A statinis ir klasikinės mechanikos sritis atsakingas už pusiausvyros būsenos dalelių ar standžiųjų kūnų sistemų tyrimą. Šioje srityje tiriame tokias sąvokas kaip masės centras, sukimo momentas, kampinis momentas, svirtis ir pusiausvyra.
Taip pat skaitykite: Kinematika – mechanikos sritis, tirianti kūnų judėjimą
Šio straipsnio temos
- 1 – Statikos santrauka
- 2 – ką tiria statika?
- 3 – Kam naudojama statika?
- 4 – Svarbios statikos sąvokos
-
5 - Pagrindinės statinės formulės
- → Masės formulių centras
- → Svirties formulė
- → Sukimo momento formulės
- → Kampinio momento formulė
- 6 - Išspręsti statikos pratimai
santrauka apie statiką
- Statikos tyrimas leidžia statyti ir stabilizuoti pastatus, tiltus, automobilius, paminklus, sūpynes ir daug daugiau.
- Statikoje nagrinėjamos masės centro, pusiausvyros, svirties, sukimo momento, kampinio momento sąvokos ir pritaikymai.
- Masės centras apskaičiuojamas pagal dalelių masės ir jų padėties sistemoje aritmetinį vidurkį.
- Sukimo momentas apskaičiuojamas kaip sukuriamos jėgos, svirties svirties ir kampo tarp atstumo ir jėgos sandauga.
- Kampinis momentas apskaičiuojamas kaip objekto atstumo nuo sukimosi ašies, tiesinio momento ir kampo tarp atstumo ir tiesinio momento sandauga.
Ką tiria statika?
Statiniai tyrimai standūs kūnai ar dalelės ramybės būsenoje, būdamas statiškas, nes jų jėgos ir momentai panaikina vienas kitą į visas puses, provokuoja pusiausvyrą, su
tai galime nustatyti vidines jėgas, kurios yra šioje sistemoje.
Nesustok dabar... Po viešumos dar daugiau ;)
Kam skirta statika?
Statikos tyrimas yra plačiai paplitęs Taikoma tiltų, pastatų, namų, baldų, automobilių, durų, langų statyboje, galiausiai viskas, kam reikia pusiausvyros. O svertų tyrimas leidžia suprasti ir gaminti karučius, plaktukus, veržles, tešlos kabliukus, meškeres, sūpynes ir daug daugiau. Be to, kampinio impulso tyrimas leidžia pagerinti čiuožėjų, dviračių ratų ir pasukamų kėdžių posūkius.
Taip pat žiūrėkite: Kas yra jėgos sąvoka?
Svarbios statinės sąvokos
- Masės centras: Tai taškas, kuriame kaupiasi visa fizinės sistemos ar dalelės masė. Jis ne visada yra kūne, kaip žiedo atveju, kuriame jos
- masės centras yra centre, kur nėra medžiagos. Norėdami sužinoti daugiau apie šią koncepciją, spustelėkite čia.
- Likutis: yra situacija, kai visų kūną veikiančių jėgų ir momentų suma yra lygi nuliui, o kūnas išlieka nepakitęs.
-
Svirtis: Tai paprasta mašina, galinti supaprastinti užduoties vykdymą ir gali būti sujungta, interpotentinė ir atspari.
- A svirtisinterfiksas jis turi atramos tašką tarp stiprios jėgos ir atsparios jėgos, kaip ir žirklių, replių, sūpynių ir plaktukų atveju.
- A svirtistarpusavy ji turi atsparią jėgą tarp stiprios jėgos ir atramos taško, kaip ir veržliarakčio, butelių atidarytuvo, karučio atveju.
- A svirtisinterpotentinis ji turi galingą jėgą tarp atsparios jėgos ir atramos taško, kaip ir pincetų, nagų žirklių, kai kurių kultūrizmo pratimų atveju.
- Sukimo momentas: taip pat vadinamas jėgos momentu, yra fizinis dydis, atsirandantis, kai veikiame jėgą kūnui, galinčiam suktis, suktis, pavyzdžiui, atidarant besisukančias duris. Sužinokite daugiau apie šią koncepciją spustelėję čia.
- Kampinis momentas: Tai fizikinis dydis, informuojantis apie besisukančių, besisukančių ar vingiuojančių kūnų judėjimą.
Pagrindinės statikos formulės
→ Masės formulių centras
\(X_{CM}=\frac{m_1\cdot x_1+m_2\cdot x_2 +m_3\cdot x_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
tai yra
\(Y_{CM}=\frac{m_1\cdot y_1+m_2\cdot y_2 +m_3\cdot y_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
xcm yra dalelių sistemos masės centro padėtis horizontalioje ašyje.
ycm yra dalelių sistemos masės centro padėtis vertikalioje ašyje.
m1, m2 tai yra m3 yra dalelių masės.
x1, x2 tai yra x3 yra dalelių padėtis horizontalioje ašyje.
y1, y2 tai yra y3 yra dalelių padėtis vertikalioje ašyje.
→ Svirties formulė
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
FP yra stiprioji jėga, matuojama niutonais [N].
dP yra stipriosios jėgos atstumas, matuojamas metrais [m].
Fr yra pasipriešinimo jėga, matuojama niutonais [N].
dr yra pasipriešinimo jėgos atstumas, matuojamas metrais [m].
→ Sukimo momento formulės
\(τ=r\cdot F\cdot sinθ\)
τ yra sukurtas sukimo momentas, matuojamas N∙m.
r yra atstumas nuo sukimosi ašies, dar vadinamas svirties svirtimi, matuojamas metrais [m].
F yra sukurta jėga, matuojama niutonais [Nr].
θ yra kampas tarp atstumo ir jėgos, matuojamas laipsniais [°].
Kai kampas yra 90º, sukimo momento formulė gali būti pavaizduota taip:
\(τ=r\cdot F\)
τ yra sukurtas sukimo momentas, matuojamas [N∙m].
r yra atstumas nuo sukimosi ašies, dar vadinamas svirties svirtimi, matuojamas metrais [m].
F yra sukurta jėga, matuojama niutonais [Nr].
→ Kampinio momento formulė
\(L=r\cdot p\cdot sinθ\)
L yra kampinis momentas, matuojamas [kg∙m2/s].
r yra atstumas tarp objekto ir sukimosi ašies arba spindulio, matuojamas metrais [m].
P yra tiesinis impulsas, matuojamas [kg∙m/s].
θ yra kampas tarp r tai yra K, matuojamas laipsniais [°].
Žinoti daugiau: Hidrostatika – fizikos šaka, tirianti skysčius statinės pusiausvyros sąlygomis
Išsprendė statikos pratimus
01) (UFRRJ-RJ) Žemiau esančiame paveikslėlyje tarkime, kad berniukas stumia duris jėga Fm = 5 N, veikiantis 2 m atstumu nuo vyrių (sukimosi ašies), o žmogus veikia jėgą FH = 80 N, 10 cm atstumu nuo sukimosi ašies.
Esant tokioms sąlygoms, galima teigti, kad:
a) durys pasisuktų uždarymo kryptimi.
b) durys pasisuktų atidarymo kryptimi.
c) durys nesisuka jokia kryptimi.
d) vyro pritaikyto momento vertė yra didesnė už berniuko pritaikyto momento vertę.
e) durys pasisuktų uždarymo kryptimi, nes vyro masė didesnė už berniuko masę.
Rezoliucija:
Alternatyva B. Durys pasisuktų atidarymo kryptimi. Norėdami tai padaryti, tiesiog apskaičiuokite vyro sukimo momentą pagal formulę:
\(τ_h=r\cdot F\)
\(τ_h=0,1\cdot80\)
\(τ_h=8N\cdot m\)
Ir berniuko sukimo momentas:
\(τ_m=r\cdot F\)
\(τ_m=2\cdot 5\)
\(τ_m=10N\cdot m\)
Taigi, matote, kad berniuko sukimo momentas yra didesnis nei vyro, todėl durys atsidaro.
02) (Enem) Eksperimento metu mokytojas nunešė į klasę maišą ryžių, trikampį medžio gabalą ir cilindrinį homogeninį geležinį strypą. Jis pasiūlė išmatuoti juostos masę naudojant šiuos objektus. Už tai mokiniai padarė žymes ant juostos, padalijo ją į aštuonias lygias dalis, o tada atremdavo trikampio pagrindo su ryžių maišeliu kabančiu viename iš jo galų, kol bus pasiekta pusiausvyra.
Kokią strypo masę šioje situacijoje gavo studentai?
a) 3,00 kg
b) 3,75 kg
c) 5,00 kg
d) 6,00 kg
e) 15,00 kg
Rezoliucija:
E alternatyva. Studentų gautą strypo masę apskaičiuosime pagal svirties formulę, kurioje lyginame stipriąją jėgą su pasipriešinimo jėga:
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
Jėga, kurią veikia ryžiai, yra tai, kas priešinasi juostos judėjimui, todėl:
\(F_p\cdot d_p=F_{rice}\cdot d_{rice}\)
Ryžius veikianti jėga ir stiprioji jėga yra svorio jėga, taigi:
\(P_p\cdot d_p=P_{rice}\cdot d_{rice}\)
\(m_pg\cdot d_p=m_{rice}\cdot g\cdot d_{rice}\)
\(m_p\cdot10\cdot1=5\cdot10\cdot3\)
\(m_p\cdot10=150\)
\(m_p=\frac{150}{10}\)
\(m_p = 15 kg\)
Šaltiniai
HALLIDAY, Deividas; RESNIKAS, Robertas; WALKER, Džearlas. Fizikos pagrindai: Mechanika.8. red. Rio de Žaneiras, RJ: LTC, 2009 m.
NUSSENZVEIG, Herch Moyses. pagrindinis fizikos kursas: Mechanika (t. 1). 5 leid. Taigi Paulo: Blucher, 2015 m.
Spustelėkite ir sužinokite apie svirtelių veikimą, naudojimą ir tipus.
Supraskite masės centro apibrėžimą, kaip jis apskaičiuojamas ir kodėl svarbu jį žinoti.
Ar žinote, kas yra statinė pusiausvyra? Žinokite skirtingus pusiausvyros tipus, supraskite pusiausvyros sąlygas ir peržiūrėkite išspręstus pratimus šia tema.
Ar žinai, kas yra stiprybė? Supraskite sąvoką, peržiūrėkite formules, naudojamas skirtingų tipų jėgoms, ir pažiūrėkite, koks yra ryšys tarp jėgų ir Niutono dėsnių.
Supraskite Niutono dėsnius ir peržiūrėkite kai kuriuos išspręstus pavyzdžius, taip pat pratimus šia tema, kurie nukrito ant priešo.
Spustelėkite čia, sužinokite, ką studijuoja klasikinė mechanika, ir sužinokite apie pagrindines jos sritis. Taip pat sužinokite, kaip tai svarbu.
Išplėskite savo žinias apie sukimo momentą, vektorinį dydį, susijusį su sukimosi judesiu. Pamatykite išspręstą koncepciją, vienetą, formulę ir pratimus!
Ar žinai, kas yra darbas? Suprasti darbo apibrėžimą, išmokti jį apskaičiuoti ir žinoti teoremą, siejančią darbą su kinetinės energijos pokyčiu.
