Yn 'e foarige natuerkundeles hawwe wy de ûnderwerpen dieltsjedynamika en rotaasjedynamika bestudearre . Yn dieltsjedynamika hawwe wy dieltsjes yn translaasjebeweging bestudearre ( rjochtlineêre beweging , sirkelfoarmige beweging , parabolyske beweging ). Yn rotaasjedynamika hawwe wy rotearjende stive lichems bestudearre. Yn dit ûnderwerp hawwe wy objekten yn lykwicht bestudearre. Der binne twa soarten lykwicht, nammentlik statysk lykwicht en dynamysk lykwicht. Neffens de earste wet fan Newton is in objekt yn statysk lykwicht as it objekt yn rêst is en in objekt is yn dynamysk lykwicht as it objekt mei in konstante snelheid beweecht. Dit papier rjochtet him mear op 'e diskusje fan statysk lykwicht (stasjonêre objekten).
It konsept fan stive lichemslykwicht is in tige wichtige basiskennis en hat in protte tapassingen yn it deistich libben, benammen op it mêd fan technyk. It begripen en berekkenjen fan 'e krêften dy't wurkje op in objekt yn in steat fan statysk lykwicht is tige wichtich, benammen foar technyske saakkundigen (arsjitekten of yngenieurs). By it ûntwerpen fan wat, of it no in gebou, brêge, auto, ensfh. is, berekkenje arsjitekten of yngenieurs ek soarchfâldich oft de struktuer fan in gebou, auto, brêge, ensfh., de krêften dy't derop wurkje kin wjerstean kin, sadat it net ynstoart.
Foarbyld fan problemen
1. Besjoch de folgjende ôfbylding! In roede fan 1,5 kg is oan ien ein loodrecht op in muorre skarniere, en in lantearne hinget op in bepaalde ôfstân fan it skarnier. De spanning yn it tou om de roede yn lykwicht te hâlden is...
Diskusje
It is bekend:
Massa fan lading (m1 ) = 2 kg
Massa fan 'e stêf (m² ) = 1,5 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Gewicht fan lading (w1) = (2)(10) = 20 Newton
Stafgewicht (w² ) = (1,5)(10) = 15 N
Fraach: De grutte fan 'e spanning yn it tou sadat de roede yn lykwicht is
Antwurd:
De lingte fan it tou wurdt berekkene mei de formule fan Pythagoras:
Berekenje de spanningskrêft fan it tou (T ):
Selektearje de rotaasje-as by it skarnier. Beskôgje it krêftmomint dat op 'e stang wurket.
Krêftmomint 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
Krêftmoment 1 soarget derfoar dat de stêf mei de klok mei draait, sadat krêftmoment 1 in negatyf teken hat.
Krêftmomint 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
Krêftmoment 2 soarget derfoar dat de stêf mei de klok mei draait, sadat krêftmoment 1 in negatyf teken hat.
Krêftmomint 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Krêftmoment 3 soarget derfoar dat de stêf tsjin de klok yn draait, sadat krêftmoment 3 in posityf teken hat.
Foar it systeem om stasjonêr te wêzen, is it resultearjende krêftmomint ( 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
Boarne fan 'e fraach:
Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle
