የጠንካራ አካላት ሚዛን

በቀደመው የፊዚክስ ትምህርት፣ የቅንጣት ተለዋዋጭነት እና የማሽከርከር ተለዋዋጭነት ርዕሶችን አጥንተናል። በቅንጣት ተለዋዋጭነት፣ በትርጉም እንቅስቃሴ ( ሬክቲሊኒየር እንቅስቃሴ ፣ ክብ ቅርጽ ያለው እንቅስቃሴ ፣ ፓራቦሊክ እንቅስቃሴ ) ውስጥ ቅንጣቶችን አጥንተናል ። በማሽከርከር ተለዋዋጭነት፣ የሚሽከረከሩ ግትር አካላትን አጥንተናል። በዚህ ርዕስ፣ በሚዛን ውስጥ ያሉ ነገሮችን አጥንተናል። ሁለት ዓይነት ሚዛናዊነት አሉ፣ እነሱም የማይንቀሳቀስ ሚዛን እና ተለዋዋጭ ሚዛን ናቸው። በኒውተን የመጀመሪያ ህግ መሠረት፣ አንድ ነገር በእረፍት ላይ ከሆነ እና አንድ ነገር በቋሚ ፍጥነት የሚንቀሳቀስ ከሆነ የማይንቀሳቀስ ሚዛን ውስጥ ከሆነ ነገር በማይንቀሳቀስ ሚዛን ውስጥ ነው። ይህ ጽሑፍ በስታቲክ ሚዛን (የማይንቀሳቀስ ነገሮች) ውይይት ላይ የበለጠ ያተኩራል።

የጠንካራ የሰውነት ሚዛን ጽንሰ-ሀሳብ በጣም አስፈላጊ የሆነ መሰረታዊ እውቀት ሲሆን በተለይም በምህንድስና መስክ በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ብዙ አተገባበሮችን ያካትታል። በተለይም ለቴክኒካል ባለሙያዎች (አርክቴክቶች ወይም መሐንዲሶች) በአንድ ነገር ላይ የሚንቀሳቀሱ ኃይሎችን መረዳት እና ማስላት በጣም አስፈላጊ ነው። አንድን ነገር ሲነድፉ፣ ሕንፃ፣ ድልድይ፣ ተሽከርካሪ፣ ወዘተ.፣ አርክቴክቶች ወይም መሐንዲሶች የሕንፃ፣ የተሽከርካሪ፣ የድልድይ፣ ወዘተ. መዋቅር እንዳይፈርስ በእሱ ላይ የሚንቀሳቀሱ ኃይሎችን መቋቋም ይችል እንደሆነ በጥንቃቄ ያሰላሉ።

የችግሮች ምሳሌ

1. የሚከተለውን ምስል ተመልከት! 1,5 ኪሎ ግራም የሚመዝን ዘንግ በአንደኛው ጫፍ ከግድግዳው ጋር ቀጥ ብሎ ተዘርግቷል፣ እና ከመጠምዘዣው በተወሰነ ርቀት ላይ ፋኖስ ተሰቅሏል። ዘንግ ሚዛን ለመጠበቅ በገመዱ ውስጥ ያለው ውጥረት…

ውይይት

የሚታወቀው፦

የጭነት ክብደት (ሜ ₁ ) = 2 ኪ.ግ

የዘንጉ ክብደት (ሜ ₂ ) = 1,5 ኪ.ግ

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የጭነት ክብደት (w)₁) = (2)(10) = 20 ኒውተን

የባር ክብደት (w ₂ ) = (1,5)(10) = 15 N

ጥያቄ፡ ዘንጉ ሚዛናዊ እንዲሆን በገመዱ ውስጥ ያለው የውጥረት መጠን

መልስ፡

የገመዱ ርዝመት የሚሰላው በፓይታጎሪያን ቀመር በመጠቀም ነው፡

የገመዱን የውጥረት ኃይል (ቲ ) አስላ

በማጠፊያው ላይ የማዞሪያ ዘንግ ይምረጡ። በበትሩ ላይ የሚሠራውን የኃይል ጊዜ ግምት ውስጥ ያስገቡ።

የኃይል ቅጽበት 1፡

τ ₁ = w ₂ r ₂ = (15 N) (0,4 ሜትር) = -6 Nm

የኃይል ቅጽበት 1 ዱላው በሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ስለሚያደርግ የኃይል ቅጽበት 1 አሉታዊ ምልክት ይኖረዋል።

የኃይል ቅጽበት 2፡

τ ₂ = w ₁ r ₁ = (20 N) (0,6 ሜትር) = -12 Nm

የኃይል ቅጽበት 2 ዱላው በሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ስለሚያደርግ የኃይል ቅጽበት 1 አሉታዊ ምልክት ይኖረዋል።

የኃይል ቅጽበት 3፡

τ ₃ = T r ₃ sin θ = (ቲ) (0,8) (0,6/1) = 0,48ቲ

የኃይል 3 ቅጽበት ዘንጉ በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ስለሚያደርግ የኃይል 3 ቅጽበት አዎንታዊ ምልክት ይኖረዋል።

ስርዓቱ ቋሚ እንዲሆን፣ የሚፈጠረው የኃይል ቅጽበት ( Στ) = 0

Στ = 0

τ ₁ + τ ₂ + τ ₃ = 0

– 6 – 12 + 0,48T = 0

– 18 + 0,48T = 0

0,48T = 18

ቲ = 18/ 0,48

ቲ = 37,5 ኒውተን

የጥያቄ ምንጭ፡

ለከፍተኛ ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት/ለሙያ ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት የብሔራዊ የፊዚክስ ፈተና ጥያቄዎች