A statik ve Klasik Mekanik alanı denge halindeki parçacık sistemlerini veya katı cisimleri incelemekten sorumludur. Bu alanda kütle merkezi, tork, açısal momentum, kaldıraç ve denge gibi kavramları inceliyoruz.
Şunu da okuyun: Kinematik - cisimlerin hareketini inceleyen Mekaniğin alanı
Bu makalenin konuları
- 1 - Statik hakkında özet
- 2 - Statik neyi inceler?
- 3 - Statik ne için kullanılır?
- 4 - Statik ile ilgili önemli kavramlar
-
5 - Ana statik formüller
- → Kütle merkezi formülleri
- → Kaldıraç formülü
- → Tork formülleri
- → Açısal Momentum Formülü
- 6 - Çözülmüş statik alıştırmaları
statik hakkında özet
- Statik çalışması, binaların, köprülerin, otomobillerin, anıtların, tahterevallilerin ve çok daha fazlasının inşasını ve sağlamlığını mümkün kılar.
- Statikte kütle merkezi, denge, kaldıraç, tork, açısal momentum kavramları ve uygulamaları incelenir.
- Kütle merkezi, parçacıkların kütlelerinin ve sistemdeki konumlarının aritmetik ortalaması alınarak hesaplanır.
- Tork, üretilen kuvvetin, manivela kolunun ve mesafe ile kuvvet arasındaki açının ürünü olarak hesaplanır.
- Açısal momentum, nesnenin dönme ekseninden uzaklığının, doğrusal momentumun ve mesafe ile doğrusal momentum arasındaki açının ürünü olarak hesaplanır.
Statik neyi inceler?
Statik çalışmalar katı cisimler veya hareketsiz parçacıklar, statik olmak, çünkü kuvvetleri ve momentleri her yönde birbirini yok ediyor, dengeyi kışkırtmak, ile
bu sistem üzerindeki iç kuvvetleri belirleyebiliriz.
Şimdi durma... Tanıtımdan sonra devamı var ;)
Statik ne için?
Statik bilimi, yaygın olarak köprü, bina, ev, mobilya, otomobil, kapı, pencere yapımında uygulanır, nihayet, dengeye ihtiyaç duyan her şey. Ö kaldıraç çalışması el arabası, çekiç, fındıkkıran, hamur kancası, olta, tahterevalli ve çok daha fazlasını anlamanıza ve üretmenize olanak tanır. Ek olarak, açısal momentum çalışması, patencilerin, bisiklet tekerleklerinin ve döner sandalyelerin dönüşlerini iyileştirmeyi mümkün kılar.
Şuna da bakın: Güç kavramı nedir?
Önemli statik kavramlar
- kütle merkezi: Fiziksel bir sistemin veya parçacığın tüm kütlesinin biriktiği noktadır. Yüzükte olduğu gibi her zaman vücutta değildir.
- kütle merkezi, malzemenin olmadığı merkezdedir. Bu kavram hakkında daha fazla bilgi edinmek için tıklayın Burada.
- Denge: bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin ve momentlerin toplamının sıfır olduğu, cismin değişmeden kaldığı durumdur.
-
Kaldıraç: Bir görevin yürütülmesini basitleştirme yeteneğine sahip basit bir makinedir ve ara sabitlenebilir, karşılıklı güçlü ve karşılıklı dirençli olabilir.
- A kaldıraçinterfix makas, pense, tahterevalli ve çekiçte olduğu gibi güçlü kuvvet ile direnç kuvveti arasında bir destek noktasına sahiptir.
- A kaldıraçbirbirine dayanıklı Fındıkkıran, şişe açacağı, el arabasında olduğu gibi, kuvvetli kuvvet ile dayanak noktası arasında bir direnç kuvvetine sahiptir.
- A kaldıraçgüçlü cımbız, tırnak makası, bazı vücut geliştirme egzersizlerinde olduğu gibi, direnç kuvveti ile dayanak noktası arasında güçlü bir güce sahiptir.
- tork: kuvvet momenti olarak da adlandırılan, dönen bir kapıyı açar gibi dönebilen, dönebilen bir cisme kuvvet uyguladığımızda oluşan fiziksel niceliktir. Tıklayarak bu konsept hakkında daha fazla bilgi edinin Burada.
- açısal moment: Dönen, dönen veya eğri yapan cisimlerin hareket miktarı hakkında bilgi veren fiziksel bir niceliktir.
Statiğin ana formülleri
→ Kütle merkezi formülleri
\(X_{CM}=\frac{m_1\cdot x_1+m_2\cdot x_2 +m_3\cdot x_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
Bu
\(Y_{CM}=\frac{m_1\cdot y_1+m_2\cdot y_2 +m_3\cdot y_3}{m_1+m_2+m_3 }\)
Xsantimetre parçacık sisteminin kütle merkezinin yatay eksen üzerindeki konumudur.
ysantimetre parçacık sisteminin kütle merkezinin dikey eksen üzerindeki konumudur.
M1, M2 Bu M3 parçacıkların kütleleridir.
X1, X2 Bu X3 parçacıkların yatay eksendeki konumlarıdır.
y1, y2 Bu y3 parçacıkların dikey eksen üzerindeki konumlarıdır.
→ Kaldıraç formülü
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
FP güçlü kuvvettir, Newton [N] cinsinden ölçülür.
DP güçlü kuvvetin metre [m] cinsinden ölçülen mesafesidir.
FR karşı koyan kuvvettir, Newton [N] cinsinden ölçülür.
DR metre [m] cinsinden ölçülen direnç kuvvetinin mesafesidir.
→ Tork formülleri
\(τ=r\cdot F\cdot sinθ\)
τ üretilen torktur, ölçülen N∙m.
R manivela kolu olarak da adlandırılan dönme ekseninden metre [m] cinsinden ölçülen mesafedir.
F üretilen kuvvettir, Newton cinsinden ölçülür [HAYIR].
θ derece [°] cinsinden ölçülen mesafe ve kuvvet arasındaki açıdır.
Açı 90º olduğunda, tork formülü şu şekilde temsil edilebilir:
\(τ=r\cdot F\)
τ [N∙m] cinsinden ölçülen üretilen torktur.
R manivela kolu olarak da adlandırılan dönme ekseninden metre [m] cinsinden ölçülen mesafedir.
F üretilen kuvvettir, Newton cinsinden ölçülür [HAYIR].
→ Açısal Momentum Formülü
\(L=r\cdot p\cdot sinθ\)
L [kg∙m cinsinden ölçülen açısal momentumdur.2/S].
R nesne ile dönme ekseni veya yarıçap arasındaki metre [m] cinsinden ölçülen mesafedir.
P [kg∙m/s] cinsinden ölçülen doğrusal momentumdur.
θ arasındaki açıdır R Bu Q, derece [°] cinsinden ölçülür.
Daha fazlasını öğrenin: Hidrostatik - sıvıları statik denge koşulları altında inceleyen Fizik dalı
Çözülmüş statik alıştırmaları
01) (UFRRJ-RJ) Aşağıdaki şekilde, çocuğun kapıyı F kuvvetiyle ittiğini varsayalım.M = 5 N, menteşelerden (dönme ekseni) 2 m uzaklıkta hareket ediyor ve adam F kuvveti uyguluyorH = 80 N, dönme ekseninden 10 cm uzaklıkta.
Bu koşullar altında şu söylenebilir:
a) Kapı kapanma yönünde dönüyor olacaktır.
b) kapı açılma yönünde dönüyor olacaktır.
c) kapı herhangi bir yöne dönmüyor.
d) Adamın kapıya uyguladığı momentin değeri, çocuğun uyguladığı momentin değerinden büyüktür.
e) Adamın kütlesi çocuğun kütlesinden büyük olduğu için kapı kapanma yönünde dönecektir.
Çözünürlük:
Alternatif B. Kapı açılma yönünde dönüyor olacaktı. Bunu yapmak için, adamın torkunu aşağıdaki formülle hesaplamanız yeterlidir:
\(τ_h=r\cdot F\)
\(τ_h=0,1\cdot80\)
\(τ_h=8N\cdot m\)
Ve çocuk torku:
\(τ_m=r\cdot F\)
\(τ_m=2\cdot 5\)
\(τ_m=10N\cdot m\)
Görüyorsunuz ki, çocuğun torku adamın torkundan daha büyük, yani kapı açılıyor.
02) (Enem) Bir deneyde öğretmen sınıfa bir torba pirinç, üçgen bir tahta parçası ve silindirik ve homojen bir demir çubuk alır. Bu nesneleri kullanarak çubuğun kütlesini ölçmelerini önerdi. Bunun için öğrenciler çubuk üzerinde işaretler yapmışlar, sekiz eşit parçaya bölmüşler ve sonra desteklemişlerdir. dengeye ulaşılana kadar uçlarından birinden sarkan pirinç torbasıyla üçgen taban.
Bu durumda öğrencilerin elde ettikleri çubuğun kütlesi kaçtır?
a) 3.00 kilo
b) 3,75 kilo
c) 5.00 kilo
ç) 6.00 kilo
e) 15.00kg
Çözünürlük:
E alternatifi. Öğrenciler tarafından elde edilen çubuğun kütlesini, güçlü kuvvet ile direnç kuvvetini karşılaştırdığımız kaldıraç formülü aracılığıyla hesaplayacağız:
\(F_p\cdot d_p=F_r\cdot d_r\)
Pirincin uyguladığı kuvvet, çubuğun hareketine direnen şeydir, yani:
\(F_p\cdot d_p=F_{pirinç}\cdot d_{pirinç}\)
Pirinç üzerine etki eden kuvvet ve potansiyel kuvvet ağırlık kuvvetidir, yani:
\(P_p\cdot d_p=P_{pirinç}\cdot d_{pirinç}\)
\(m_pg\cdot d_p=m_{pirinç}\cdot g\cdot d_{pirinç}\)
\(m_p\cdot10\cdot1=5\cdot10\cdot3\)
\(m_p\cdot10=150\)
\(m_p=\frac{150}{10}\)
\(m_p=15 kg\)
kaynaklar
HALLID, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fiziğin Temelleri: Mekanik.8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.
NUSSENZVEIG, Herch Moyses. temel fizik dersi: Mekanik (cilt. 1). 5 baskı Yani Paulo: Blucher, 2015.
Tıklayın ve kaldıraçların işleyişini, kullanımlarını ve çeşitlerini öğrenin.
Kütle merkezinin tanımını, nasıl hesaplandığını ve onu bilmenin neden önemli olduğunu anlayın.
Statik dengenin ne olduğunu biliyor musunuz? Farklı denge türlerini bilin, denge koşullarını anlayın ve konuyla ilgili çözümlü alıştırmaları inceleyin.
Gücün ne olduğunu biliyor musun? Kavramı anlayın, farklı kuvvet türleri için kullanılan formülleri inceleyin ve kuvvetler ile Newton yasaları arasındaki ilişkinin ne olduğunu görün.
Newton yasalarını anlayın ve bazı çözülmüş örneklerin yanı sıra bu konuda Enem'e düşen alıştırmaları inceleyin.
Buraya tıklayın, Klasik Mekanik'in neleri incelediği ve ana alanları hakkında bilgi edinin. Ayrıca ne kadar önemli olduğunu da öğrenin.
Dönme hareketiyle ilgili bir vektör miktarı olan tork bilginizi genişletin. Çözülmüş kavram, birim, formül ve alıştırmaları görün!
Çalışmanın ne olduğunu biliyor musun? İşin tanımını anlayın, onu hesaplamanın nasıl mümkün olduğunu öğrenin ve işi kinetik enerjideki değişimle ilişkilendiren teoremi öğrenin.
