Keadaan keseimbangan bagi jasad dengan paksi putaran. Soalan dan tugasan tambahan

Sebuah jasad berada dalam keadaan diam (atau bergerak secara seragam dan rectilinearly) jika jumlah vektor semua daya yang bertindak padanya adalah sama dengan sifar. Mereka mengatakan bahawa kuasa mengimbangi satu sama lain. Apabila kita berhadapan dengan badan tertentu bentuk geometri, apabila mengira daya paduan, semua daya boleh digunakan pada pusat jisim badan.

Keadaan untuk keseimbangan badan

Untuk jasad yang tidak berputar berada dalam keseimbangan, adalah perlu bahawa paduan semua daya yang bertindak ke atasnya adalah sama dengan sifar.

F → = F 1 → + F 2 → + . . + F n → = 0 .

Rajah di atas menunjukkan keseimbangan jasad tegar. Bongkah itu berada dalam keadaan keseimbangan di bawah pengaruh tiga daya yang bertindak ke atasnya. Garis tindakan daya F 1 → dan F 2 → bersilang di titik O. Titik penggunaan graviti ialah pusat jisim badan C. Titik-titik ini terletak pada garis lurus yang sama, dan apabila mengira daya paduan F 1 →, F 2 → dan m g → dibawa ke titik C.

Keadaan bahawa paduan semua daya adalah sama dengan sifar tidak mencukupi jika jasad boleh berputar mengelilingi paksi tertentu.

Lengan daya d ialah panjang serenjang yang dilukis dari garis tindakan daya ke titik penggunaannya. Momen daya M ialah hasil darab lengan daya dan modulusnya.

Momen daya cenderung untuk memutar badan di sekeliling paksinya. Detik-detik yang memusingkan badan ke arah lawan jam dianggap positif. Unit ukuran momen daya dalam sistem antarabangsa SI - 1 Newton meter.

Definisi. Peraturan Detik

Jika jumlah algebra daripada semua momen yang digunakan pada jasad berbanding dengan paksi tetap putaran adalah sama dengan sifar, maka jasad berada dalam keadaan keseimbangan.

M 1 + M 2 + . . +Mn=0

Penting!

DALAM kes am Untuk badan berada dalam keseimbangan, dua syarat mesti dipenuhi: daya paduan mestilah sama dengan sifar dan peraturan momen mesti dipatuhi.

Dalam mekanik ada jenis yang berbeza imbangan. Oleh itu, perbezaan dibuat antara stabil dan tidak stabil, serta keseimbangan acuh tak acuh.

Contoh tipikal keseimbangan acuh tak acuh ialah roda bergolek (atau bola), yang, jika dihentikan pada sebarang titik, akan berada dalam keadaan keseimbangan.

Keseimbangan stabil ialah keseimbangan jasad apabila, dengan sisihan kecilnya, timbul daya atau momen daya yang cenderung untuk mengembalikan jasad kepada keadaan keseimbangan.

Keseimbangan tidak stabil ialah keadaan keseimbangan, dengan sisihan kecil dari mana daya dan momen daya cenderung menyebabkan badan menjadi tidak seimbang.

Dalam rajah di atas, kedudukan bola ialah (1) - keseimbangan acuh tak acuh, (2) - keseimbangan tidak stabil, (3) - keseimbangan stabil.

Jasad dengan paksi putaran tetap boleh berada dalam mana-mana kedudukan keseimbangan yang diterangkan. Jika paksi putaran melalui pusat jisim, keseimbangan acuh tak acuh berlaku. Dalam keseimbangan yang stabil dan tidak stabil, pusat jisim terletak pada garis lurus menegak yang melalui paksi putaran. Apabila pusat jisim berada di bawah paksi putaran, keseimbangan adalah stabil. Jika tidak, ia adalah sebaliknya.

Kes keseimbangan khas ialah keseimbangan badan pada sokongan. Pada masa yang sama daya kenyal diedarkan ke seluruh pangkal badan, bukannya melalui satu titik. Jasad berada dalam keseimbangan apabila garis menegak yang dilukis melalui pusat jisim bersilang dengan kawasan sokongan. Jika tidak, jika garis dari pusat jisim tidak jatuh ke dalam kontur, dibentuk oleh garisan menyambungkan mata sokongan, hujung badan berakhir.

Contoh keseimbangan badan pada sokongan - terkenal Menara Condong Pisa. Menurut legenda, Galileo Galilei menjatuhkan bola daripadanya apabila dia menjalankan eksperimennya untuk belajar jatuh bebas tel.

Satu garisan yang ditarik dari pusat jisim menara itu memotong tapaknya kira-kira 2.3 m dari pusatnya.

Jika anda melihat ralat dalam teks, sila serlahkannya dan tekan Ctrl+Enter

Definisi

Keseimbangan jasad ialah keadaan apabila sebarang pecutan jasad adalah sama dengan sifar, iaitu semua tindakan daya dan momen daya pada jasad adalah seimbang. Dalam kes ini, badan boleh:

berada dalam keadaan tenang;
bergerak sama rata dan lurus;
berputar secara seragam mengelilingi paksi yang melalui pusat gravitinya.

Keadaan keseimbangan badan

Jika badan berada dalam keseimbangan, maka dua syarat dipenuhi secara serentak.

Jumlah vektor semua daya yang bertindak ke atas badan adalah sama dengan vektor sifar: $\sum_n((\overrightarrow(F))_n)=\overrightarrow(0)$
Jumlah algebra bagi semua momen daya yang bertindak pada jasad itu adalah sama dengan sifar: $\sum_n(M_n)=0$

Dua keadaan keseimbangan perlu tetapi tidak mencukupi. Mari kita beri contoh. Mari kita pertimbangkan roda bergolek secara seragam tanpa tergelincir pada permukaan mendatar. Kedua-dua keadaan keseimbangan dipenuhi, tetapi badan bergerak.

Mari kita pertimbangkan kes apabila badan tidak berputar. Untuk badan tidak berputar dan berada dalam keseimbangan, adalah perlu bahawa jumlah unjuran semua daya pada paksi sewenang-wenangnya sama dengan sifar, iaitu, paduan daya. Kemudian badan sama ada berehat atau bergerak sama rata dan dalam garis lurus.

Jasad yang mempunyai paksi putaran akan berada dalam keseimbangan jika peraturan momen daya dipenuhi: jumlah momen daya yang memutar badan mengikut arah jam mestilah sama dengan jumlah momen daya yang berputar mengikut lawan jam.

Untuk mendapatkan saat yang tepat dengan daya yang paling sedikit, anda perlu menggunakan daya sejauh mungkin dari paksi putaran, dengan itu meningkatkan leverage daya dan dengan itu mengurangkan nilai daya. Contoh jasad yang mempunyai paksi putaran ialah: tuas, pintu, blok, paksi putaran, dsb.

Tiga jenis keseimbangan jasad yang mempunyai titik tumpu

keseimbangan yang stabil, jika badan, yang dialihkan dari kedudukan keseimbangan ke kedudukan terdekat seterusnya dan dibiarkan dalam keadaan rehat, kembali ke kedudukan ini;
keseimbangan yang tidak stabil, jika jasad, dibawa dari kedudukan keseimbangan ke kedudukan bersebelahan dan dibiarkan dalam keadaan rehat, akan menyimpang lebih banyak lagi daripada kedudukan ini;
keseimbangan acuh tak acuh - jika badan, dibawa ke kedudukan bersebelahan dan dibiarkan tenang, kekal dalam kedudukan barunya.

Keseimbangan jasad dengan paksi putaran tetap

stabil jika dalam kedudukan keseimbangan pusat graviti C menduduki kedudukan terendah dari semua kemungkinan kedudukan berdekatan, dan tenaga berpotensi akan mempunyai nilai terkecil dari semua nilai yang mungkin dalam kedudukan jiran;
tidak stabil jika pusat graviti C menduduki yang tertinggi daripada semua kedudukan berdekatan, dan tenaga potensi mempunyai nilai yang paling besar;
acuh tak acuh jika pusat graviti badan C dalam semua kemungkinan kedudukan berdekatan berada pada tahap yang sama, dan tenaga potensi tidak berubah semasa peralihan badan.

Masalah 1

Badan A dengan jisim m = 8 kg diletakkan di atas permukaan meja mengufuk kasar. Seutas benang diikat pada badan, dilemparkan ke atas blok B (Rajah 1, a). Berapakah berat F yang boleh diikat pada hujung benang yang tergantung pada bongkah supaya tidak mengganggu keseimbangan badan A? Pekali geseran f = 0.4; Abaikan geseran pada bongkah.

Mari kita tentukan berat badan ~A: ~G = mg = 8$\cdot $9.81 = 78.5 N.

Kami mengandaikan bahawa semua daya dikenakan pada jasad A. Apabila jasad diletakkan pada permukaan mendatar, hanya dua daya bertindak ke atasnya: berat G dan tindak balas berlawanan arah sokongan RA (Rajah 1, b).

Jika kita menggunakan beberapa daya F yang bertindak di sepanjang permukaan mengufuk, maka tindak balas RA, mengimbangi daya G dan F, akan mula menyimpang daripada menegak, tetapi jasad A akan berada dalam keseimbangan sehingga modulus daya F melebihi. nilai maksimum daya geseran Rf maks sepadan dengan nilai had sudut $(\mathbf \varphi )$o (Rajah 1, c).

Dengan mengurai tindak balas RA kepada dua komponen Rf max dan Rn, kita memperoleh sistem empat daya yang digunakan pada satu titik (Rajah 1, d). Dengan mengunjurkan sistem daya ini pada paksi x dan y, kita memperoleh dua persamaan keseimbangan:

$(\mathbf \Sigma )Fkx = 0, F - Rf maks = 0$;

$(\mathbf \Sigma )Fky = 0, Rn - G = 0$.

Kami menyelesaikan sistem persamaan yang terhasil: F = Rf max, tetapi Rf max = f$\cdot $ Rn, dan Rn = G, jadi F = f$\cdot $ G = 0.4$\cdot $ 78.5 = 31.4 N; m = F/g = 31.4/9.81 = 3.2 kg.

Jawapan: Jisim kargo t = 3.2 kg

Masalah 2

Sistem jasad yang ditunjukkan dalam Rajah 2 berada dalam keadaan keseimbangan. Berat kargo tg=6 kg. Sudut antara vektor ialah $\widehat((\overrightarrow(F))_1(\overrightarrow(F))_2)=60()^\circ $. $\left|(\overrightarrow(F))_1\right|=\left|(\overrightarrow(F))_2\right|=F$. Cari jisim pemberat itu.

Daya paduan $(\overrightarrow(F))_1and\ (\overrightarrow(F))_2$ adalah sama dalam magnitud dengan berat beban dan bertentangan dengannya dalam arah: $\overrightarrow(R)=(\overrightarrow(( F))_1+(\overrightarrow (F))_2=\ -m\overrightarrow(g)$. Dengan teorem kosinus, $(\left|\overrightarrow(R)\right|)^2=(\left|(\overrightarrow(F))_1\right|)^2+(\left|(\overrightarrow(F) ) )_2\kanan|)^2+2\kiri|(\overrightarrow(F))_1\kanan|\kiri|(\overrightarrow(F))_2\kanan|(cos \widehat((\overrightarrow(F)) ) _1(\overrightarrow(F))_2)\ )$.

Oleh itu $(\left(mg\right))^2=$; $F=\frac(mg)(\sqrt(2\left(1+(cos 60()^\circ \ )\kanan)))$;

Oleh kerana bongkah itu boleh dialihkan, maka $m_g=\frac(2F)(g)=\frac(2m)(\sqrt(2\left(1+\frac(1)(2)\right)))=\frac (2 \cdot 6)(\sqrt(3))=6.93\ kg\ $

Jawapan: jisim setiap berat ialah 6.93 kg

Objektif pelajaran:

Pendidikan. Kaji dua syarat untuk keseimbangan jasad, jenis keseimbangan (stabil, tidak stabil, acuh tak acuh). Ketahui dalam keadaan apa badan lebih stabil.

Pendidikan: Menggalakkan pembangunan minat kognitif kepada fizik, membangunkan keupayaan untuk membuat perbandingan, membuat generalisasi, menyerlahkan perkara utama, dan membuat kesimpulan.

Pendidikan: memupuk disiplin, perhatian, dan keupayaan untuk menyatakan pandangan dan mempertahankannya.

Rancangan pengajaran:

1. Mengemas kini pengetahuan

2. Apakah statik

3. Apakah itu keseimbangan. Jenis-jenis imbangan

4. Pusat jisim

5. Penyelesaian masalah

Kemajuan pelajaran:

1. Mengemas kini pengetahuan.

cikgu: hello!

pelajar: hello!

cikgu: Kami terus bercakap dengan anda tentang kuasa. Ada mayat di hadapan awak bentuk tidak teratur(batu) digantung dengan benang dan dilekatkan pada satah condong. Apakah kuasa yang bertindak ke atas badan ini?

pelajar: Badan itu diambil tindakan oleh: daya tegangan benang, daya graviti, daya yang cenderung untuk mengoyakkan batu, yang bertentangan dengan daya tegangan benang, dan daya tindak balas sokongan.

cikgu: Kami telah menemui kekuatan, apa yang kami lakukan seterusnya?

pelajar: Kami menulis undang-undang kedua Newton.

Tiada pecutan, jadi jumlah semua daya adalah sifar.

cikgu: Apakah maksud ini?

pelajar: Ini menunjukkan bahawa badan sedang berehat.

cikgu: Atau kita boleh mengatakan bahawa badan berada dalam keadaan keseimbangan. Keseimbangan badan ialah keadaan seluruh badan itu. Hari ini kita akan bercakap tentang keseimbangan badan. Tuliskan topik pelajaran: "Keadaan untuk keseimbangan jasad. Jenis keseimbangan."

2. Pembentukan pengetahuan baru dan kaedah tindakan.

cikgu: Cabang mekanik di mana keseimbangan badan tegar mutlak dikaji dipanggil statik. Tidak ada satu badan pun di sekeliling kita yang tidak dipengaruhi oleh kuasa. Di bawah pengaruh kuasa ini, badan menjadi cacat.

Apabila menentukan keadaan keseimbangan badan yang cacat, adalah perlu untuk mengambil kira magnitud dan sifat ubah bentuk, yang merumitkan masalah yang dikemukakan. Oleh itu, untuk menjelaskan undang-undang asas keseimbangan, konsep badan yang benar-benar tegar telah diperkenalkan untuk kemudahan.

Jasad yang benar-benar tegar ialah jasad di mana ubah bentuk yang timbul di bawah pengaruh daya yang dikenakan padanya boleh diabaikan. Tuliskan takrifan statik, keseimbangan jasad dan jasad yang benar-benar tegar dari skrin (slaid 2).

Dan apa yang kita dapati ialah badan berada dalam keseimbangan jika jumlah geometri daripada semua daya yang dikenakan padanya adalah sama dengan sifar ialah keadaan keseimbangan yang pertama. Tuliskan 1 keadaan keseimbangan:

Jika jumlah daya adalah sifar, maka jumlah unjuran daya ini pada paksi koordinat juga adalah sifar. Khususnya, untuk unjuran kuasa luar boleh ditulis pada paksi X.

Kesamaan kepada sifar jumlah daya luar yang bertindak ke atas jasad pepejal adalah perlu untuk keseimbangannya, tetapi tidak mencukupi. Sebagai contoh, ke papan dalam pelbagai mata menggunakan dua daya yang sama magnitud dan arah bertentangan. Jumlah daya ini ialah sifar. Adakah lembaga akan berada dalam keseimbangan?

pelajar: Papan akan berputar, contohnya, seperti stereng basikal atau kereta.

cikgu: Betul. Dengan cara yang sama, dua daya yang sama magnitud dan arah bertentangan memutarkan stereng basikal atau kereta. Mengapa ini berlaku?

pelajar: ???

cikgu: Mana-mana jasad berada dalam keseimbangan apabila jumlah semua daya yang bertindak pada setiap unsurnya adalah sama dengan sifar. Tetapi jika jumlah daya luar adalah sifar, maka jumlah semua daya yang dikenakan pada setiap elemen badan mungkin tidak sama dengan sifar. Dalam kes ini, badan tidak akan seimbang. Oleh itu, kita perlu mencari satu lagi syarat untuk keseimbangan badan. Untuk melakukan ini, mari kita jalankan eksperimen. (Dua orang murid dipanggil). Salah seorang pelajar menggunakan daya lebih dekat dengan paksi putaran pintu, pelajar lain menggunakan daya lebih dekat dengan pemegang. Mereka berusaha sisi yang berbeza. Apa yang berlaku?

pelajar: Orang yang menggunakan kekuatan yang paling dekat dengan pemegang menang.

cikgu: Di manakah garis tindakan daya yang digunakan oleh pelajar pertama?

pelajar: Lebih dekat dengan paksi putaran pintu.

cikgu: Di manakah garis tindakan daya yang digunakan oleh pelajar kedua?

pelajar: Lebih dekat dengan pemegang pintu.

cikgu: Apa lagi yang boleh kita perhatikan?

pelajar: Bahawa jarak dari paksi putaran ke garisan penggunaan daya adalah berbeza.

cikgu: Jadi apa lagi yang bergantung kepada hasil daya?

pelajar: Hasil daya bergantung pada jarak dari paksi putaran ke garis tindakan daya.

cikgu: Berapakah jarak dari paksi putaran ke garis tindakan daya itu?

pelajar: Bahu. Bahu ialah serenjang yang ditarik dari paksi putaran ke garis tindakan daya ini.

cikgu: Bagaimanakah daya dan bahu berkait antara satu sama lain dalam dalam kes ini?

pelajar: Mengikut peraturan keseimbangan tuil, daya yang bertindak ke atasnya adalah berkadar songsang dengan lengan daya ini. .

cikgu: Apakah hasil darab modulus daya yang memutar badan dan bahunya?

pelajar: Detik kuasa.

cikgu: Ini bermakna momen daya yang dikenakan kepada pelajar pertama adalah sama dengan , dan momen daya yang dikenakan kepada pelajar kedua adalah sama dengan

Sekarang kita boleh merumuskan keadaan keseimbangan kedua: Jasad tegar berada dalam keseimbangan jika jumlah algebra bagi momen daya luar yang bertindak ke atasnya berbanding mana-mana paksi adalah sama dengan sifar (slaid 3).

Mari kita perkenalkan konsep pusat graviti. Pusat graviti ialah titik penggunaan daya paduan graviti (titik di mana paduan semua daya graviti selari yang bertindak pada unsur-unsur individu badan melalui). Terdapat juga konsep pusat jisim.

Pusat jisim sistem mata material dipanggil titik geometri, yang koordinatnya ditentukan oleh formula:

; sama untuk .

Pusat graviti bertepatan dengan pusat jisim sistem jika sistem ini berada dalam medan graviti yang seragam.

Tengok skrin. Cuba cari pusat graviti angka-angka ini. (slaid 4)

(Tunjukkan jenis imbangan menggunakan bongkah dengan lekukan dan gelongsor dan bola.)

Pada slaid 5 anda melihat perkara yang sama yang anda lihat dalam pengalaman. Tuliskan syarat untuk kestabilan keseimbangan daripada slaid 6,7,8:

1. Jasad berada dalam keadaan keseimbangan stabil jika, pada sisihan sedikit pun dari kedudukan keseimbangan, timbul daya atau momen daya yang mengembalikan jasad kepada kedudukan keseimbangan.

2. Jasad berada dalam keadaan keseimbangan tidak stabil jika, pada sisihan sedikit pun dari kedudukan keseimbangan, timbul daya atau momen daya yang mengeluarkan jasad daripada kedudukan keseimbangan.

3. Jasad berada dalam keadaan keseimbangan acuh tak acuh jika, pada sisihan sedikit pun dari kedudukan keseimbangan, tiada daya mahupun momen daya timbul yang mengubah kedudukan jasad.

Sekarang lihat slaid 9. Apakah yang anda boleh katakan tentang syarat kemampanan dalam ketiga-tiga kes.

pelajar: Dalam kes pertama, jika titik sokongan lebih tinggi daripada pusat graviti, maka keseimbangan adalah stabil.

Dalam kes kedua, jika titik tumpu bertepatan dengan pusat graviti, maka keseimbangan adalah acuh tak acuh.

Dalam kes ketiga, jika pusat graviti lebih tinggi daripada titik tumpu, keseimbangan tidak stabil.

cikgu: Sekarang mari kita lihat badan yang mempunyai kawasan sokongan. Kawasan sokongan adalah kawasan hubungan antara badan dan sokongan. (slaid 10).

Mari kita pertimbangkan bagaimana kedudukan garis tindakan graviti berubah berbanding dengan paksi putaran badan apabila badan yang mempunyai kawasan sokongan dicondongkan. (slaid 11)

Sila ambil perhatian bahawa semasa badan berputar, kedudukan pusat graviti berubah. Dan mana-mana sistem sentiasa cenderung untuk merendahkan kedudukan pusat graviti. Oleh itu, jasad condong akan berada dalam keadaan keseimbangan yang stabil selagi garis graviti melalui kawasan sokongan. Tengok slaid 12.

Jika, apabila jasad yang mempunyai kawasan sokongan menyimpang, pusat graviti bertambah, maka keseimbangan akan stabil. Dalam keseimbangan yang stabil, garis menegak yang melalui pusat graviti akan sentiasa melalui kawasan sokongan.

Dua badan yang mempunyai berat dan luas sokongan yang sama, tetapi ketinggian yang berbeza, mempunyai berbeza sudut had senget Jika sudut ini melebihi, badan terbalik. (slaid 13)

Dengan pusat graviti yang lebih rendah, lebih banyak kerja mesti dibelanjakan untuk menghujung badan. Oleh itu, kerja terbalik boleh berfungsi sebagai ukuran kestabilannya (Slaid 14).

Oleh itu, struktur condong berada dalam kedudukan keseimbangan yang stabil, kerana garis tindakan graviti melalui kawasan sokongan mereka. Contohnya, Menara Condong Pisa.

Goyang atau senget badan seseorang ketika berjalan juga dijelaskan oleh keinginan untuk mengekalkan kedudukan yang stabil. Kawasan sokongan ditentukan oleh kawasan di dalam garisan yang dilukis di sekeliling titik melampau badan menyentuh sokongan. apabila seseorang itu berdiri. Garis graviti melepasi sokongan. Apabila seseorang mengangkat kakinya, untuk mengekalkan keseimbangan, dia membongkok, memindahkan garis graviti ke kedudukan baru supaya ia sekali lagi melalui kawasan sokongan. (slaid 15)

Untuk kestabilan pelbagai struktur, kawasan sokongan ditingkatkan atau kedudukan pusat graviti struktur diturunkan, menjadikan sokongan kuat, atau kawasan sokongan meningkat dan, pada masa yang sama, pusat graviti struktur diturunkan.

Kemampanan pengangkutan ditentukan oleh keadaan yang sama. Oleh itu, daripada dua jenis pengangkutan, kereta dan bas, kereta lebih stabil di jalan yang condong.

Dengan kecenderungan yang sama bagi jenis pengangkutan ini, garis graviti bas melepasi lebih dekat ke tepi kawasan sokongan.

Penyelesaian masalah

Masalah: Titik bahan dengan jisim m, 2m, 3m dan 4m terletak pada bucu segi empat tepat dengan sisi 0.4 m dan 0.8 m Cari pusat graviti sistem titik bahan ini.

x s -? awak -?

Mencari pusat graviti sistem titik bahan bermakna mencari koordinatnya dalam sistem koordinat XOY. Mari kita selaraskan asal koordinat XOY dengan bucu segi empat tepat di mana titik jisim bahan terletak m, dan arahkan paksi koordinat di sepanjang sisi segi empat tepat. Koordinat pusat graviti sistem titik bahan adalah sama dengan:

Berikut ialah koordinat pada paksi OX bagi suatu titik dengan jisim . Seperti berikut dari lukisan, titik ini terletak pada asal koordinat. Koordinat juga adalah sifar, koordinat titik dengan jisim pada paksi OX adalah sama dan sama dengan panjang sisi segi empat tepat. Menggantikan nilai koordinat yang kita dapat

Koordinat pada paksi OY suatu titik dengan jisim ialah sifar, =0. Koordinat titik dengan jisim pada paksi ini adalah sama dan sama dengan panjang sisi segi empat tepat. Menggantikan nilai ini kita dapat

Soalan keselamatan:

1. Syarat untuk keseimbangan badan?

1 keadaan keseimbangan:

Jasad tegar berada dalam keseimbangan jika jumlah geometri daya luar yang dikenakan padanya adalah sama dengan sifar.

2 Keadaan keseimbangan: Jasad tegar berada dalam keseimbangan jika jumlah algebra bagi momen daya luar yang bertindak ke atasnya berbanding dengan sebarang paksi adalah sama dengan sifar.

2. Namakan jenis-jenis keseimbangan.

Jasad berada dalam keadaan keseimbangan yang stabil jika, pada sisihan sedikit pun dari kedudukan keseimbangan, timbul daya atau momen daya yang mengembalikan jasad kepada kedudukan keseimbangan.

Jasad berada dalam keadaan keseimbangan tidak stabil jika, pada sisihan sedikit pun dari kedudukan keseimbangan, timbul daya atau momen daya yang mengeluarkan jasad daripada kedudukan keseimbangan.

Jasad berada dalam keadaan keseimbangan acuh tak acuh jika, pada sisihan sedikit pun dari kedudukan keseimbangan, tiada daya mahupun momen daya timbul yang mengubah kedudukan jasad.

Kerja rumah:

Senarai literatur yang digunakan:

1. Fizik. darjah 10: buku teks. untuk pendidikan am institusi: asas dan profil. peringkat / G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; disunting oleh V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - ed ke-19. - M.: Pendidikan, 2010. - 366 p.: sakit.
2. Maron A.E., Maron E.A. "Koleksi masalah kualitatif dalam fizik gred ke-10, M.: Prosveshchenie, 2006
3. L.A. Kirik, L.E.Gendenshtein, Yu.I.Dik. Bahan metodologi untuk guru gred 10, M.: Ilexa, 2005.-304с:, 2005
4. L.E.Gendenshtein, Yu.I.Dik. Fizik gred 10.-M.: Mnemosyne, 2010

Dalam fizik untuk darjah 9 (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
tugasan №6
ke bab" KERJA MAKMAL».

Tujuan kerja: untuk mewujudkan hubungan antara momen daya yang dikenakan pada lengan tuil semasa keseimbangannya. Untuk melakukan ini, satu atau lebih pemberat digantung dari salah satu lengan tuil, dan dinamometer dipasang pada yang lain (Rajah 179).

Dengan menggunakan dinamometer ini, magnitud daya F yang mesti dikenakan supaya tuil berada dalam keseimbangan diukur. Kemudian, menggunakan dinamometer yang sama, modulus berat beban P diukur. Panjang lengan tuil diukur menggunakan pembaris. Selepas ini, nilai mutlak momen M 1 dan M 2 daya P dan F ditentukan:

Kesimpulan tentang ralat dalam pengesahan percubaan peraturan momen boleh dibuat dengan membandingkannya dengan perpaduan

sikap:

Alat pengukur:

1) pembaris; 2) dinamometer.

Bahan: 1) tripod dengan gandingan; 2) tuas; 3) satu set berat.

Perintah kerja

1. Letakkan lengan pada tripod dan imbangkan secara mendatar menggunakan kacang gelongsor yang terletak di hujungnya.

2. Gantungkan pemberat pada satu titik tertentu pada salah satu lengan tuil.

3. Pasangkan dinamometer pada lengan tuil yang satu lagi dan tentukan daya yang perlu dikenakan.

hidup ke tuas supaya ia berada dalam keseimbangan.

4. Dengan menggunakan pembaris, ukur panjang lengan tuil.

5. Dengan menggunakan dinamometer, tentukan berat beban P.

6. Cari nilai mutlak momen daya P dan F

7. Masukkan nilai yang ditemui ke dalam jadual:

				M 1 = Pl 1, N⋅m

8. Bandingkan sikap

dengan perpaduan dan buat kesimpulan tentang kesilapan dalam pengesahan eksperimen peraturan momen.

Matlamat utama kerja adalah untuk mewujudkan hubungan antara momen daya yang dikenakan pada badan dengan paksi tetap putaran apabila ia berada dalam keseimbangan. Dalam kes kami, kami menggunakan tuil sebagai badan sedemikian. Mengikut peraturan momen, untuk badan sedemikian berada dalam keseimbangan, adalah perlu bahawa jumlah algebra bagi momen daya relatif kepada paksi putaran adalah sama dengan sifar.

Mari kita pertimbangkan badan sedemikian (dalam kes kita, tuil). Dua daya bertindak ke atasnya: berat beban P dan daya F (keanjalan spring dinamometer), supaya tuil berada dalam keseimbangan dan momen daya ini mestilah sama dalam magnitud antara satu sama lain. Nilai mutlak momen daya F dan P akan ditentukan dengan sewajarnya:

Kesimpulan tentang ralat dalam pengesahan eksperimen peraturan momen boleh dibuat dengan membandingkan nisbah dengan perpaduan:

Alat pengukur: pembaris (Δl = ±0.0005 m), dinamometer (ΔF = ±0.05 H). Menurut mekanik, kami mengandaikan jisim beban dari set adalah sama dengan (0.1±0.002) kg.

Menyelesaikan kerja

Biarkan badan diikat pada paksi tetap (bahagian 1.4) dan daya dikenakan padanya dalam salah satu daripada dua cara:

1) garis tindakan melalui paksi putaran. akan seimbang dengan tindak balas dan badan akan seimbang;

2) garis tindakan tidak melalui paksi putaran, yang membawa kepada putaran badan.

Marilah kita menggunakan daya pada badan yang menyebabkan ia berputar masuk sebelah bertentangan. Dalam keadaan tertentu, putaran mungkin menjadi seragam atau berhenti sama sekali. Dari eksperimen diketahui bahawa ini akan berlaku jika , di mana d 1 dan d 2 – bahu kekuatan dan .

Bahu kuasa(d)relatif kepada paksi – jarak terpendek dari garis tindakan daya ke paksi ini.

momen kekuatan (M) ialah hasil darab modulus daya dan bahunya.

[M] = 1 Nm

· Dalam perenggan ini, momen dianggap sebagai kuantiti skalar, dan daya serta bahunya terletak pada satah berserenjang dengan paksi putaran.

· Momen daya memutar badan mengikut arah jam dianggap negatif, lawan arah jam dianggap positif.

Keadaan keseimbangan dikenali sebagai peraturan detik: jasad dengan paksi putaran tetap berada dalam keseimbangan jika jumlah algebra bagi momen semua daya yang dikenakan padanya adalah sama dengan sifar.

Keadaan keseimbangan lengkap (untuk mana-mana badan)

Sebuah jasad berada dalam keseimbangan jika paduan semua daya yang dikenakan padanya ialah sifar dan jumlah momen daya-daya ini berbanding dengan paksi putaran juga adalah sifar.

Jenis-jenis imbangan

1. Imbangan stabil- keseimbangan, apabila keluar yang mana timbul daya yang mengembalikan jasad ke kedudukan asalnya.

2. Keseimbangan yang tidak stabil- keseimbangan, apabila keluar yang mana daya timbul, memesongkan badan lebih daripada kedudukan asalnya.

3. Keseimbangan Acuh tak acuh- keseimbangan, apabila keluar yang tidak timbul daya pemulih atau pesongan.

FIZIK MOLEKUL

Fizik molekul– satu cabang fizik di mana fenomena perubahan keadaan badan dan bahan dijelaskan dari sudut pandangan struktur dalaman bahan.

asal usul fizik molekul

Perwakilan Orang Dahulu

Sekolah falsafah kuno menerangkan struktur badan dan bahan dengan cara yang berbeza. Sebagai contoh, di China, saintis percaya bahawa badan terdiri daripada air, api, eter, udara, dll. Leucippus (abad ke-5 SM, Greece) dan Democritus (abad ke-5 SM, Greece) menyatakan idea bahawa:

1) semua badan terdiri daripada zarah-zarah kecil– atom;

2) perbezaan antara jasad ditentukan sama ada oleh perbezaan dalam atomnya, atau oleh perbezaan susunan atom.

Perkembangan fizik molekul

Mikhail Vasilyevich Lomonosov (1711–1765, Rusia) memberikan sumbangan besar kepada sains. Beliau mengembangkan idea struktur molekul (atom) jirim dan mencadangkan bahawa:

1) zarah (molekul) bergerak secara huru-hara;

2) kelajuan pergerakan molekul berkaitan dengan suhu bahan (semakin tinggi suhu, semakin tinggi kelajuan);

3) mesti ada suhu di mana pergerakan molekul berhenti.

Eksperimen yang dijalankan pada abad ke-19 mengesahkan ketepatan ideanya.

pengalaman Brown

Pada tahun 1827, ahli botani Robert Brown (1773–1858, England) meletakkan cecair dengan zarah pepejal kecil di dalamnya di bawah mikroskop dan mendapati bahawa:

1) zarah bergerak secara huru-hara;

2) daripada zarah yang lebih kecil, semakin ketara pergerakannya;

Dia membuat kesimpulan bahawa kejutan kepada zarah pepejal diberikan oleh zarah cecair semasa perlanggaran. Kerja ramai saintis membangunkan doktrin struktur dan sifat jirim - teori kinetik molekul (MKT), berdasarkan idea kewujudan molekul (atom).

Peruntukan asas ICT

1) Bahan terdiri daripada zarah: atom dan molekul;

2) zarah bergerak secara huru-hara;

3) zarah berinteraksi antara satu sama lain.

Berdasarkan peruntukan ini, fenomena berikut telah dijelaskan: keanjalan gas, cecair dan pepejal; pemindahan jirim daripada satu keadaan pengagregatan kepada yang lain; pengembangan gas; penyebaran dll.

Keadaan fizikal(fasa termodinamik)- salah satu daripada tiga negeri bahan (pepejal, cecair, gas).

Penyebaran– pencampuran bahan secara spontan.