A statična in področje klasične mehanike odgovoren za preučevanje sistemov delcev ali togih teles v stanju ravnovesja. Na tem področju preučujemo koncepte, kot so središče mase, navor, vrtilna količina, vzvod in ravnotežje.
Preberite tudi: Kinematika - področje mehanike, ki preučuje gibanje teles
povzetek o statiki
- Preučevanje statike omogoča gradnjo in stabilnost zgradb, mostov, avtomobilov, spomenikov, gugalnic in še veliko več.
- V statiki se preučujejo koncepti in aplikacije masnega središča, ravnotežja, vzvoda, navora, vrtilne količine.
- Središče mase se izračuna preko aritmetične sredine mase delcev in njihovih položajev v sistemu.
- Navor se izračuna kot zmnožek proizvedene sile, kraka vzvoda in kota med razdaljo in silo.
- Kotna količina se izračuna kot zmnožek oddaljenosti predmeta od osi vrtenja, linearne količine in kota med razdaljo in linearno količino.
Kaj preučuje statika?
Statične študije toga telesa ali delci v mirovanju, biti statičen, ker se njihove sile in momenti izničujejo v vseh smereh, spodbujanje ravnotežja, z
s tem lahko določimo notranje sile, ki delujejo na ta sistem.
Za kaj je statika?
Študij statike je zelo razširjen uporablja se pri gradnji mostov, zgradb, hiš, pohištva, avtomobilov, vrat, oken, končno vse, kar potrebuje ravnotežje. O študija vzvodov vam omogoča razumevanje in izdelavo samokolnic, kladiv, lokalnikov za orehe, kavljev za testo, ribiških palic, gugalnic in še veliko več. Poleg tega študija vrtilne količine omogoča izboljšanje zavojev drsalcev, koles koles in vrtljivih stolov.
Glej tudi: Kaj je koncept moči?
Pomembni statični pojmi
- Središče mase: To je točka, na kateri se kopiči vsa masa fizičnega sistema ali delca. Ni vedno v telesu, tako kot pri prstanu, v katerem njen
- središče mase je v središču, kjer ni materiala. Če želite izvedeti več o tem konceptu, kliknite tukaj.
- Ravnovesje: je situacija, v kateri je vsota vseh sil in momentov na telo enaka nič, telo ostane nespremenjeno.
-
Ročica: Je preprost stroj, ki lahko poenostavi izvajanje naloge in je lahko medsebojno fiksen, interpotenten in medsebojno odporen.
- A vzvodinterfix ima oporno točko med močno in uporno silo, kot je to v primeru škarij, klešč, gugalnice in kladiva.
- A vzvodmedodporen ima uporno silo med močno silo in oporiščem, kot je to v primeru lomljenca orehov, odpirača za steklenice, samokolnice.
- A vzvodinterpotenten ima močno silo med uporno silo in oporno točko, kot je to v primeru pincet, ščipalk za nohte, nekaterih vaj za bodybuilding.
- Navor: imenovan tudi moment sile, je fizikalna količina, ki nastane, ko delujemo s silo na telo, ki se lahko vrti, obrača, kot bi odprli vrtljiva vrata. Več o tem konceptu s klikom tukaj.
- Kotni moment: Je fizikalna količina, ki pove o količini gibanja teles, ki se vrtijo, vrtijo ali delajo krivulje.
Glavne formule statike
→ Formule središča mase
\(X_{CM}=\frac{m_1\cdot x_1+m_2\cdot x_2 +m_3\cdot x_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
je
\(Y_{CM}=\frac{m_1\cdot y_1+m_2\cdot y_2 +m_3\cdot y_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
xcm je položaj središča mase sistema delcev na vodoravni osi.
lcm je položaj središča mase sistema delcev na navpični osi.
m1, m2 je m3 so mase delcev.
x1, x2 je x3 so položaji delcev na vodoravni osi.
l1, l2 je l3 so položaji delcev na navpični osi.
→ Formula vzvoda
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
Fp močna sila, merjena v Newtonih [N].
dp je razdalja močne sile, merjena v metrih [m].
Fr je uporna sila, merjena v Newtonih [N].
dr razdalja uporne sile, merjena v metrih [m].
→ Formule navora
\(τ=r\cdot F\cdot sinθ\)
τ je proizvedeni navor, merjen v N∙m.
r je razdalja od osi vrtenja, imenovana tudi krak vzvoda, merjena v metrih [m].
F je proizvedena sila, merjena v Newtonih [št].
θ je kot med razdaljo in silo, merjen v stopinjah [°].
Ko je kot 90º, lahko formulo navora predstavimo z:
\(τ=r\cdot F\)
τ proizvedeni navor, izmerjen v [N∙m].
r je razdalja od osi vrtenja, imenovana tudi krak vzvoda, merjena v metrih [m].
F je proizvedena sila, merjena v Newtonih [št].
→ Formula kotnega momenta
\(L=r\cdot p\cdot sinθ\)
L je kotna količina, izmerjena v [kg∙m2/s].
r je razdalja med predmetom in vrtilno osjo ali polmerom, merjena v metrih [m].
p je linearni moment, izmerjen v [kg∙m/s].
θ je kot med r je Q, merjeno v stopinjah [°].
Izvedite več: Hidrostatika - veja fizike, ki preučuje tekočine v pogojih statičnega ravnovesja
Rešene vaje iz statike
01) (UFRRJ-RJ) Recimo, da deček na spodnji sliki potiska vrata s silo Fm = 5 N, ki deluje na razdalji 2 m od tečajev (rotacijske osi), in da človek deluje s silo FH = 80 N, na razdalji 10 cm od osi vrtenja.
Pod temi pogoji je mogoče trditi, da:
a) vrata bi se obračala v smeri zaprtja.
b) vrata bi se obračala v smeri odpiranja.
c) vrata se ne vrtijo v nobeno smer.
d) vrednost momenta, ki ga na vrata pritisne moški, je večja od vrednosti momenta, ki ga pritisne deček.
e) vrata bi se obračala v smeri zaprtja, ker je masa moškega večja od mase fanta.
Resolucija:
Alternativa B. Vrata bi se obračala v smeri odpiranja. Če želite to narediti, samo izračunajte navor človeka po formuli:
\(τ_h=r\cdot F\)
\(τ_h=0,1\cdot80\)
\(τ_h=8N\cdot m\)
In navor fanta:
\(τ_m=r\cdot F\)
\(τ_m=2\cdot 5\)
\(τ_m=10N\cdot m\)
Torej lahko vidite, da je fantov navor večji od moškega, zato se vrata odpirajo.
02) (Enem) V poskusu je učitelj v učilnico odnesel vrečo riža, trikoten kos lesa in valjasto in homogeno železno palico. Predlagal je, da s temi predmeti izmerijo maso palice. Za to so učenci naredili oznake na palici, jo razdelili na osem enakih delov in jo nato podprli trikotno podlago, z vrečo riža, ki visi na enem od njenih koncev, dokler ni doseženo ravnovesje.
Kolikšna je bila v tem primeru masa palice, ki so jo pridobili učenci?
a) 3,00 kg
b) 3,75 kg
c) 5,00 kg
d) 6,00 kg
e) 15,00 kg
Resolucija:
E alternativa. Maso palice, ki so jo učenci pridobili, bomo izračunali s formulo vzvoda, v kateri primerjamo močno silo z uporno silo:
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
Sila, s katero deluje riž, je tista, ki se upira gibanju palice, torej:
\(F_p\cdot d_p=F_{riž}\cdot d_{riž}\)
Sila, ki deluje na riž in močna sila, je sila teže, torej:
\(P_p\cdot d_p=P_{riž}\cdot d_{riž}\)
\(m_pg\cdot d_p=m_{riž}\cdot g\cdot d_{riž}\)
\(m_p\cdot10\cdot1=5\cdot10\cdot3\)
\(m_p\cdot10=150\)
\(m_p=\frac{150}{10}\)
\(m_p=15 kg\)
Viri
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Osnove fizike: Mehanika.8. izd. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.
NUSSENZVEIG, Herch Moyses. osnovni tečaj fizike: Mehanika (zv. 1). 5 izd. Torej Paulo: Blucher, 2015.
