Ֆիզիկայի նախորդ դասում մենք ուսումնասիրեցինք մասնիկների դինամիկայի և պտտական դինամիկայի թեմաները : Մասնիկների դինամիկայում մենք ուսումնասիրեցինք տեղափոխական շարժման մեջ գտնվող մասնիկները ( ուղղագիծ շարժում , շրջանաձև շարժում , պարաբոլիկ շարժում ): Պտտական դինամիկայում մենք ուսումնասիրեցինք պտտվող կոշտ մարմինները: Այս թեմայում մենք ուսումնասիրեցինք հավասարակշռության մեջ գտնվող մարմինները: Կան հավասարակշռության երկու տեսակ՝ ստատիկ հավասարակշռություն և դինամիկ հավասարակշռություն: Նյուտոնի առաջին օրենքի համաձայն, մարմինը ստատիկ հավասարակշռության մեջ է, եթե այն հանգստի վիճակում է, և մարմինը դինամիկ հավասարակշռության մեջ է, եթե այն շարժվում է հաստատուն արագությամբ: Այս հոդվածն ավելի շատ կենտրոնանում է ստատիկ հավասարակշռության (ստացիոնար մարմիններ) քննարկման վրա:
Կոշտ մարմնի հավասարակշռության հասկացությունը շատ կարևոր հիմնարար գիտելիք է և ունի բազմաթիվ կիրառություններ առօրյա կյանքում, հատկապես ճարտարագիտության ոլորտում: Ստատիկ հավասարակշռության վիճակում գտնվող օբյեկտի վրա ազդող ուժերի հասկացումը և հաշվարկը շատ կարևոր է, հատկապես տեխնիկական մասնագետների (ճարտարապետների կամ ինժեներների) համար: Ինչ-որ բան նախագծելիս, լինի դա շենք, կամուրջ, տրանսպորտային միջոց և այլն, ճարտարապետները կամ ինժեներները նաև ուշադիր հաշվարկում են, թե արդյոք շենքի, տրանսպորտային միջոցի, կամրջի և այլնի կառուցվածքը կարող է դիմակայել դրա վրա ազդող ուժերին, որպեսզի այն չփլուզվի:
Խնդիրների օրինակ
1. Դիտարկենք հետևյալ պատկերը։ 1,5 կգ քաշով ձողը պատին ուղղահայաց ամրացված է ծխնիի մի ծայրից, իսկ ծխնիից որոշակի հեռավորության վրա կախված է լապտերը։ Ձողը հավասարակշռության մեջ պահելու համար պարանի լարվածությունը…
Քննարկում
Հայտնի է.
Բեռի զանգվածը (մ 1 ) = 2 կգ
Ձողի զանգվածը (մ² ) = 1,5 կգ
Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/ վ²
Բեռի քաշը (w)1) = (2)(10) = 20 Նյուտոն
Ձողի քաշը (w² ) = (1,5)(10) = 15 Ն
Հարց՝ Պարանի լարվածության մեծությունը, որպեսզի ձողը հավասարակշռության մեջ լինի։
Պատասխան՝
Պարանի երկարությունը հաշվարկվում է Պյութագորասի բանաձևով.
Հաշվարկեք պարանի ձգման ուժը (T ):
Ընտրեք պտտման առանցքը ծխնիի վրա։ Դիտարկեք ձողի վրա ազդող ուժի մոմենտը։
Ուժի մոմենտ 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N) (0,4 մ) = -6 Նմ
Ուժի 1 մոմենտը ստիպում է ձողին պտտվել ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, այնպես որ այդ ուժի 1 մոմենտը բացասական նշան ունի։
Ուժի մոմենտ 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N) (0,6 մ) = -12 Նմ
Ուժի 2 մոմենտը ստիպում է ձողին պտտվել ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, այնպես որ այդ ուժի 1 մոմենտը բացասական նշան ունի։
Ուժի մոմենտ 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T) (0,8) (0,6/1) = 0,48T
Ուժի 3-րդ մոմենտը ստիպում է ձողին պտտվել ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ, այնպես որ այդ ուժի 3-րդ մոմենտն ունի դրական նշան։
Որպեսզի համակարգը լինի անշարժ, ուժի արդյունարար մոմենտը ( Στ) = 0 է։
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 Նյուտոն
Հարցի աղբյուրը՝
Ֆիզիկայի ազգային քննության հարցեր ավագ դպրոցի/մասնագիտական ավագ դպրոցի համար
