Физика. 10 класс

Урок 14. Статика. Равновесие абсолютно твердых тел

Условия равновесия

Статика. Равновесие абсолютно твёрдых тел

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Раздел механики, в котором изучается равновесие абсолютно твёрдых тел, называется статикой. Статика является частным случаем динамики. Первое условие является следствием 2-го закона Ньютона.

$\overrightarrow{F} = m \overrightarrow{a}$

Из этой формулы следует, что при $F = 0$ и $\upsilon_0 = 0$ тело будет покоиться. Можно считать, что сила тяжести приложена в какой-либо одной точке, если она действует на всё тело целиком. Точку приложения сил находят опытным путём и называют эту точку центром тяжести.

Центр тяжести существует у любого тела. Как же подвесить или подпереть тело, чтобы оно находилось в равновесии. Подобную задачу в своё время решил Архимед. После своих исследований Архимед сформулировал условие равновесия твёрдого тела:

$F_1 : F_2 = d_2 : d_1$

Это правило является следствием 2-го закона Ньютона.

Первое условие равновесия: для равновесия тела необходимо, чтобы векторная сумма всех сил, приложенных к телу была равна нулю: $\sum \overrightarrow{F} = 0$.

Второе условие равновесия: при равновесии твёрдого тела алгебраическая сумма моментов всех внешних сил, действующих на него относительно любой оси, равна нулю:

$M_1 + M_2 + M_3 + ... = 0$

В случае однородного гравитационного поля положение центра тяжести совпадает с положением её центра масс.

Лабораторная работа «Определение центра тяжести плоской пластины»

Устойчивое равновесие

Не менее важен случай, когда тело имеет площадь опоры. Тело, имеющее площадь опоры, находится в равновесии, когда вертикальная прямая, проходящая через центр тяжести тела, не выходит за пределы площади опоры этого тела.

Известно, что в городе Пизе в Италии существует наклонная башня. Несмотря на то, что башня наклонена, она не опрокидывается, хотя её часто называют падающей.

Равновесие тела, имеющего площадь опоры, зависит не только от расстояния его центра тяжести от Земли (т. е. от его потенциальной энергии), но и от расположения и размеров площади опоры этого тела.

Различают 3 вида равновесия: устойчивое, неустойчивое, безразличное. Чаще всего необходимо, чтобы равновесие было устойчивым. Когда равновесие нарушается, то сооружение становится опасным, если его размеры велики. Условия равновесия нужно знать не только инженерам и архитекторам, но и всем нам.

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6