Ravnovesjestatično je stanje, v katerem je rezultat sile in vsota trenutkov sil, oz navor, so nič. V statičnem ravnotežju telesa mirujejo. Obstajata dve različni vrsti ravnovesja: stabilno, nestabilna in enak.
Poglejtudi: Vse, kar morate vedeti o Newtonovih zakonih
Statično in dinamično ravnovesje
Preden začnemo, je za razumevanje tega članka nekaj konceptov temeljnega pomena, preverite jih:
- Močiz tega izhaja: se izračuna s pomočjo Newtonov drugi zakon. V ravnotežnem stanju je vektorska vsota teh sil mora biti nič;
- Navor ali moment sile: nanaša se na dinamično sredstvo vrtenja, to pomeni, da če telo nanese ničelni navor, ponavadi opisuje vrtenje.
mi kličemo ravnovesje položaj, v katerem telo, razširjeno ali natančno, deluje pod napetostjo. Tako in v skladu s tem, kar določa Newtonov prvi zakon, znan kot zakon vztrajnosti, telo v ravnovesju je lahko v mirovanju ali v njem enakomerno pravokotno gibanje - situacije, ki jih imenujemo statično ravnovesje oziroma dinamično ravnovesje.
Vrste statičnega ravnovesja
- Nestabilno ravnotežje: ko se telo nekoliko premakne iz ravnotežnega položaja, pa naj bo še tako majhno, se bo nagibalo k temu, da se bo vse bolj oddaljilo od tega položaja. Poglejte spodnjo sliko:
- Stabilno ravnovesje: ko se telo, premaknjeno iz uravnoteženega položaja, nagiba k vrnitvi v začetni položaj, kot je prikazano na tej sliki:
- Ravnovesjeenak: ko telo, ne glede na to, kje je postavljeno, ostane v ravnovesju, preverite:
vedeti več: Odkrijte, kako se nogometna žoga zavija v zraku
Ravnotežje materialne točke in ravnotežje iztegnjenega telesa
Kdaj lahko dimenzije telesa zanemarimo, kot na primer v primeru majhnega delca, govorimo o tem ravnovesjeodRezultatmaterial. V teh primerih je, da je telo v ravnovesju, dovolj, da je vsota sil, ki delujejo nanj, enaka nič.
F - moč
FX - x komponenta sil
Fy - y komponenta sil
naredil - z komponenta sil
Slika kaže, da mora biti vsota sil in vsota komponent sil v vsaki smeri enaka nič, tako da je telo simetrije točke v statičnem ravnovesju.
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Kadar ni mogoče zanemariti dimenzij telesa, kot pri palicah, dvižnih mostovih, nosilcih, vzvodih, zobnikih in drugih makroskopskih predmetih, govorimo o ravnovesjeodteloobsežno. Za pravilno določitev te vrste tehtnice je treba upoštevati razdaljo med točko delovanja sile do osi vrtenja teh z drugimi besedami, pogoj statičnega ali dinamičnega ravnovesja zahteva, da je vsota navorov (ali momentov) nična, kot se to zgodi pri silah uporablja.
Zgornji pogoji kažejo, da je pri razširjenem telesu vsota sil in navorov enaka nič v vsaki smeri.
Rešene vaje na statičnem ravnotežju
Reševanje vaj za statično ravnotežje zahteva osnovno znanje vsote. vektor in vektorska razgradnja.
Dostoptudi: Imate težave? Naučite se reševati vaje z uporabo Newtonovih zakonov
Vprašanje 1)(Isul) Škatla A, težka 300 N, je obešena z dvema vrvoma B in C, kot prikazuje spodnja slika. (Podatki: sin 30º = 0,5)
Vrednost vlečenja vrvice B je enaka:
a) 150,0 N.
b) 259,8 N.
c) 346,4 N.
d) 600,0 N.
Predloga: Črka D
Resolucija:
Da bi rešili to vajo, moramo uporabiti trigonometrija, da bi izračunali vlečenje vrvice B. Za to je nujno, da uporabimo definicijo sinusa, ker je kot med vrvicami oblikovan kot 30º, formula sinusa pa kaže, da jo je mogoče izračunati z razmerjem med nasprotno stranjo in hipotenuza. Poglej naslednjo sliko, na njej z vektorji T oblikujemo trikotnikB (potegnite vrv B) in teža (P):
Na podlagi tega moramo narediti naslednji izračun:
Vprašanje 2)(Pika) Blok z maso m = 24 kg ostane v ravnovesju zaradi neraztegljive in zanemarljive mase L in Q nizov, kot je prikazano na naslednji sliki. Vrv L tvori s steno kot 90 °, vrv Q pa 37 ° s stropom. Glede na pospešek zaradi gravitacije, ki je enak 10m / s², je vrednost vlečne sile, ki jo vrv L deluje na steno:
(Podatki: cos 37 ° = 0,8 in sin 37 ° = 0,6)
a) 144 N
b) 180 N
c) 192 N.
d) 240 N
e) 320 N
Predloga: Črka e
Resolucija:
Najprej moramo določiti, kolikšna je vrednost oprijema, podprtega s kablom Q, za to uporabimo razmerje sinusov, kot v prejšnji vaji:
Ko ugotovimo napetost v žici Q, moramo izračunati komponento te napetosti, ki jo prekine napetost kabla L. Zdaj bomo uporabili kosinus kota, saj je vodoravna komponenta vlečnega kabla Q stran, ki meji na kot 37 °, upoštevajte:
Vprašanje 3) (uerj) Človek z maso, ki je enaka 80 kg, miruje in je uravnotežen na trdi deski, dolgi 2,0 m, katere masa je veliko manjša od moške. Deska je nameščena vodoravno na dveh nosilcih, A in B, na njenih koncih, človek pa je oddaljen 0,2 m od konca, ki ga podpira A. Intenzivnost sile v newtonih, ki jo deska deluje na nosilec A, je enaka:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
Predloga: Črka D
Resolucija:
Naredili smo diagram, da si lahko vajo lažje ogledate, preverite:
Ker je palica, na kateri je moški podprt, obsežno telo, je treba upoštevati oba vsotaodsile glede vsotavektorOdnavor ki delujejo na to. Tako moramo narediti naslednje izračune:
Za te izračune najprej uporabimo pogoj, ki določa, da mora biti vsota navorov enaka nič, nato sile pomnožimo z njihovimi razdaljami od osi vrtenja palice (v tem primeru izberemo položaj A). Za določitev signalov uporabljamo signalpozitivno za navore, ki povzročajo vrtenje v smiselv nasprotni smeri urnega kazalca, medtem ko signal negativno je bil uporabljen za navor, ki ga ustvarja sila, ki ponavadi vrti palico v smiselurnik.
Izračun rezultantov navorov je rezultiral v NB = 80 N, nato pa uporabimo drugi ravnotežni pogoj. V tem primeru pravimo, da mora biti vsota sil, ki delujejo na palico, enaka nič in v točki A dobimo normalno reakcijo, enako 720N.
Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
