Равнотежастатички је стање у којем резултант од снаге и збир момената сила, или обртни моменти, су нула. Када су у статичкој равнотежи, тела мирују. Свеукупно постоје две три различите врсте равнотеже: стабилно, нестабилан и равнодушан.
Гледајтакође: Све што треба да знате о Њутновим законима
Статичка и динамичка равнотежа
Пре него што започнемо, неки појмови су од фундаменталног значаја за разумевање овог чланка, погледајте их:
- Снагарезултат: израчунава се кроз Њутнов други закон. У условима равнотеже, векторски збир ових сила мора бити ништа;
- Обртни моменат или момент силе: то се односи на динамички агенс ротације, то јест, када се на тело примени нула обртни моменат, оно ће настојати да опише ротационо кретање.
ми зовемо равнотежа ситуација у којој тело, продужено или тачно, подлеже нето резултујућој сили. На овај начин и у складу са оним што утврђује Њутнов први закон, познат као закон инерције, тело у равнотежи може бити или у мировању или у уједначено праволинијско кретање - ситуације које се називају статичка равнотежа, односно динамичка равнотежа.
Врсте статичке равнотеже
- Нестабилно стање: када се тело подвргне малом померању из свог равнотежног положаја, колико год мало било, оно ће тежити да се све више удаљава од тог положаја. Погледајте доњу слику:
- Стабилан биланс: када тело, померено из уравнотеженог положаја, тежи да се врати у почетни положај, као у случају приказаном на овој слици:
- Равнотежаравнодушан: када тело, без обзира где се налази, остане у равнотежи, проверите:
знате више: Откријте како се фудбалска лопта завија у ваздуху
Равнотежа материјалне тачке и равнотежа продуженог тела
Када се димензије тела могу занемарити, као на пример у случају мале честице, говоримо о томе равнотежаодСцорематеријал. У тим случајевима, да би тело било у равнотежи, довољно је да збир сила које делују на њега буде нула.
Ф - снага
ФИкс - к компонента сила
Фг. - и компонента сила
учинио - з компонента сила
Слика указује на то да збир сила и збир компонената сила у сваком правцу мора бити једнак нули, тако да је тело тачке симетрије у статичкој равнотежи.
Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)
Када није могуће занемарити димензије тела, као у случају шипки, покретних мостова, носача, полуга, зупчаника и других макроскопских предмета, говори се о равнотежаодтелообиман. Да би се тачно дефинисала ова врста ваге, потребно је узети у обзир растојање између тачке примене силе до осе ротације ових тела, другим речима, услов статичке или динамичке равнотеже захтева да збир обртних момената (или тренутака) буде нула, као што се дешава код сила примењује се.
Горе наведени услови указују да је у случају продуженог тела неопходно да збир сила и обртних момената буде нула у сваком смеру.
Решене вежбе на статичкој равнотежи
Решавање вежби статичке равнотеже захтева основно знање збира. вектор и декомпозиција вектора.
Приступтакође: Имате ли потешкоћа? Научите како да решавате вежбе помоћу Њутнових закона
Питање 1)(Исул) Кутија А, тежине 300 Н, окачена је помоћу два ужета Б и Ц, као што је приказано на доњој слици. (Подаци: син 30º = 0,5)
Вредност повлачења струне Б једнака је:
а) 150,0 Н.
б) 259,8 Н.
в) 346,4 Н.
г) 600,0 Н.
Предложак: Слово Д.
Резолуција:
Да бисмо решили ову вежбу, морамо да користимо тригонометрија, како би се израчунало вучење жице Б. За ово је неопходно да користимо дефиницију синуса, јер је угао формиран између жица 30º, а синусна формула указује да се може израчунати односом између супротне стране и хипотенуза. Погледајте следећу слику, у њој формирамо троугао са векторима ТБ. (повући конопац Б) и тежина (П):
На основу тога морамо извршити следећи прорачун:
Питање 2)(Мрљица) Блок масе м = 24 кг држи се у равнотежи нерастегљивом и занемарљивом масом Л и К жица, као што је приказано на следећој слици. Уже Л са зидом формира угао од 90 °, а конопац К са плафоном угао од 37 °. Узимајући у обзир убрзање услед гравитације једнако 10м / с², вредност вучне силе коју конопац Л врши на зид је:
(Подаци: цос 37 ° = 0,8 и син 37 ° = 0,6)
а) 144 Н.
б) 180 Н.
в) 192 Н.
г) 240 Н.
д) 320 Н.
Предложак: Слово е
Резолуција:
Прво, морамо утврдити колика је вредност вуче коју подржава К кабл, за то користимо однос синуса, као у претходној вежби:
Након што смо пронашли напетост у жици К, морамо израчунати компоненту те напетости која се поништава затезањем кабла Л. Сада ћемо користити косинус угла, јер је хоризонтална компонента повлачења К кабла страна уз угао од 37 °, имајте на уму:
Питање 3) (уерј) Човек масе 80 килограма мирује и уравнотежен је на крутој дасци дужине 2,0 м, чија је маса много мања од масе човека. Даска је постављена водоравно на два носача, А и Б, на њеним крајевима, а човек је удаљен 0,2 м од краја који подупире А. Интензитет силе у њутнима, коју даска делује на ослонац А, еквивалентан је:
а) 200
б) 360
ц) 400
г) 720
Предложак: Слово Д.
Резолуција:
Направили смо дијаграм како бисте лакше могли да видите вежбу, погледајте:
Како је пречка на којој је човек ослоњен опсежно тело, морају се узети у обзир оба сумаодснаге што се тиче сумавекторОдобртни моменти који на то делују. Стога морамо извршити следеће прорачуне:
Да бисмо извршили ове прорачуне, прво користимо услов који каже да сума обртних момената мора бити једнака нули, затим множимо силе са њиховим растојањима од осе ротације штапа (у овом случају бирамо положај А). Да бисмо одредили сигнале, користимо сигналпозитивно за обртне моменте који производе ротације у смисаосупротно од казаљке на сату, док је сигнал негативан је коришћен за обртни моменат произведен силом тежине која тежи окретању шипке у смисаораспоред.
Израчун резултујућег момента резултирао је Н.Б. = 80 Н, и тада користимо други услов равнотеже. У овом случају кажемо да збир сила које делују на шипку мора бити нула и у тачки А добијамо нормалну реакцију једнаку 720Н..
Написао Рафаел Хеллерброцк
Наставник физике
