దృఢ వస్తువుల సమతౌల్యం

గత భౌతికశాస్త్ర పాఠంలో ప్రధాన అంశాన్ని అధ్యయనం చేయడం జరిగింది. కణ గతిశాస్త్రం డాన్ భ్రమణ గతిశాస్త్రంకణ గతిశాస్త్రంలో మనం అనువాద చలనంలో ఉన్న కణాలను అధ్యయనం చేస్తాము (సరళ చలనం, వృత్తాకార చలనం, పారాబోలిక్ చలనంభ్రమణ గతిశాస్త్రంలో, మనం భ్రమణం చెందుతున్న దృఢ వస్తువులను అధ్యయనం చేస్తాము. ఈ అంశంలో, మనం సమతాస్థితిలో ఉన్న వస్తువులను అధ్యయనం చేస్తాము. సమతాస్థితి రెండు రకాలు: స్థిర సమతాస్థితి మరియు గతి సమతాస్థితి. న్యూటన్ మొదటి నియమం ప్రకారం, ఒక వస్తువు నిశ్చలంగా ఉంటే అది స్థిర సమతాస్థితిలో ఉంటుంది, మరియు అది స్థిర వేగంతో కదులుతుంటే అది గతి సమతాస్థితిలో ఉంటుంది. ఈ పత్రం స్థిర సమతాస్థితి (నిశ్చలంగా ఉన్న వస్తువులు) గురించిన చర్చపై ఎక్కువగా దృష్టి పెడుతుంది.

ముసాయిదా దృఢ వస్తువు సమతుల్యత ఇది చాలా ముఖ్యమైన ప్రాథమిక జ్ఞానం మరియు రోజువారీ జీవితంలో, ముఖ్యంగా ఇంజనీరింగ్ రంగంలో దీనికి అనేక అనువర్తనాలు ఉన్నాయి. స్థిర సమతౌల్య స్థితిలో ఉన్న వస్తువులపై పనిచేసే బలాలను అర్థం చేసుకోవడం మరియు లెక్కించడం చాలా ముఖ్యం, ముఖ్యంగా సాంకేతిక నిపుణులకు (ఆర్కిటెక్ట్‌లు లేదా ఇంజనీర్లు). ఒక భవనం, వంతెన, వాహనం మొదలైన వాటిని రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, ఆర్కిటెక్ట్‌లు లేదా ఇంజనీర్లు కూడా ఆ భవనం, వాహనం, వంతెన మొదలైన వాటి నిర్మాణం కూలిపోకుండా దానిపై పనిచేసే బలాలను తట్టుకోగలదా లేదా అని జాగ్రత్తగా లెక్కిస్తారు.

సమస్యల ఉదాహరణ

1. కింది చిత్రాన్ని పరిశీలించండి! 1,5 కిలోల బరువున్న ఒక కడ్డీని, దాని ఒక చివర గోడకు లంబంగా కీలుతో బిగించారు, మరియు ఆ కీలు నుండి కొంత దూరంలో ఒక లాంతరును వేలాడదీశారు. కడ్డీని సమతాస్థితిలో ఉంచడానికి తాడులో ఉండే తన్యత…

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

లోడ్ ద్రవ్యరాశి (మీ)₁) = 2 కిలోగ్రాములు

కడ్డీ ద్రవ్యరాశి (మీ)₂) = 1,5 కిలోగ్రాములు

గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²

లోడ్ బరువు (w₁) = (2)(10) = 20 న్యూటన్

బార్ బరువు (w)₂) = (1,5)(10) = 15 N

అడిగారు: కడ్డీ సమతుల్యంగా ఉండేలా తాడులోని తన్యత పరిమాణం

సమాధానం:

పైథాగరస్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి తాడు పొడవును లెక్కిస్తారు:

తాడు యొక్క తన్యత బలాన్ని (T) లెక్కించండి):

కీలు వద్ద భ్రమణ అక్షాన్ని ఎంచుకోండి. కడ్డీపై పనిచేస్తున్న బలభ్రమణాన్ని పరిగణించండి.

బల క్షణం 1:

τ₁ = w₂ r₂ = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm

బలం యొక్క భ్రమణ బలం 1 వలన కడ్డీ సవ్యదిశలో తిరుగుతుంది, అందువల్ల బలం యొక్క భ్రమణ బలం 1 రుణాత్మక గుర్తును కలిగి ఉంటుంది.

బల క్షణం 2:

τ₂ = w₁ r₁ = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm

బలం యొక్క భ్రమణ బలం 2 వలన కడ్డీ సవ్యదిశలో తిరుగుతుంది, అందువల్ల బలం యొక్క భ్రమణ బలం 1 రుణాత్మక గుర్తును కలిగి ఉంటుంది.

బల క్షణం 3:

τ₃ = T r₃ పాపం θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T

బలం 3 యొక్క భ్రమణ బలం కడ్డీని అపసవ్య దిశలో తిరిగేలా చేస్తుంది, అందువల్ల బలం 3 యొక్క భ్రమణ బలం ధనాత్మక గుర్తును కలిగి ఉంటుంది.

వ్యవస్థ నిశ్చలంగా ఉండటానికి, ఫలిత బల భ్రమణం (Στ) = 0

Στ = 0

τ₁ + τ₂ + τ₃ = 0

– 6 – 12 + 0,48T = 0

– 18+ 0,48T = 0

0,48T = 18

టి = 18/0,48

T = 37,5 న్యూటన్

ప్రశ్న మూలం:

సీనియర్ హైస్కూల్/వొకేషనల్ హైస్కూల్ విద్యార్థుల కోసం జాతీయ భౌతికశాస్త్ర పరీక్ష ప్రశ్నలు