የአንድ ጠንካራ አካል ሚዛን

ስለ ግትር አካል ሚዛን የሚገልጽ ጽሑፍ

1. የመጀመሪያ ሁኔታ

የኒውተን ሁለተኛ ህግ በአንድ ነገር ላይ የሚፈጠረው ኃይል (እንደ አንድ ቅንጣት የሚቆጠር ነገር) ዜሮ ካልሆነ፣

ከዚያም ዕቃው በቋሚ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል፣ የነገሩ እንቅስቃሴ አቅጣጫ = የጠቅላላው ኃይል አቅጣጫ። የተገኘው ኃይል ዜሮ ከሆነ፣ ዕቃው በእረፍት ላይ ነው ወይም በቋሚ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል።

ΣF = ma

አንድ ነገር በእረፍት ላይ ወይም በቋሚ ፍጥነት ሲንቀሳቀስ፣ ዕቃው ፍጥነት መጨመር የለውም (a)። ምክንያቱም ፍጥነት መጨመር (a) = 0፣ ከላይ ያለው እኩልታ ወደ፡

ΣF = 0

ይህ እኩልታ በ x-ዘንግ፣ y-ዘንግ እና z-ዘንግ ላይ ባሉ ክፍሎች ሊከፈል ይችላል

ΣFx = 0 (1)

ΣFy = 0 (2)

ΣFz = 0 (3)

ኃይሎቹ በአግድም አቅጣጫ የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታ 1ን እንጠቀማለን። ኃይሎቹ በአቀባዊ አቅጣጫ ብቻ የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታ 2ን እንጠቀማለን። ኃይሎቹ በፕላን (ሁለት ልኬቶች) የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታ 1ን እና እኩልታ 2ን እንጠቀማለን። በተቃራኒው፣ ኃይሎቹ በቦታ (ሶስት ልኬቶች) የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታ 1፣ 2 እና 3ን እንጠቀማለን።

ኃይል የቬክተር ብዛት ሲሆን ኃይሉ መጠንና አቅጣጫ አለው። የካርቴዥያን መጋጠሚያዎችን (x፣ y፣ z) በማመልከት እና በስምምነቱ መሠረት፣

ኃይሉ በአሉታዊ x-ዘንግ (ወደ ግራ) ወይም በአሉታዊ y-ዘንግ (ወደ ታች) አቅጣጫ ከሆነ ኃይሉ አሉታዊ ነው። በተቃራኒው፣ ኃይሉ በአዎንታዊ x-ዘንግ (ወደ ቀኝ) አቅጣጫ ወይም በአዎንታዊ y-ዘንግ (ወደ ላይ) አቅጣጫ ከሆነ ኃይሉ አዎንታዊ ነው።

ናሙና 1።

F = የመጎተት ኃይል፣ fg = የግጭት ኃይል፣ N = መደበኛ ጥንካሬ, w = ክብደት፣ m = ክብደት፣ g = የስበት ፍጥነት። ነገሩ በእሱ ላይ በሚሰሩት ሁሉም ኃይሎች ድምር ምክንያት እረፍት ላይ ነው = 0።

በእቃው ላይ የሚሠራውን እያንዳንዱን ኃይል ይገምግሙ።

በአግድም አቅጣጫ የሚሠራ ኃይል (x-ዘንግ):

ΣFx = 0

ረ – fg = 0

ረ = fg

የመጎተት ኃይል (F) እና የግጭት ኃይል (f)_fr) ተመሳሳይ መጠን አላቸው፣ ግን በተቃራኒው አቅጣጫ። የመጎተት ኃይል አቅጣጫ ወደ ቀኝ ወይም ወደ አወንታዊ x-ዘንግ (አዎንታዊ እሴት)፣ በግራ በኩል ካለው የግጭት ኃይል አቅጣጫ ይልቅ ወይም ወደ አሉታዊ x-ዘንግ (አሉታዊ)። የሁለቱም ኃይሎች መጠን ተመሳሳይ ስለሆነ (በቀስቱ ርዝመት የሚጠቁመው) እና አቅጣጫው ተቃራኒ ስለሆነ፣ የእነዚህ ሁለት ኃይሎች መጠን 0 ነው።

በአቀባዊው ክፍል (y-ዘንግ) ላይ የሚሰራው ኃይል፡

ΣF_y = 0

N – w = 0

N – mg = 0

N = mg

በአቀባዊው ክፍል (y-axis) ውስጥ ክብደት (w) እና መደበኛ ኃይል (N) አሉ። የክብደት አቅጣጫ ከምድር መሃል ጋር ቀጥ ያለ ወይም ወደ አሉታዊ y-axis (አሉታዊ እሴት) ሲሆን፣ ወደ y-axis የሚወስደው መደበኛ ኃይል አቅጣጫ ደግሞ አዎንታዊ (አዎንታዊ እሴት) ነው። የእነዚህ ሁለት ኃይሎች መጠን ተመሳሳይ ነው፣ ነገር ግን አቅጣጫው ተቃራኒ ነው፣ ስለዚህ ሁለቱ ኃይሎች እርስ በእርሳቸው እየተወገዱ ነው።

ከላይ በምሳሌው ላይ የተጠቀሰው ነገር እረፍት ላይ ነው ምክንያቱም በአግድም ዘንግ እና በአቀባዊ ዘንግ ላይ ባለው ነገር ላይ የሚንቀሳቀሱት ሁሉም ኃይሎች ጠቅላላ ኃይል ወይም ድምር = 0 ነው።

ናሙና 2።

በዚህ ነገር ላይ የሚሠራው ክብደትና መደበኛ ኃይል አይሳሉም ምክንያቱም ሁለቱም ኃይሎች እርስ በርስ እየተጣሉ ነው። እንደሚታየው በእቃው በሁለቱም ጎኖች ላይ የF ኃይል ይንቀሳቀሳል። ሁለቱም ኃይሎች ተመሳሳይ መጠን አላቸው፣ ግን ተቃራኒ አቅጣጫ አላቸው። ነገሮች ያርፋሉ?

ይህንን ለመረዳት እንዲረዳዎት፣ መጽሐፍ ጠረጴዛው ላይ ያስቀምጡ። መጀመሪያ ላይ መጽሐፉ እረፍት ላይ የነበረው በመጽሐፉ ላይ የሚሠራው ኃይል ዜሮ ስለነበር ነው።

ቀጥሎ፣ በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው የመጽሐፉን ሁለቱንም ጎኖች ኃይል ይስጡ። በመጽሐፉ በሁለቱም ጎኖች ኃይል ሲያደርጉ፣ መጽሐፉን እንደሚያዞሩት ተመሳሳይ ነው። በእርግጥ መጽሐፉ ይሽከረከራል። መጽሐፉ የሚሽከረከረው በኃይል ረ በሚፈጠረው የኃይል ቅጽበት ምክንያት ነው። የማሽከርከር ዘንግ በመጽሐፉ መሃል ላይ ይገኛል። በእቃው ላይ የሚሠራ የግጭት ኃይል እንደሌለ ከወሰድን፣ የሚመጣው የኃይል ቅጽበት በሁለቱ ኃይሎች ረ የሚፈጠረው የኃይል ቅጽበት ቁጥር ነው።

የነገሩ የማዞሪያ አቅጣጫ በሰዓት አቅጣጫ ስለሆነ ሁለቱ የኃይል ጊዜያት አሉታዊ እንዲሆኑ (እርስ በርስ እንዳይጠፉ)።

2. ሁለተኛ ሁኔታ

ከላይ በምሳሌ 2 ላይ በመመስረት፣ በአንድ ነገር ላይ የሚፈጠረው የኃይል ቅጽበት ዜሮ ካልሆነ (ነገሩ እንደ ግትር ነገር ተደርጎ ይቆጠራል)፣ እቃው ይሽከረከራል ብሎ መደምደም ይቻላል።

Στ = እኔ α

ነገሮች እንዳይሽከረከሩ፣ የሚመጣው የኃይል ቅጽበት ዜሮ መሆን አለበት። አንድ ነገር የማይንቀሳቀስ (የማይሽከረከር) ሲሆን፣ ዕቃው የማዕዘን ፍጥነት የለውም። በማዕዘን ፍጥነት = 0 ምክንያት፣ ከላይ ያለው እኩልታ ወደ፡

Στ = 0