Алдыңғы физика сабағында біз бөлшектер динамикасы және айналмалы динамикасы тақырыптарын зерттедік . Бөлшектер динамикасында біз ілгерілемелі қозғалыстағы бөлшектерді ( тік сызықты қозғалыс , шеңберлі қозғалыс , параболалық қозғалыс ) зерттедік. Айналмалы динамикада біз айналмалы қатты денелерді зерттедік. Бұл тақырыпта біз тепе-теңдіктегі объектілерді зерттедік. Тепе-теңдіктің екі түрі бар, атап айтқанда статикалық тепе-теңдік және динамикалық тепе-теңдік. Ньютонның бірінші заңына сәйкес, егер объект тыныштықта болса, объект статикалық тепе-теңдікте болады, ал егер объект тұрақты жылдамдықпен қозғалса, объект динамикалық тепе-теңдікте болады. Бұл мақалада статикалық тепе-теңдік (қозғалмайтын объектілер) талқылануға көбірек көңіл бөлінеді.
Қатты дене тепе-теңдігі ұғымы өте маңызды негізгі білім болып табылады және күнделікті өмірде, әсіресе инженерия саласында көптеген қолданыстарға ие. Статикалық тепе-теңдік күйіндегі объектіге әсер ететін күштерді түсіну және есептеу өте маңызды, әсіресе техникалық мамандар (сәулетшілер немесе инженерлер) үшін. Бір нәрсені жобалау кезінде, ғимарат, көпір, көлік және т.б. болсын, сәулетшілер немесе инженерлер ғимараттың, көліктің, көпірдің және т.б. құрылымы оған әсер ететін күштерге төтеп бере алатындығын және оның құлап кетпейтіндігін мұқият есептейді.
Есептер мысалы
1. Келесі суретті қарастырайық! 1,5 кг шыбық қабырғаға бір ұшынан перпендикуляр ілмектелінген, ал фонарь ілмектеден белгілі бір қашықтықта ілінген. Шыбықты тепе-теңдікте ұстап тұру үшін арқанның керілуі...
Талқылау
Белгілі:
Жүктің массасы (м1 ) = 2 кг
Стерженнің массасы (м² ) = 1,5 кг
Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с 2
Жүк салмағы (w)1) = (2)(10) = 20 Ньютон
Штанганың салмағы (w2 ) = (1,5)(10) = 15 Н
Сұрақ: Шыбық тепе-теңдікте болуы үшін арқанның керілу шамасы
Жауап:
Арқанның ұзындығы Пифагор формуласы бойынша есептеледі:
Арқанның тартылу күшін (T ) есептеңіз:
Шарнирдегі айналу осін таңдаңыз. Стержкаға әсер ететін күш моментін қарастырыңыз.
Күш моменті 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 Н)(0,4 м) = -6 Нм
1 күш моменті стерженьді сағат тілімен айналдырады, сондықтан 1 күш моменті теріс таңбалы болады.
Күш моменті 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 Н)(0,6 м) = -12 Нм
2 күш моменті стерженьді сағат тілімен айналдырады, сондықтан 1 күш моменті теріс таңбалы болады.
Күш моменті 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48Т
Күш моменті 3 стерженьнің сағат тіліне қарсы айналуына әкеледі, сондықтан күш моменті 3 оң таңбалы болады.
Жүйенің қозғалмайтын күйде болуы үшін, пайда болған күш моменті ( Στ) = 0 болады
Στ = 0
τ 1 + τ 2 + τ 3 = 0
– 6 – 12 + 0,48T = 0
– 18 + 0,48T = 0
0,48T = 18
T = 18/ 0,48
T = 20 000 Ньютон
Сұрақ көзі:
Жоғары сынып/кәсіптік орта мектепке арналған физикадан ұлттық емтихан сұрақтары
