Как известно, вся классическая механика делится на кинематику, динамику и статику. Про кинематику и динамику мы уже писали, а сегодня расскажем про статику и займемся решением задач.
Не забывайте подписаться на наш телеграм-канал и получать полезную рассылку каждый день.
Задачи на статику и равновесие тел
Мы не будем решать страшные задачи по теормеху, сопротивлению материалов или предмету Тут Моя Могила Теория Машин и Механизмов (ТММ). Разберем несколько примеров, связанных с равновесием и простейшими механизмами.
Именно на базе статики строится знаменитый сопромат, столь нелюбимый технарями.
Задача №1. Момент силы
Условие
На рычаг в состоянии равновесия действуют две силы. Момент первой равен 20 Н*м. Модуль второй силы равен 5 Н. Найдите плечо второй силы.
Решение
Запишем условие равновесия рычага:
Отсюда:
Ответ: 4м.
Задача №2. Статика
Условие
На концах рычага действуют силы с модулями 20 и 120 Н соответственно. Рычаг находится в равновесии. Найдите длину рычага, если расстояние от точки опоры до большей силы равно 2 см.
Решение
Запишем равенство моментов:
Ответ: 14 см.
В этой задаче мы не переводили размерности в систему СИ.
Задача №3. Расчет силы
Условие
Рабочий на стройке поднимает плиту с помощью рычага. Большее плечо равно 2,4м, меньшее - 0,8м. Какую силу прикладывает рабочий к большему плечу рычага, если масса плиты равна 120 кг?
Решение
Обозначим большее плечо через d1. К нему рабочий прикладывает искомую силу F1. Вторая сила, приложенная к меньшему плечу, равна весу плиты.
Ответ: 400 Н.
Задача№4. Подвижный блок
Условие
Какую силу нужно приложить, чтобы поднять груз весом 1000 Н с помощью подвижного блока? Какую работу совершит эта сила при подъеме груза на 1 метр?
Подвижный блок позволяет выиграть в усилии в два раза.
Решение
Найдем силу и работу:
Ответ: 500 Н, 1000 Дж.
Задача №5. Нахождение плеча рычага
Условие
На плечи рычага действуют силы 300 Н и 20 Н. Меньшее плечо равно 5см. Найдите большее плечо рычага.
Решение
Условие равновесия рычага можно записать так:
Ответ: 75 см.
Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.
Вопросы и ответы по статике
Вопрос 1. Что нужно, чтобы тело находилось в равновесии, каково условие равновесия тел?
Ответ. Из законов Ньютона известно, что тело движется равномерно или покоится, если равнодействующая всех сил, приложенных к нему, равна нулю. Это и есть условие равновесия.
Это условие справедливо только для тела, которое может двигаться поступательно, но не может вращаться вокруг некоторой оси.
Вопрос 2. Каково условие равновесия для вращающихся тел?
Ответ. Если тело имеет неподвижную ось вращения, то оно находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех сил, приложенных к телу относительно этой оси, равна нулю.
Вопрос 3. Что такое момент силы?
Ответ. Момент силы — скалярная физическая величина, равная произведению модуля силы F на плечо силы d.
Вопрос 4. Что такое плечо силы?
Ответ. Плечо силы — это длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения к линии действия силы.
Вопрос 5. Материальные тела в статике считаются упругими, или абсолютно твердыми?
Ответ. Абсолютно твердыми. Деформации и изменение размеров тела под действием сил не принимаются во внимание при решении задач, если иное не оговорено в условии.
Вопрос 6. Что такое рычаг в механике?
Ответ. Рычаг — простейший механизм. Рычагом может быть любое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры или подвеса. Используется для создания большего усилия на меньшем плече за счет меньшего усилия на длинном плече.
Статика: определение
Статика — раздел теоретической механики, изучающий основы равновесия тел.
Нужна помощь в решении более сложных заданий? Не знаете, как решать задачи по теоретической механике? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис.
