Равновесие тела бывает устойчивым, неустойчивым и безразличным.
Момент силы. Условия равновесия твердого тела.
ПЛАН
1. Постулаты Архимеда
2. Условия равновесие рычага
КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ И СРОКИ
Статика
Рычаг
Равновесие
Плечо силы
Момент силы
Постулаты Архимеда
Плечом l силы называют кратчайшее расстояние от оси вращения к линии действия этой силы (перпендикуляр, опущенный из оси вращения к линии действия силы) ( рис.1).
Рисунок 1. Плечо силы
Действие огромного количества механизмов, машин основывается на учении о равновесии тел.
Постулаты Архимеда - фундамент статики ( рис.2):
Рисунок 2. Постулаты Архимеда
1) одинаковые грузы, прилагаемые к одинаковым плечам рычага, уравновешиваются (рис 2. а);
2) одинаковые грузы, прилагаемые к неодинаковым плечам рычага, не находятся в равновесии; груз, прилагаемый по более длинное плечо, падает вниз (рис 2. б)
3) если грузы, подвешенные к любым плечам рычага, находятся в равновесии и если к одному из грузов что-либо прибавить, равновесие нарушится, и он будет падать вниз (рис 2. в);
4) так же, если один груз уменьшить, то равновесие нарушится, и тогда другой груз будет падать вниз (рис 2. г).
Условия равновесие рычага
Рычаг находится в равновесии, если плечи сил обратно пропорциональны значением сил, которые действуют на него
Из этих положений Архимед сделал вывод, что любые грузы находятся в равновесии, когда плечи рычага обратно пропорциональны массам грузов:
Равновесие – состояние тела, за которого в рассматриваемой системе отсчета отсутствуют перемещения любых его точек под действием прилагаемых к нему сил.
Момент силы относительно любой оси равняется произведению модуля силы на ее плечо: M=Fl
Момент силы считается положительным, если прилагаемая к телу сила пытается повернуть его вокруг оси по часовой стрелке, и отрицательным, если это действие противоположно.
Для равновесия тел необходимо выполнение двух условий: 1) геометрическая сумма прилагаемых к телу сил должна равняться нулю ; 2) алгебраическая сумма моментов сил, прилагаемых к телу относительно любой неподвижной оси, равняться нулю:
Равновесие тела бывает устойчивым, неустойчивым и безразличным.
Равновесие устойчивое,если тело после смещения опять возвращается в положение равновесия (рис.3).
Рисунок 3.Устойчивое равновсие
При неустойчивом равновесиинезначительное смещение тела вызывает последующее значительное отклонение его от начального положения (рис.4).
Рисунок 4. Неустойчивое равновесие
Если никакие смещения тела не нарушают его состоянию равновесия, то говорят о его безразличном равновесии(рис.5).
Рисунок 5.Безразличное равновесие
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятием - плечо силы, момент силы.
2. Перечислите постулаты Архимеда.
3. Сформулируйте условия равновесия твердого тела.
4. Какие виды равновесия вам известны?
Рекомендованная литература
основная:
1. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразовательных организаций: базовый уровень/Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский ; под ред. Н.А.Парфентьевой,-М.Просвещение, 2016 г. С.1165-172.
дополнительная
1. Фізика.:Підруч. для загальноосвіт. навч. закладів. рівень стандарту. Є.В.Коршак, І.О.Ляшенко, В.Ф.Савченко. Київ,«Генеза», 2010. С.88-96.
2. Фізика.10кл.:підруч. Для загальноосвіт. навч. закладів: рівень стандарту Л.Е.Генденштейн, І.Ю. Ненашев. - Х.Гімназія, 2010.С.114-120.