 얻은 막대의 질량을 계산합니다.
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
쌀이 가하는 힘은 막대의 움직임에 저항하는 것이므로 다음과 같습니다.
\(F_p\cdot d_p=F_{쌀}\cdot d_{쌀}\)
쌀에 작용하는 힘과 유력한 힘은 무게 힘이므로 다음과 같습니다.
\(P_p\cdot d_p=P_{쌀}\cdot d_{쌀}\)
\(m_pg\cdot d_p=m_{쌀}\cdot g\cdot d_{쌀}\)
\(m_p\cdot10\cdot1=5\cdot10\cdot3\)
\(m_p\cdot10=150\)
\(m_p=\frac{150}{10}\)
\(m_p=15kg\)
출처
할리데이, 데이빗; RESNICK, 로버트; 워커, 저얼. 물리학의 기초: 역학.8. 에드. 리우데자네이루, RJ: LTC, 2009.
NUSSENZVEIG, 허치 모이스. 기본 물리학 과정: 역학(vol. 1). 5 에디션. So Paulo: Blucher, 2015.