V prejšnji uri fizike smo se ukvarjali z dinamiko delcev in rotacijsko dinamiko . Pri dinamiki delcev smo preučevali delce v translacijskem gibanju ( pravokotno gibanje , krožno gibanje , parabolično gibanje ). Pri rotacijski dinamiki smo preučevali vrteča se toga telesa. V tej temi smo preučevali objekte v ravnovesju. Obstajata dve vrsti ravnovesja, in sicer statično ravnovesje in dinamično ravnovesje. Po Newtonovem prvem zakonu je objekt v statičnem ravnovesju, če miruje, in objekt v dinamičnem ravnovesju, če se giblje s konstantno hitrostjo. Ta seminarska naloga se bolj osredotoča na razpravo o statičnem ravnovesju (mirujoči objekti).
Koncept ravnotežja togega telesa je zelo pomembno osnovno znanje in ima številne aplikacije v vsakdanjem življenju, zlasti na področju inženirstva. Razumevanje in izračun sil, ki delujejo na objekt v stanju statičnega ravnovesja, je zelo pomemben, zlasti za tehnične strokovnjake (arhitekte ali inženirje). Pri načrtovanju nečesa, pa naj bo to stavba, most, vozilo itd., arhitekti ali inženirji skrbno izračunajo tudi, ali je konstrukcija stavbe, vozila, mostu itd. sposobna prenesti sile, ki delujejo nanjo, da se ne zruši.
Primer težav
1. Razmislite o naslednji sliki! Palica z maso 1,5 kg je na enem koncu pritrjena pravokotno na steno, svetilka pa je obešena na določeni razdalji od tečaja. Napetost vrvi, ki drži palico v ravnovesju, je ...
Razprava
Znano je:
Masa bremena (m1 ) = 2 kg
Masa palice (m² ) = 1,5 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Teža tovora (w)1) = (2)(10) = 20 Newton
Teža palice (w2 ) = (1,5)(10) = 15 N
Vprašanje: Kolikšna je napetost vrvi, da je palica v ravnovesju?
Džavab:
Dolžina vrvi se izračuna po pitagorejski formuli:
Izračunajte natezno silo vrvi (T ):
Izberite os vrtenja na tečaju. Upoštevajte moment sile, ki deluje na palico.
Moment sile 1:
τ 1 = w 2 r 2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
Moment sile 1 povzroči vrtenje palice v smeri urinega kazalca, tako da ima moment sile 1 negativni predznak.
Moment sile 2:
τ 2 = w 1 r 1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
Moment sile 2 povzroči vrtenje palice v smeri urinega kazalca, tako da ima moment sile 1 negativni predznak.
Moment sile 3:
τ 3 = T r 3 sin θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Moment sile 3 povzroči, da se palica vrti v nasprotni smeri urinega kazalca, tako da ima moment sile 3 pozitiven predznak.
Da je sistem stacionaren, mora biti rezultantni moment sile ( 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 Newtonov
Vir vprašanja:
Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo
