2 Esimerkkejä jäykän kappaleen tasapainokysymyksistä
1. F1 = 10 N, F2 = 15 N ja F4 = 10 N, vaikuttaen kappaleeseen ABCD kuvan mukaisesti. Kappaleen ABCD pituus on 20 metriä. Määritä F3 niin että lohko on staattisessa tasapainossa. Jätä lohkon massa huomiotta.
Keskustelu:
2. Laatikot A (10 kg) ja B (20 kg) on asetettu puulaudalle. Laudan pituus = 10 metriä. Jos laatikko B on sijoitettu 2 metrin päähän tukipisteestä, kuinka pitkälle tukipisteestä laatikko A tulee sijoittaa, jotta lauta ei pyöri? (g = 10 m/ s² )
Keskustelu:
Vaihe 1: piirrä kaavio kappaleeseen vaikuttavista voimista
Vaihe 2: ratkaise ongelma
Katso yllä olevaa kaaviota. Lautaan vaikuttavat voimat ovat laatikon B painovoima (w B ), laatikon A painovoima (w A ), laudan paino (w-lauta) ja normaalivoima (N). Nivelpiste on pyörimisakseli. Levyn paino (w-lauta) ja normaalivoima (N) osuvat yhteen tukipisteen/pyörimisakselin kanssa, joten voimavarsi on nolla. w-lauta ja N eivät ole mukana laskelmassa.
Vääntömomentti 1 = laatikon B painovoiman tuottama vääntömomentti (positiivinen vääntömomentti)
Vääntömomentti 2 = laatikon A painovoiman tuottama vääntömomentti (negatiivinen vääntömomentti)
Levy on staattisessa tasapainossa, jos kokonaismomentti = 0.
Jotta lauta olisi staattisesti tasapainossa, esine A on sijoitettava 4 metrin päähän tukipisteestä.
