In die vorige fisika-les het ons die onderwerpe van deeltjiedinamika en rotasiedinamika bestudeer . In deeltjiedinamika het ons deeltjies in translasionele beweging bestudeer ( reglynige beweging , sirkelbeweging , paraboliese beweging ). In rotasiedinamika het ons roterende starre liggame bestudeer. In hierdie onderwerp het ons voorwerpe in ewewig bestudeer. Daar is twee tipes ewewig, naamlik statiese ewewig en dinamiese ewewig. Volgens Newton se eerste wet is 'n voorwerp in statiese ewewig as die voorwerp in rus is en 'n voorwerp is in dinamiese ewewig as die voorwerp teen 'n konstante snelheid beweeg. Hierdie referaat fokus meer op die bespreking van statiese ewewig (stilstaande voorwerpe).
Die konsep van starre liggaam-ewewig is 'n baie belangrike basiese kennis en het baie toepassings in die alledaagse lewe, veral in die veld van ingenieurswese. Om die kragte wat op 'n voorwerp in 'n toestand van statiese ewewig inwerk, te verstaan en te bereken, is baie belangrik, veral vir tegniese kundiges (argitekte of ingenieurs). Wanneer iets ontwerp word, of dit nou 'n gebou, brug, voertuig, ens. is, bereken argitekte of ingenieurs ook noukeurig of die struktuur van 'n gebou, voertuig, brug, ens., die kragte wat daarop inwerk, kan weerstaan sodat dit nie ineenstort nie.
Voorbeeld van probleme
1. Beskou die volgende beeld! 'n Staaf van 1,5 kg word aan die een kant loodreg op die muur vasgemaak, en 'n lantern word op 'n sekere afstand van die skarnier gehang. Die spanning in die tou om die staaf in ewewig te hou, is...
Bespreking
Dit is bekend:
Massa van las (m1 ) = 2 kg
Massa van die staaf (m² ) = 1,5 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ s²
Laaggewig (w1) = (2)(10) = 20 Newton
Staafgewig (w² ) = (1,5)(10) = 15 N
Vraag: Die grootte van die spanning in die tou sodat die staaf in ewewig is
antwoord:
Die lengte van die tou word bereken met behulp van die Pythagorese formule:
Bereken die spanningskrag van die tou (T ):
Kies die rotasie-as by die skarnier. Beskou die kragmoment wat op die staaf inwerk.
Kragmoment 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
Kragmoment 1 veroorsaak dat die staaf kloksgewys draai sodat kragmoment 1 'n negatiewe teken het.
Kragmoment 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
Kragmoment 2 veroorsaak dat die staaf kloksgewys draai sodat kragmoment 1 'n negatiewe teken het.
Kragmoment 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Kragmoment 3 veroorsaak dat die staaf antikloksgewys draai sodat kragmoment 3 'n positiewe teken het.
Vir die stelsel om stilstaande te wees, is die resulterende kragmoment ( Στ) = 0
Στ = 0
τ1 + τ2 + τ3 = 0
– 6 – 12 + 0,48T = 0
– 18 + 0,48T = 0
0,48T = 18
T = 18/ 0,48
T = 37,5 Newton
Vraagbron:
Nasionale Eksamen Fisika Vrae vir Senior Hoërskool/Beroeps Hoërskool
