EN statisk og innen klassisk mekanikk ansvarlig for å studere systemer av partikler eller stive legemer i en tilstand av likevekt. I dette området studerer vi begreper som massesenter, dreiemoment, vinkelmomentum, spak og balanse.
Les også: Kinematikk - område av mekanikk som studerer bevegelser av kropper
Emner i denne artikkelen
- 1 - Sammendrag om statikk
- 2 - Hva studerer statikk?
- 3 - Hva brukes statisk til?
- 4 - Viktige begreper om statikk
-
5 - Statiske hovedformler
- → Formler for massesenter
- → Spakformel
- → Momentformler
- → Vinkelmomentformel
- 6 - Løste øvelser om statikk
oppsummering om statisk
- Studiet av statikk muliggjør konstruksjon og stabilitet av bygninger, broer, biler, monumenter, vipper og mye mer.
- I statikk studeres begrepene og anvendelsene av massesenter, balanse, spak, dreiemoment, vinkelmomentum.
- Massesenteret beregnes gjennom det aritmetiske gjennomsnittet av massen til partiklene og deres posisjoner i systemet.
- Dreiemoment beregnes som produktet av kraften som produseres, spaken og vinkelen mellom avstanden og kraften.
- Vinkelmomentum beregnes som produktet av objektets avstand fra rotasjonsaksen, den lineære impulsen og vinkelen mellom avstanden og den lineære impulsen.
Hva studerer statikk?
De statiske studiene stive legemer eller partikler i ro, være statisk, fordi deres krefter og øyeblikk opphever hverandre i alle retninger, provosere balansen, med
dette kan vi bestemme de indre kreftene som er på dette systemet.
Ikke stopp nå... Det er mer etter publisiteten ;)
Hva er statisk for?
Studiet av statikk er bredt brukes i bygging av broer, bygninger, hus, møbler, biler, dører, vinduer, til slutt, alt som trenger balanse. O studie av spaker lar deg forstå og produsere trillebårer, hammere, nøtteknekkere, eltekroker, fiskestenger, vipper og mye mer. I tillegg gjør studiet av vinkelmoment det mulig å forbedre svingene til skatere, sykkelhjul og svingstoler.
Se også: Hva er begrepet styrke?
Viktige statiske begreper
- Massesenter: Det er punktet der all massen til et fysisk system eller partikkel akkumuleres. Det er ikke alltid i kroppen, som i tilfellet med en ring, der dens
- massesenteret er i sentrum, der det ikke er noe materiale. For å lære mer om dette konseptet, klikk her.
- Balansere: er situasjonen der summen av alle krefter og momenter på et legeme er null, og holder kroppen uendret.
-
Spak: Det er en enkel maskin som er i stand til å forenkle utførelsen av en oppgave, og kan være interfixed, interpotent og inter-resistant.
- EN spakinterfix den har støttepunktet mellom den potente kraften og den motstandskraften, som tilfellet er med saks, tang, vippe og hammer.
- EN spakinterresistent den har motstandskraften mellom den potente kraften og dreiepunktet, slik tilfellet er med nøtteknekkeren, flaskeåpneren, trillebåren.
- EN spakinterpotent den har den kraftige kraften mellom den motstandsdyktige kraften og støttepunktet, som tilfellet er med pinsett, negleklippere, noen kroppsbyggingsøvelser.
- Dreiemoment: også kalt kraftmoment, er en fysisk størrelse som oppstår når vi påfører en kraft på en kropp som er i stand til å rotere, snu, som å åpne en svingdør. Lær mer om dette konseptet ved å klikke her.
- Vinkelmoment: Det er en fysisk størrelse som informerer om mengden bevegelse av kropper som roterer, roterer eller lager kurver.
Hovedformler for statikk
→ Formler for massesenter
\(X_{CM}=\frac{m_1\cdot x_1+m_2\cdot x_2 +m_3\cdot x_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
Det er
\(Y_{CM}=\frac{m_1\cdot y_1+m_2\cdot y_2 +m_3\cdot y_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
xcm er posisjonen til massesenteret til partikkelsystemet på den horisontale aksen.
ycm er posisjonen til massesenteret til partikkelsystemet på den vertikale aksen.
m1, m2 Det er m3 er massene til partiklene.
x1, x2 Det er x3 er posisjonene til partiklene på den horisontale aksen.
y1, y2 Det er y3 er posisjonene til partiklene på den vertikale aksen.
→ Spakformel
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
FP er den potente kraften, målt i Newton [N].
dP er avstanden til den potente kraften, målt i meter [m].
Fr er motstandskraften, målt i Newton [N].
dr er avstanden til motstandskraften, målt i meter [m].
→ Momentformler
\(τ=r\cdot F\cdot sinθ\)
τ er dreiemomentet som produseres, målt i N∙m.
r er avstanden fra rotasjonsaksen, også kalt spakarmen, målt i meter [m].
F er kraften som produseres, målt i Newton [Nei].
θ er vinkelen mellom avstanden og kraften, målt i grader [°].
Når vinkelen er 90º, kan dreiemomentformelen representeres av:
\(τ=r\cdot F\)
τ er dreiemomentet som produseres, målt i [N∙m].
r er avstanden fra rotasjonsaksen, også kalt spakarmen, målt i meter [m].
F er kraften som produseres, målt i Newton [Nei].
→ Vinkelmomentformel
\(L=r\cdot p\cdot sinθ\)
L er vinkelmomentet, målt i [kg∙m2/s].
r er avstanden mellom objektet og rotasjonsaksen eller radiusen, målt i meter [m].
P er det lineære momentumet, målt i [kg∙m/s].
θ er vinkelen mellom r Det er Q, målt i grader [°].
Vite mer: Hydrostatikk - gren av fysikk som studerer væsker under forhold med statisk likevekt
Løste øvelser om statikk
01) (UFRRJ-RJ) I figuren nedenfor, anta at gutten skyver døren med en kraft Fm = 5 N, som virker i en avstand på 2 m fra hengslene (rotasjonsaksen), og at mannen utøver en kraft FH = 80 N, i en avstand på 10 cm fra rotasjonsaksen.
Under disse forholdene kan det sies at:
a) døren vil dreie i retning av å bli lukket.
b) døren vil dreie seg i retning av å bli åpnet.
c) døren roterer ikke i noen retning.
d) verdien av øyeblikket brukt på døren av mannen er større enn verdien av øyeblikket brukt av gutten.
e) døren vil snu i retning av å bli lukket, fordi massen til mannen er større enn massen til gutten.
Vedtak:
Alternativ B. Døren ville snu seg i retning av å bli åpnet. For å gjøre dette, bare beregne dreiemomentet til mannen, gjennom formelen:
\(τ_h=r\cdot F\)
\(τ_h=0.1\cdot80\)
\(τ_h=8N\cdot m\)
Og guttens dreiemoment:
\(τ_m=r\cdot F\)
\(τ_m=2\cdot 5\)
\(τ_m=10N\cdot m\)
Så du kan se at guttens dreiemoment er større enn mannens dreiemoment, så døren åpner seg.
02) (Enem) I et eksperiment tok en lærer med til klasserommet en pose med ris, et trekantet trestykke og en sylindrisk og homogen jernstang. Han foreslo at de skulle måle stangens masse ved å bruke disse gjenstandene. For dette laget elevene merker på stangen, delte den i åtte like deler, og støttet den deretter på den trekantede basen, med posen med ris hengende fra en av endene, til likevekt er nådd.
I denne situasjonen, hva var massen til stangen oppnådd av elevene?
a) 3,00 kg
b) 3,75 kg
c) 5,00 kg
d) 6,00 kg
e) 15,00 kg
Vedtak:
E alternativ. Vi vil beregne massen til stangen oppnådd av elevene, gjennom formelen til spaken, der vi sammenligner den potente kraften med den motstandskraftige kraften:
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
Kraften som risen utøver er det som motstår bevegelsen til stangen, så:
\(F_p\cdot d_p=F_{ris}\cdot d_{ris}\)
Kraften som virker på risen og den potente kraften er vektkraften, så:
\(P_p\cdot d_p=P_{ris}\cdot d_{ris}\)
\(m_pg\cdot d_p=m_{ris}\cdot g\cdot d_{ris}\)
\(m_p\cdot10\cdot1=5\cdot10\cdot3\)
\(m_p\cdot10=150\)
\(m_p=\frac{150}{10}\)
\(m_p=15 kg\)
Kilder
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Grunnleggende om fysikk: Mekanikk.8. utg. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.
NUSSENZVEIG, Herch Moyses. grunnleggende fysikkkurs: Mekanikk (vol. 1). 5 utg. Så Paulo: Blucher, 2015.
Klikk og lær om betjening, bruk og typer spaker.
Forstå definisjonen av massesenter, hvordan det beregnes, og hvorfor det er viktig å vite det.
Vet du hva statisk likevekt er? Kjenne til de ulike typene likevekt, forstå betingelsene for likevekt og sjekk ut løste oppgaver om emnet.
Vet du hva styrke er? Forstå konseptet, sjekk ut formlene som brukes for ulike typer kraft, og se hva forholdet er mellom krefter og Newtons lover.
Forstå Newtons lover og sjekk ut noen løste eksempler, samt øvelser om dette emnet som falt på Enem.
Klikk her, finn ut hva klassisk mekanikk studerer og lær om hovedområdene. Finn også ut hvor viktig det er.
Utvid kunnskapen din om dreiemoment, en vektormengde relatert til rotasjonsbevegelse. Se konseptet, enheten, formelen og øvelsene løst!
Vet du hva arbeid er? Forstå definisjonen av arbeid, lære hvordan det er mulig å beregne det og kjenne teoremet som relaterer arbeid til endringen i kinetisk energi.
