На предыдущем уроке физики была изучена основная тема. динамика частиц Дан вращательная динамикаВ динамике частиц мы изучаем частицы, находящиеся в поступательном движении.прямолинейное движение, круговое движение, параболическое движениеВ динамике вращения мы изучаем вращающиеся твердые тела. В этой теме мы изучаем объекты, находящиеся в равновесии. Существует два типа равновесия: статическое равновесие и динамическое равновесие. Согласно первому закону Ньютона, объект находится в статическом равновесии, если он находится в состоянии покоя, и объект находится в динамическом равновесии, если он движется с постоянной скоростью. В данной работе больше внимания уделяется обсуждению статического равновесия (объекты в состоянии покоя).
Концепция равновесие твердого тела Это очень важные базовые знания, имеющие множество применений в повседневной жизни, особенно в области инженерии. Понимание и расчет сил, действующих на объекты в состоянии статического равновесия, очень важны, особенно для технических специалистов (архитекторов или инженеров). При проектировании чего-либо, будь то здание, мост, транспортное средство и т. д., архитекторы или инженеры также тщательно рассчитывают, способна ли конструкция здания, транспортного средства, моста и т. д. выдерживать действующие на нее силы, чтобы не обрушиться.
Примеры заданий
1. Рассмотрим следующее изображение! Стержень массой 1,5 кг закреплен на одном конце перпендикулярно стене, а на некотором расстоянии от шарнира подвешен фонарь. Натяжение веревки, необходимое для удержания стержня в равновесии, составляет…
Обсуждение
Известно:
Масса груза (м)1) = 2 кг
Масса стержня (м)2) = 1,5 кг
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²2
Вес груза (w)1) = (2)(10) = 20 Ньютонов
Вес грифа (w)2) = (1,5)(10) = 15 Н
Вопрос: Величина натяжения в веревке, при которой стержень находится в равновесии.
Jawab:
Длина веревки рассчитывается по формуле Пифагора:
Рассчитайте силу натяжения каната (Т).):
Выберите ось вращения в шарнире. Учитывайте момент силы, действующей на стержень.
Момент силы 1:
τ1 = ш2 r2 = (15 Н)(0,4 м) = -6 Нм
Момент силы 1 вызывает вращение стержня по часовой стрелке, так что момент силы 1 имеет отрицательный знак.
Момент силы 2:
τ2 = ш1 r1 = (20 Н)(0,6 м) = -12 Нм
Момент силы 2 вызывает вращение стержня по часовой стрелке, так что момент силы 1 имеет отрицательный знак.
Момент силы 3:
τ3 = Т р3 без θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Момент силы 3 вызывает вращение стержня против часовой стрелки, так что момент силы 3 имеет положительный знак.
Для того чтобы система оставалась неподвижной, результирующий момент силы (Στ) = 0
Στ = 0
τ1 + τ2 + τ3 = 0
– 6 – 12 + 0,48T = 0
- 18+ 0,48T = 0
0,48T = 18
Т = 18/0,48
T = 37,5 Ньютонов
Источник вопроса:
Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.
