Важелем називають тверде тіло з нерухомою віссю обертання, на яке діють сили, що намагаються повернути його навколо цієї осі
Самостійна робота №1.
Тема: Рух тіла під дією кількох сил. Рівновага тіл. Момент сили. Важіль у живій природі
Знати:
1. Рівновага тіл.
2. Момент сили.
3. Важіль у живій природі
Вміти:
1. Використовувати рівняння, що описують рух тіла під дією кількох сил.
2. Використовувати рівняння для умови рівноваги тіла.
3. Визначати центр тяжіння тіла неправильної форми.
Література:
1. [Соколович Ю.А. Фізика: Навчально-практичний довідник] (§ 3.8, 4.2),
Інтернет-джерела:
2. Институт дистанционного образования ТГУ [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http: // ido.tsu.ru. - Загл. з екрана.
3. Интернет-школа Просвещение. RU. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http: // www.teleschol.ru . - Загл. з екрана.
4. Острів знань [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http: // www. ostriv. in. ua. - Загл. з екрана.
5. Открытый Колледж: Физика. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http: // www. college. ru / physics. - Загл. з екрана.
6. Сайт для учащихся и преподавателей физики [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http: // www. fizika. ru. - Загл. з екрана.
7. Физикам. Научный портал по физике [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http: // www. fizikam.ru. - Загл. з екрана.
Завдання:
Відповісти на питання:
1. Перелічити рівноважні стани.
2. Умови рівноваги тіл.
3. Момент сили (визначення, формула з поясненнями).
4. Правило моментів.
5. Плече сили.
6. Перелічити відомі вам прості механізми.
7. Дати характеристики важеля.
8. Умови рівноваги важеля.
|
|
|
9. Важіль у живій природі.
10. Види рівноваги твердого тіла.
11. Центр тяжіння.
Визначити центр тяжіння тіла неправильної форми.
Теоретичні відомості
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, 
(рис.2.2.35, в).
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 ( 
, 
, 
) дорівнювала нулю, тобто рівнодійна сил 
. Тоді тіло або перебуває в спокої, або рухається рівномірно і прямолінійно.
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).
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.
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 
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 ) відносно осі обертання важеля, дорівнювало значенню моменту сили відносно тієї ж осі, що обертає важіль у протилежному напрямі:
|
|
|
.
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)
та з урахуванням формули (2.2.23)
.
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).
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1047; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!