Балансстатичний - це стан, при якому в результаті сили і сума моментів сил, або крутні моменти, є нульовими. Перебуваючи в статичній рівновазі, тіла перебувають у стані спокою. Разом існує два три різних типи балансу: стабільний, нестійкий і байдужий.
Дивисьтакож: Все, що вам потрібно знати про закони Ньютона
Статичний та динамічний баланс
Перш ніж розпочати, деякі концепції мають принципове значення для розуміння цієї статті, ознайомтеся з ними:
- Силав результаті: обчислюється через 2-й закон Ньютона. В умовах рівноваги векторна сума цих сил повинно бути нульовим;
- Крутний момент або момент сили: це стосується динамічного агента обертання, тобто коли до тіла докладається ненульовий момент, він, як правило, описує обертальний рух.
ми називаємо баланс ситуація, коли на тіло, розширене або пунктуальне, діє чиста результуюча сила. Таким чином, і відповідно до того, що встановлено 1-й закон Ньютона, відомий як закон інерції, тіло в рівновазі може бути як у стані спокою, так і в рівномірний прямолінійний рух - ситуації, які відповідно називаються статичною рівновагою та динамічною рівновагою.
Типи статичної рівноваги
- Нестабільний баланс: коли тіло зазнає невеликого зміщення зі свого положення рівноваги, хоч і малого, воно буде прагнути все далі віддалятися від цього положення. Подивіться на малюнок нижче:
- Стабільний баланс: коли тіло, зміщене зі свого збалансованого положення, прагне повернутися у вихідне положення, як у випадку, показаному на цьому малюнку:
- Балансбайдужий: коли тіло, незалежно від того, де воно знаходиться, залишається в рівновазі, перевірте:
знати більше: Дізнайтеся, як кривий футбольний м'яч у повітрі
Баланс матеріальної точки і баланс витягнутого тіла
Коли розмірами тіла можна знехтувати, як, наприклад, у випадку з дрібною частинкою, ми говоримо про це балансзОцінкаматеріал. У цих випадках, щоб тіло знаходилось у рівновазі, достатньо, щоб сума сил, що діють на нього, дорівнювала нулю.
F - міцність
FX - х складова сил
Fр - y складова сил
зробила - z складова сил
Цифра вказує на те, що сума сил і сума складових сил у кожному напрямку повинна дорівнювати нулю, щоб тіло симетричної точки знаходилось у статичній рівновазі.
Коли неможливо знехтувати розмірами кузова, як у випадках із брусками, підйомними мостами, опорами, важелями, шестернями та іншими макроскопічними предметами, говорять про балансзтілообширний. Для правильного визначення цього типу рівноваги необхідно враховувати відстань між точкою прикладання сили до осі обертання цих іншими словами, умова статичної або динамічної рівноваги вимагає, щоб сума моментів (або моментів) була нульовою, як це відбувається з силами застосовується.
Вищезазначені умови вказують на те, що у випадку розтягнутого тіла необхідно, щоб сума сил і крутних моментів дорівнювала нулю в кожному напрямку.
Розв’язані вправи на статичну рівновагу
Розв’язування вправ на статичну рівновагу вимагає базових знань суми. вектор і векторне розкладання.
Доступтакож: Ви відчуваєте труднощі? Дізнайтеся, як розв’язувати вправи, використовуючи закони Ньютона
Питання 1)(Ісул) Ящик A вагою 300 Н підвішений двома мотузками B і C, як показано на малюнку нижче. (Дані: sin 30º = 0,5)
Значення тяги на рядку B дорівнює:
а) 150,0 н
б) 259,8 н
в) 346,4 н
г) 600,0 н
Шаблон: Літера D
Дозвіл:
Щоб вирішити цю вправу, ми повинні використовувати тригонометрія, для того, щоб розрахувати тягу на струні B. Для цього необхідно використовувати визначення синуса, оскільки кут, що утворюється між рядками, дорівнює 30º, а формула синуса вказує, що її можна обчислити за співвідношенням між протилежною стороною та гіпотенуза. Дивіться наступну фігуру, на ній ми утворюємо трикутник з векторами TB (натягнути мотузку B) та вага (P):
На його основі ми повинні зробити наступний розрахунок:
Питання 2)(Спект) Блок масою m = 24 кг утримується в підвішеному стані за допомогою нерозтяжної та незначної маси L і Q струн, як показано на наступному малюнку. Канат L утворює зі стіною кут 90 °, а мотузка Q утворює кут 37 ° зі стелею. Враховуючи прискорення під дією сили тяжіння, рівне 10м / с², величина тягової сили, яку мотузка L надає на стінку, становить:
(Дані: cos 37 ° = 0,8 і sin 37 ° = 0,6)
а) 144 н
б) 180 Н
в) 192 н
г) 240 Н
д) 320 н
Шаблон: Літера e
Дозвіл:
По-перше, ми повинні визначити, яке значення тяги підтримується кабелем Q, для цього ми використовуємо коефіцієнт синуса, як у попередній вправі:
Після того, як ми знайшли натяг у дроті Q, ми повинні розрахувати складову цього натягу, яка скасовується через натяг, який чинить кабель L. Тепер ми будемо використовувати косинус кута, оскільки горизонтальна складова натягуючого кабелю Q є стороною, прилеглою до кута 37 °, зверніть увагу:
Питання 3) (uerj) Чоловік масою 80 кг перебуває в стані спокою та врівноваженості на жорсткій дошці довжиною 2,0 м, маса якої набагато менша, ніж маса людини. Дошка розташована горизонтально на двох опорах, А і В, на її кінцях, а людина знаходиться на відстані 0,2 м від кінця, який підтримує А. Інтенсивність сили, що діє в ньютонах, яку дошка чинить на опору А, еквівалентна:
а) 200
б) 360
в) 400
г) 720
Шаблон: Літера D
Дозвіл:
Ми склали схему, щоб ви могли легше переглянути вправу, перевірте її:
Оскільки планка, на якій тримається чоловік, є великим корпусом, слід враховувати обидва сумазсили щодо сумавекторВідкрутні моменти що діють на нього. Таким чином, ми повинні зробити такі розрахунки:
Для цих розрахунків спочатку ми використовуємо умову, яка стверджує, що сума крутних моментів повинна дорівнювати нулю, тоді ми множимо сили на їх відстані від осі обертання штока (у цьому випадку ми вибираємо положення А). Для визначення сигналів ми використовуємо сигналупозитивні для крутних моментів, що створюють обертання в сенспроти годинникової стрілки, поки сигнал негативний був використаний для крутного моменту, що створюється силою ваги, яка має тенденцію обертати стержень у сенсграфік.
Розрахунок результуючого крутного моменту дав NB = 80 Н, і тоді ми використовуємо другу умову рівноваги. У цьому випадку ми говоримо, що сума сил, що діють на брусок, повинна дорівнювати нулю, і ми отримаємо нормальну реакцію в точці А, рівну 720N.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equilibrio-estatico.htm