مثالان على أسئلة توازن الجسم الصلب
1. F1 = 10 نيوتن، قوة2 = 15 شمال و ق4 قوة مقدارها 10 نيوتن تؤثر على الكتلة ABCD كما هو موضح في الشكل. طول الكتلة ABCD هو 20 مترًا. حدد قيمة F3 بحيث يكون الجسم في حالة اتزان سكوني. تجاهل كتلة الجسم.
مناقشة :
٢. وُضِعَ الصندوقان أ (١٠ كجم) وب (٢٠ كجم) على لوح خشبي طوله ١٠ أمتار. إذا وُضِعَ الصندوق ب على بُعد مترين من نقطة الارتكاز، فما المسافة التي يجب أن يُوضَعَ عندها الصندوق أ من نقطة الارتكاز حتى لا يدور اللوح؟ (عجلة الجاذبية الأرضية = ١٠ م/ ث² )
مناقشة :
الخطوة 1: ارسم مخططًا للقوى المؤثرة على الجسم
الخطوة الثانية: حل المشكلة
انظر إلى الرسم التوضيحي أعلاه. القوى المؤثرة على اللوح هي: وزن الصندوق B (wB ) ، ووزن الصندوق A (wA ) ، ووزن اللوح (wboard)، والقوة العمودية (N). نقطة الارتكاز هي محور الدوران. يتطابق وزن اللوح (wboard) والقوة العمودية (N) مع نقطة الارتكاز/محور الدوران، لذا فإن ذراع القوة يساوي صفرًا. لم يتم تضمين wboard وN في الحساب.
عزم الدوران 1 = عزم الدوران الناتج عن قوة الجاذبية للصندوق B (عزم دوران موجب)
عزم الدوران 2 = عزم الدوران الناتج عن جاذبية الصندوق أ (عزم دوران سالب)
تكون اللوحة في حالة توازن سكوني إذا كان عزم الدوران الكلي يساوي صفرًا.
لكي يكون اللوح متوازنًا بشكل ثابت، يجب وضع الجسم A على بعد 4 أمتار من نقطة الدعم.
