Sərt cisimlərin tarazlığı

Pada pelajaran fisika sebelumnya, telah dipelajari pokok bahasan dinamika partikel dan fırlanma dinamikası. Dalam dinamika partikel kita mempelajari partikel yang bergerak translasi (düz hərəkət, dairəvi hərəkət, parabolik hərəkət). Dalam dinamika rotasi, kita mempelajari benda tegar yang berotasi. Dalam pokok bahasan ini, kita mempelajari benda yang berada dalam kesetimbangan. Terdapat dua jenis kesetimbangan, yakni kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Sesuai dengan hukum I Newton, suatu benda setimbang statis jika benda diam dan benda setimbang dinamis jika benda bergerak dengan kecepatan konstan. Tulisan ini lebih menitikberatkan pada pembahasan mengenai kesetimbangan statis (benda diam).

Qaralama sərt bədən tarazlığı merupakan pengetahuan dasar yang sangat penting dan mempunyai banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari, khususnya pada bidang teknik. Pemahaman dan perhitungan mengenai gaya-gaya yang bekerja pada benda yang berada dalam keadaan setimbang statis sangat penting, khususnya bagi para ahli teknik (arsitek atau insinyur). Dalam merancang sesuatu, baik gedung, jembatan, kendaraan, dll, para arsitek atau insinyur juga memperhitungkan secara saksama, apakah struktur suatu bangunan, kendaraan, jembatan dll, mampu menahan gaya-gaya yang bekerja padanya sehingga tidak ambruk.

Problem nümunəsi

1. Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel. Besar gaya tegangan tali, agar batang berada dalam keseimbangan adalah…

Müzakirə

Məlumdur:

Massa beban (m₁) = 2 kq

Massa batang (m₂) = 1,5 kq

Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s²

Berat beban (w₁) = (2)(10) = 20 Nyuton

Berat batang (w₂) = (1,5)(10) = 15 N

Soruşuldu: Besar gaya tegangan tali agar batang berada dalam keseimbangan

Cavab:

Panjang tali dihitungmenggunakan rumus Pythagoras:

Hitung gaya tegangan tali (T):

Pilih sumbu rotasi di engsel. Tinjau momen gaya yang bekerja pada batang.

Qüvvə Momenti 1:

τ₁ = w₂ r₂ = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm

Qüvvə momenti 1, çubuğun saat əqrəbi istiqamətində fırlanmasına səbəb olur ki, həmin qüvvə momenti 1 mənfi işarəyə malik olsun.

Qüvvə Momenti 2:

τ₂ = w₁ r₁ = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm

Qüvvə momenti 2, çubuğun saat əqrəbi istiqamətində fırlanmasına səbəb olur ki, həmin qüvvə momenti 1 mənfi işarəyə malik olsun.

Qüvvə Momenti 3:

τ₃ = T r₃ günah θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T

Qüvvə momenti 3, çubuğun saat əqrəbinin əksinə fırlanmasına səbəb olur ki, həmin qüvvə momenti 3 müsbət işarəyə malik olsun.

Agar sistem diam maka resultan momen gaya (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 Nyuton

Sual mənbəyi:

Orta məktəb/Peşə Liseyi üçün Milli İmtahan Fizika Sualları