Yn y wers ffiseg flaenorol, fe wnaethon ni astudio pynciau dynameg gronynnau a dynameg cylchdro . Mewn dynameg gronynnau, fe wnaethon ni astudio gronynnau mewn mudiant cyfieithu ( mudiant petryal , mudiant cylchol , mudiant parabolig ). Mewn dynameg cylchdro, fe wnaethon ni astudio cyrff anhyblyg sy'n cylchdroi. Yn y pwnc hwn, fe wnaethon ni astudio gwrthrychau mewn cydbwysedd. Mae dau fath o gydbwysedd, sef cydbwysedd statig a chydbwysedd deinamig. Yn ôl cyfraith gyntaf Newton, mae gwrthrych mewn cydbwysedd statig os yw'r gwrthrych yn llonydd ac mae gwrthrych mewn cydbwysedd deinamig os yw'r gwrthrych yn symud ar gyflymder cyson. Mae'r papur hwn yn canolbwyntio mwy ar y drafodaeth o gydbwysedd statig (gwrthrychau llonydd).
Mae'r cysyniad o gydbwysedd corff anhyblyg yn wybodaeth sylfaenol bwysig iawn ac mae ganddo lawer o gymwysiadau ym mywyd beunyddiol, yn enwedig ym maes peirianneg. Mae deall a chyfrifo'r grymoedd sy'n gweithredu ar wrthrych mewn cyflwr o gydbwysedd statig yn bwysig iawn, yn enwedig i arbenigwyr technegol (penseiri neu beirianwyr). Wrth ddylunio rhywbeth, boed yn adeilad, pont, cerbyd, ac ati, mae penseiri neu beirianwyr hefyd yn cyfrifo'n ofalus a yw strwythur adeilad, cerbyd, pont, ac ati, yn gallu gwrthsefyll y grymoedd sy'n gweithredu arno fel nad yw'n cwympo.
Enghraifft o broblemau
1. Ystyriwch y ddelwedd ganlynol! Mae gwialen 1,5 kg wedi'i cholynnu'n berpendicwlar i'r wal ar un pen, ac mae llusern wedi'i hongian ar bellter penodol o'r colyn. Y tensiwn yn y rhaff i gadw'r wialen mewn cydbwysedd yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys:
Màs y llwyth (m1 ) = 2 kg
Màs y wialen (m² ) = 1,5 kg
Cyflymiad oherwydd disgyrchiant (g) = 10 m/ s²
Pwysau llwyth (w1) = (2)(10) = 20 Newton
Pwysau'r bar (w² ) = (1,5)(10) = 15 N
Cwestiwn: Maint y tensiwn yn y rhaff fel bod y wialen mewn cydbwysedd
Ateb:
Cyfrifir hyd y rhaff gan ddefnyddio'r fformiwla Pythagoreaidd:
Cyfrifwch rym tensiwn y rhaff (T ):
Dewiswch echel y cylchdro wrth y colyn. Ystyriwch foment y grym sy'n gweithredu ar y wialen.
Moment Grym 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
Mae moment grym 1 yn achosi i'r wialen gylchdroi clocwedd fel bod gan foment grym 1 arwydd negatif.
Moment Grym 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
Mae moment grym 2 yn achosi i'r wialen gylchdroi clocwedd fel bod gan foment grym 1 arwydd negatif.
Moment Grym 3:
τ 3 = T r 3 pechod θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Mae moment grym 3 yn achosi i'r wialen gylchdroi'n wrthglocwedd fel bod gan foment grym 3 arwydd positif.
Er mwyn i'r system fod yn llonydd, mae'r foment grym canlyniadol ( 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
Ffynhonnell y cwestiwn:
Cwestiynau Ffiseg Arholiad Cenedlaethol ar gyfer Ysgol Uwchradd/Ysgol Uwchradd Galwedigaethol
