En la antaŭa fizikleciono, ni studis la temojn de partikla dinamiko kaj rotacia dinamiko . En partikla dinamiko, ni studis partiklojn en translacia moviĝo ( rektlinia moviĝo , cirkla moviĝo , parabola moviĝo ). En rotacia dinamiko, ni studis rotaciantajn rigidajn korpojn. En ĉi tiu temo, ni studis objektojn en ekvilibro. Ekzistas du tipoj de ekvilibro, nome statika ekvilibro kaj dinamika ekvilibro. Laŭ la unua leĝo de Neŭtono, objekto estas en statika ekvilibro se la objekto estas en ripozo kaj objekto estas en dinamika ekvilibro se la objekto moviĝas kun konstanta rapido. Ĉi tiu artikolo pli fokusiĝas al la diskuto pri statika ekvilibro (senmovaj objektoj).
La koncepto de ekvilibro de rigida korpo estas tre grava baza scio kaj havas multajn aplikojn en la ĉiutaga vivo, precipe en la kampo de inĝenierarto. Kompreni kaj kalkuli la fortojn agantajn sur objekton en stato de statika ekvilibro estas tre grava, precipe por teknikaj fakuloj (arkitektoj aŭ inĝenieroj). Dum la dizajnado de io, ĉu konstruaĵo, ponto, veturilo, ktp., arkitektoj aŭ inĝenieroj ankaŭ zorge kalkulas ĉu la strukturo de konstruaĵo, veturilo, ponto, ktp., kapablas elteni la fortojn agantajn sur ĝin, por ke ĝi ne kolapsu.
Ekzemplo de problemoj
1. Konsideru la jenan bildon! 1,5 kg-a stango estas ĉarnirita perpendikulare al la muro ĉe unu fino, kaj lanterno estas pendigita je certa distanco de la ĉarniro. La streĉiĝo en la ŝnuro por teni la stango en ekvilibro estas...
Diskuto
Estas konate:
Maso de ŝarĝo (m1 ) = 2 kg
Maso de la stango (m² ) = 1,5 kg
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/ s²
Ŝarĝpezo (w1) = (2)(10) = 20 Neŭtono
Stanga pezo (w² ) = (1,5)(10) = 15 N
Demando: La grando de la streĉiĝo en la ŝnuro tiel ke la stango estas en ekvilibro
Respondo:
La longo de la ŝnuro estas kalkulata per la pitagora formulo:
Kalkulu la streĉforton de la ŝnuro (T ):
Elektu la rotacian akson ĉe la ĉarniro. Konsideru la momenton de forto aganta sur la stango.
Momento de Forto 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
La momento de forto 1 igas la stangon rotacii dekstrume, tiel ke la momento de forto 1 havas negativan signon.
Momento de Forto 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
La momento de forto 2 igas la stangon rotacii dekstrume, tiel ke la momento de forto 1 havas negativan signon.
Momento de Forto 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
La momento de forto 3 igas la stangon rotacii maldekstrume, tiel ke la momento de forto 3 havas pozitivan signon.
Por ke la sistemo estu senmova, la rezulta momento de forto ( 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 Neŭtonoj
Fonto de demando:
Nacia Ekzameno Fizikaj Demandoj por Gimnazio/Metia Gimnazio
