Момент силе – проблеми и решења

Момент силе – проблеми и решења

1. Ако је F R нето сила F1 , F2 и F3 , колика је величина силе F2 и x?

Познато:

Нето сила (FR) = 40 НМомент силе – проблеми и решења 1

Сила 1 (F1 ) = 10 N

Сила (F³ ) = 20 N

Тражи се: Јачина силе F² и растојање од x

Решење:

Наћи јачину силе F² :

Сила показује нагоре, са негативним знаком и сила показује на доле, са негативним знаком.

ΣF = 0

– ФР + Ф1 + Ф2 – Ф3 = 0

– 40 + 10 + F² – 20 = 0

– 30 + F² – 20 = 0

– 50 + F² = 0

F² = 50 Њутна.

Знак плус означава да је смер силе нагоре.

Пронађите к.

Изаберите А као осу ротације.

τ 1 = Ф 1 л 1 = (10 Н)(1 м) = 10 Нм

Обртни момент 1 ротира греду у смеру супротном од казаљке на сату, тако да обртном моменту 3 додељујемо позитиван знак.

τ 2 = Ф 2 к = (50)(к) = 50к Нм

Обртни момент 1 ротира греду у смеру супротном од казаљке на сату, тако да обртном моменту 3 додељујемо позитиван знак.

τ 3 = Ф 3 к = (20 Н)(1.75 м) = -35 Нм

Обртни момент 2 ротира греду у смеру казаљке на сату, тако да обртном моменту 2 додељујемо негативан знак.

Нето момент силе :

Στ = 0

10 + 50x – 35 = 0

50к - 25 = 0

50к = 25

к = 25/50

к = 0.5 м

2. Силе F1 , F2 , F3 и F4 делују на штап триангулације ABCD као што је приказано на слици. Ако се занемарује маса штапа, колика је величина момента силе, око тачке A?

Оса ротације = тачка А.

Познато:

Сила Ф1 = 10 N, полуга l1 = КСНУМКС Момент силе – проблеми и решења 2

Сила F2 = 4 N, полуга l2 = 2 метара

Сила F3 = 5 N, полуга l3 = 3 метара

Сила F4 = 10 N, полуга l4 = 6 метара

Тражи се: момент силе око тачке А

Решење:

Момент силе 1 (τ 1 ) = Ф 1 л 1 = (10)(0) = 0

Момент силе 2 (τ 2 ) = Ф 2 л 2 = (4)(2) = -8 Нм

Момент силе 3 (τ 3 ) = Ф 3 л 3 = (5)(3) = 15 Нм

Момент силе 4 (τ 4 ) = Ф 4 л 4 = (10)(6) = -60 Нм

Ако обртни момент ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату, онда додељујемо позитиван знак.

Ако обртни момент ротира штап у смеру казаљке на сату, онда додељујемо негативан знак.

Резултанта момента силе:

τ = 0 – 8 Нм + 15 Нм – 60 Нм

τ = -68 Nm + 15 Nm

τ = -53 Nm

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

3. На штап делују три силе, F A = ​​​​F C = 10 N и F B = 20 N, као што је приказано на слици испод. Ако је растојање AB = BC = 20 cm, колики је момент силе око тачке C?

Познато:

Оса ротације у тачки C.Момент силе – проблеми и решења 3

Растојање између F A и осе ротације (r AC ) = 40 cm = 0,4 метра

Растојање између F B и осе ротације (r BC ) = 20 cm = 0.2 метра

Растојање између F C и осе ротације (r CC ) = 0 cm

F A = ​​​​10 Њутн

F B = 20 Њутна

FC = 10 Њутна

Тражи се: Резултанта момента силе око тачке C.

Решење:

Момент силе А:

Στ А = (Ф А )(р АЦ син 90 о ) = (10 Н)(0,4 м)(1) = -4 Нм

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

Момент силе Б:

Στ Б = (Ф Б )(р БЦ син 90 о ) = (20 Н)(0,2 м)(1) = 4 Нм

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.

Момент силе C:

Στ Ц = (Ф Ц )(р ЦЦ син 90 о ) = (10 Н)(0)(1) = 0

Резултанта момента силе:

Στ = Στ 1 + Στ 2 + Στ 3

Στ = -4 + 4 + 0

Στ = 0 Nm

4. Дужина штапа је 50 цм. На штап делују три силе, као што је приказано на слици испод. Ако је оса ротације тачка C, колика је мрежа момента силе?

Познато:

Оса ротације у тачки C.Момент силе – проблеми и решења 4

Растојање између F1 и осе ротације је (r1 ) = 30 cm = 0,3 метра

Растојање између F³ и осе ротације (r³ ) = 10 cm = 0,1 метра

Растојање између F³ и осе ротације (r³ ) = 20 cm = 0,2 метра

F1 = 10 Њутна

F2 = 10 Њутна

F3 = 10 Њутна

Тражи се: Резултанта момента силе око тачке C.

Решење:

Момент силе 1:

Στ 1 = (Ф 1 )(р 1 син 90 о ) = (10 Н)(0,3 м)(1) = -3 Нм

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

Момент силе 2:

Στ 2 = (Ф 2 )(р 2 син 90 о ) = (10 Н)(0,1 м)(1) = 1 Нм

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.

Момент силе 3:

Στ 3 = (Ф 3 )(р 3 син 30 о ) = (10 Н)(0,2 м)(0,5) = -1 Нм

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

Резултанта момента силе:

Στ = Στ 1 + Στ 2 + Στ 3

Στ = -3 + 1 – 1

Στ = -3 Nm

Знак минус означава да резултанта момента силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

5. Три силе F1 , F2 и F3 делују на штап као што је приказано на слици испод. Дужина штапа је 4 метра. Колики је момент силе у односу на тачку C?

(син 53 о = 0.8, цос 53 о = 0.6, АБ = БЦ = ЦД = ДЕ = 1 метар)

Познато:

Оса ротације у тачки C. Момент силе – проблеми и решења 5

Сила 1 ​​(F³ ) = 5 Њутн

Растојање између линије дејства F³ са осом ротације (r³ ) = 2 метра

Сила 2 ​​(F³ ) = 0.4 Њутн

Растојање између линије деловања F2 са осом ротације (r2 ) = 1 метар

Сила 3 ​​(F³ ) = 4.8 Њутн

Растојање између линије дејства F³ са осом ротације ( r³ ) = 2 метра

Тражи се: Момент силе око тачке C.

Решење:

Момент силе 1:

τ 1 = Ф 1 р син 53 о = (5 Н)(2 м)(0,8) = (10)(0,8) Н = 8 Н

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.

Момент силе 2:

τ 2 = Ф 2 р син 90 о = (0,4 Н)(1 м)(1) = -0,4 Н

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

Момент силе 3:

τ 3 = Ф 3 р син 90 о = (4,8 Н)(2 м)(1) = -9,6 Н

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

Резултанта момента силе:

Στ = τ 1 – τ 2 – τ 3 = 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = 2 Нм

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.

6. Колика је резултанта момента силе око осе ротације у тачки О сила које делују на штап, као што је приказано на слици испод?

Познато:

Оса ротације у тачки О. Момент силе – проблеми и решења 6

Сила 1 ​​(F³ ) = 6 Њутн

Растојање између линије деловања F1 са осом ротације (r1 ) = 1 метар

Сила 2 ​​(F³ ) = 6 Њутн

Растојање између линије дејства F³ са осом ротације (r³ ) = 2 метра

Сила 3 ​​(F³ ) = 4 Њутн

Растојање између линије дејства F³ са осом ротације (r³ ) = 2 метра

Тражи се: Резултанта момента силе око тачке C

Решење:

Момент силе 1:

τ 1 = Ф 1 л 1 = (6 Н)(1 м) = 6 Нм

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.

Момент силе 2:

τ 2 = Ф 2 р 2 син 30 о = (6 Н)(2 м)(0,5)= 6 Нм

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.

Момент силе 3:

τ 3 = Ф 3 л 3 = (4 Н) (2 м) = -8 Нм

Знак минус означава да момент силе ротира штап у смеру казаљке на сату.

Резултанта момента силе:

Στ = τ 1 + τ 2 – τ 3 = 6 + 6 – 8 = 4 Нм

Знак плус означава да момент силе ротира штап у смеру супротном од казаљке на сату.