 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Момент сили. Умови рівноваги тіла. Важель
План 1. Статика. Умови рівноваги тіла. 2. Момент сили. 3. Умови рівноваги важеля Статика. Умови рівноваги тіла. Розділ механіки, в якому вивчаються умови рівноваги тіл, називається статикою. Рівновагою тіла називають такий стан, коли будь-яке прискорення тіла дорівнює нулю, тобто всі дії на тіло сил і моментів сил зрівноважені. При цьому тіло може: - знаходитись у стані спокою (рис.2.2.35, а); - рухатись рівномірно і прямолінійно (рис.2.2.35, б); - рівномірно обертатись навколо осі, яка проходить через центр його тяжіння, Умовами рівноваги тіл є: 1) геометрична сума всіх сил, прикладених до тіла дорівнює нулю: 2) алгебраїчна сума моментів сил дорівнює нулю: При цьому будь-яке тіло може рухатись поступально і одночасно обертатись навколо деякої осі.
Розглянемо випадок, коли тіло не обертається. Для того щоб тіло не оберталось і знаходилось в рівновазі, необхідно, щоб сума проекцій всіх сил на довільну вісь ( Момент сили. Тіло, яке має вісь обертання, перебуватиме в рівноважному стані, якщо виконується правило моментів сил: сума моментів сил, які обертають тіло за годинниковою стрілкою, має дорівнювати сумі моментів сил, які обертають його проти годинникової стрілки. Моментом сили називають взятий зі знаком " + " або " - " добуток модуля сили на плече: Момент сили додатний, якщо тіло обертається під дією цієї сили проти годинникової стрілки, від'ємний, якщо тіло обертається за годинниковою стрілкою. Одиниця вимірювання в СІ Н·м. Плече сили d - це найкоротша відстань від осі обертання до лінії дії цієї сили (рис.2.2.36).
3. Умови рівноваги важеля Важелем називають тверде тіло з нерухомою віссю обертання, на яке діють сили, що намагаються повернути його навколо цієї осі. Розглянемо умови рівноваги важеля. Важіль з віссю обертання О між вантажем вагою На основі таких міркувань отримуємо умови рівноваги важеля: важіль знаходиться в рівновазі, якщо сили, які діють на тіло будуть обернено пропорційні плечам. Із подібності трикутників СОА1 і DOB1 (рис. 2.2.38)
Розрізняють три види рівноваги тіл, що мають точку опори (рис.2.2.39): 1. стійку рівновагу, якщо тіло, будучи виведеним із положення рівноваги в сусіднє найближче положення і залишене в спокої, повернеться в це положення; 2. нестійку рівновагу, якщо тіло будучи виведеним із положення рівноваги в сусіднє положення і залишене в спокої, буде ще більше відхилятися від цього положення. 3. байдужу рівновагу - якщо тіло, будучи виведеним в сусіднє положення і залишене в спокої, залишиться в новому своєму положенні.
Рівновага тіла із закріпленою віссю обертання (рис. 2.2.40), буде: 1) стійкою, якщо в положенні рівноваги центр тяжіння С займає найнижче положення з усіх можливих ближніх положень, а його потенціальна енергія матиме найменше значення із усіх можливих значень в сусідніх положеннях (рис.2.2.40, а); 2) нестійкою, якщо центр тяжіння С займає найвище із всіх ближніх положень, а потенціальна енергія має найбільше значення (рис.2.2.40, б); 3) байдужою, якщо центр тяжіння тіла С в усіх ближніх можливих положеннях знаходиться на одному рівні, а потенціальна енергія при переході тіла, не змінюється (рис.2.2.40, в).
Поиск по сайту: |
(рис.2.2.35, в).
.
, 
, 
) дорівнювала нулю, тобто рівнодійна сил 
. Тоді тіло або перебуває в спокої, або рухається рівномірно і прямолінійно.
.
Щоб отримати потрібний момент за найменшого зусилля, потрібно прикладати силу якомога далі від осі обертання, збільшуючи тим самим плече сили і відповідно зменшуючи значення сили. Приклади тіл, які мають вісь обертання: важіль, двері, блоки, коловорот тощо.
і силою 
називають важелем першого роду (рис.2.2.37). За відсутності тертя для утримання важеля із вантажем в рівновазі необхідно, щоб значення моменту, що обертає важіль за годинниковою стрілкою (тут - момент сили 
.
та з урахуванням формули (2.2.23) 
.
