În lecția anterioară de fizică, am studiat subiectele dinamicii particulelor și dinamicii rotaționale . În dinamica particulelor, am studiat particulele în mișcare de translație ( mișcare rectilinie , mișcare circulară , mișcare parabolică ). În dinamica rotațională, am studiat corpurile rigide în rotație. În acest subiect, am studiat obiectele în echilibru. Există două tipuri de echilibru, și anume echilibrul static și echilibrul dinamic. Conform primei legi a lui Newton, un obiect este în echilibru static dacă obiectul este în repaus și un obiect este în echilibru dinamic dacă obiectul se mișcă cu o viteză constantă. Această lucrare se concentrează mai mult pe discuția despre echilibrul static (obiecte staționare).
Conceptul de echilibru al corpului rigid este o cunoaștere de bază foarte importantă și are numeroase aplicații în viața de zi cu zi, în special în domeniul ingineriei. Înțelegerea și calcularea forțelor care acționează asupra unui obiect aflat într-o stare de echilibru static este foarte importantă, în special pentru experții tehnici (arhitecți sau ingineri). În proiectarea unui obiect, fie că este vorba de o clădire, un pod, un vehicul etc., arhitecții sau inginerii calculează, de asemenea, cu atenție dacă structura unei clădiri, vehicul, pod etc. este capabilă să reziste forțelor care acționează asupra sa, astfel încât să nu se prăbușească.
Exemplu de probleme
1. Luați în considerare următoarea imagine! O tijă de 1,5 kg este articulată perpendicular pe perete la un capăt, iar un felinar este atârnat la o anumită distanță de balamaua. Tensiunea din frânghie pentru a menține tija în echilibru este…
Pembahasan
Se știe:
Masa încărcăturii (m1 ) = 2 kg
Masa tijei (m² ) = 1,5 kg
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/ s²
Greutatea încărcăturii (w)1) = (2)(10) = 20 Newtoni
Greutatea barei (w² ) = (1,5)(10) = 15 N
Întrebare: Mărimea tensiunii din frânghie astfel încât tija să fie în echilibru
Jawab:
Lungimea frânghiei se calculează folosind formula pitagoreică:
Calculați forța de tensionare a frânghiei (T ):
Selectați axa de rotație la nivelul articulației. Luați în considerare momentul forței care acționează asupra tijei.
Momentul Forței 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
Momentul forței 1 determină tija să se rotească în sensul acelor de ceasornic, astfel încât momentul forței 1 are semn negativ.
Momentul Forței 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
Momentul forței 2 determină tija să se rotească în sensul acelor de ceasornic, astfel încât momentul forței 1 are semn negativ.
Momentul Forței 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Momentul forței 3 determină tija să se rotească în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât momentul forței 3 are semn pozitiv.
Pentru ca sistemul să fie staționar, momentul rezultant al forței ( 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 Newtoni
Sursa întrebării:
Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional
