ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับสมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง

2 ตัวอย่างคำถาม สมดุลของวัตถุแข็ง

1 F₁ = 10 N, F₂ = 15 N และ F₄ = 10 N กระทำต่อบล็อก ABCD ดังแสดงในรูป บล็อก ABCD มีความยาว 20 เมตร จงหาค่า F₃ เพื่อให้บล็อกอยู่ในสภาวะสมดุลสถิต ไม่ต้องพิจารณามวลของบล็อก
การอภิปราย :

2. กล่อง A (10 กก.) และกล่อง B (20 กก.) วางอยู่บนแผ่นไม้ ความยาวของแผ่นไม้เท่ากับ 10 เมตร ถ้าวางกล่อง B ห่างจากจุดหมุน 2 เมตร ควรวางกล่อง A ห่างจากจุดหมุนเป็นระยะเท่าใดเพื่อให้แผ่นไม้ไม่หมุน (g = 10 m/s²)²)

การอภิปราย :

ขั้นตอนที่ 1: วาดแผนภาพแสดงแรงที่กระทำต่อวัตถุ

ขั้นตอนที่ 2: แก้ปัญหา

ดูแผนภาพด้านบน แรงที่กระทำต่อกระดานคือแรงโน้มถ่วงของกล่อง B (w_B), น้ำหนักของกล่อง A (w_Aแรงโน้มถ่วงของกระดาน (w board) และแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N) จุดหมุนคือแกนการหมุน น้ำหนักของกระดาน (w board) และแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N) ตรงกับจุดหมุน/แกนการหมุน ดังนั้นแขนของแรงจึงเป็นศูนย์ w board และ N ไม่ได้รวมอยู่ในการคำนวณ

แรงบิด 1 = แรงบิดที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของกล่อง B (แรงบิดเป็นบวก)

แรงบิด 2 = แรงบิดที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของกล่อง A (แรงบิดติดลบ)

แผ่นกระดานจะอยู่ในสภาวะสมดุลสถิตหากแรงบิดรวมเท่ากับ 0

เพื่อให้กระดานอยู่ในสภาวะสมดุลทางสถิต วัตถุ A จะต้องวางห่างจากจุดรองรับ 4 เมตร