EQUILIBRIUM NG PAGSASALIN: PAGPAPASIYA, APLIKASYON, HALIMBAWA - PISIKAL - 2024

Ang balanse na balanse ay isang estado kung saan ang isang bagay sa kabuuan ay kapag ang lahat ng mga puwersa na kumikilos doon ay nasira, na nagbibigay ng isang resulta ng isang net lakas. Matematika ito ay katumbas ng pagsasabi na F ₁ + F ₂ + F ₃ +…. = 0, kung saan ang F ₁ , F ₂ , F ₃ … ang mga puwersa na kasangkot.

Ang katotohanan na ang isang katawan ay nasa balanse na balanse ay hindi nangangahulugang kinakailangang pahinga ito. Ito ay isang partikular na kaso ng kahulugan na ibinigay sa itaas. Ang bagay ay maaaring nasa paggalaw, ngunit sa kawalan ng pagbilis, ito ay magiging isang pantay na paggalaw ng rectilinear.

Larawan 1. Mahalaga ang balanse sa pagsasalin para sa isang malaking bilang ng palakasan. Pinagmulan: Pixabay.

Kaya kung ang katawan ay nagpapahinga, nagpapatuloy ito. At kung mayroon na itong paggalaw, magkakaroon ito ng palaging bilis. Sa pangkalahatan, ang paggalaw ng anumang bagay ay isang komposisyon ng mga pagsasalin at pag-ikot. Ang mga pagsasalin ay maaaring ipakita sa figure 2: linear o curvilinear.

Ngunit kung ang isa sa mga punto ng object ay naayos, kung gayon ang tanging pagkakataon na ilipat ito ay upang paikutin. Ang isang halimbawa nito ay isang CD, na ang sentro ay naayos. Ang CD ay may kakayahang umikot sa paligid ng isang axis na dumadaan sa puntong iyon, ngunit hindi isalin.

Kapag ang mga bagay ay may mga nakapirming puntos o sinusuportahan sa mga ibabaw, nagsasalita kami ng mga link. Ang mga link ay nakikipag-ugnay sa pamamagitan ng paglilimita sa mga paggalaw na may kakayahang gawin ang bagay.

Ang pagpapasiya ng balanse ng balanse

Para sa isang maliit na butil sa balanse ay may bisa upang matiyak na:

F _R = 0

O sa pag-uulat ng pagpapakilala:

Malinaw na para sa isang katawan na nasa translational equilibrium, ang mga puwersa na kumikilos dito ay dapat na mabayaran sa ilang paraan, upang ang resulta ay zero.

Sa ganitong paraan ang bagay ay hindi makakaranas ng pabilis at ang lahat ng mga partikulo nito ay nagpapahinga o sumasailalim sa mga pagsasalin ng rectilinear na may palaging bilis.

Ngayon kung ang mga bagay ay maaaring paikutin, sa pangkalahatan ay. Iyon ang dahilan kung bakit ang karamihan sa mga paggalaw ay binubuo ng mga kumbinasyon ng pagsasalin at pag-ikot.

Pag-ikot ng isang bagay

Kapag mahalaga ang balanse ng rotational, maaaring kinakailangan upang matiyak na ang bagay ay hindi paikutin. Kaya kailangan mong mag-aral kung mayroong mga torque o sandali na kumikilos dito.

Ang Torque ay ang magnitude ng vector kung saan nakasalalay ang mga pag-ikot. Nangangailangan ito ng isang puwersa na mailapat, ngunit ang punto ng aplikasyon ng puwersa ay mahalaga din. Upang linawin ang ideya, isaalang-alang ang isang pinahabang bagay kung saan kumikilos ang isang puwersa F at tingnan natin kung may kakayahang gumawa ng pag-ikot tungkol sa ilang aksis O.

Ito ay nai-intuited na sa pamamagitan ng pagtulak sa bagay sa point P na may puwersa F, posible na gawin itong paikutin sa paligid ng punto O, na may isang counterclockwise na pag-ikot. Ngunit ang direksyon kung saan inilalapat ang puwersa ay mahalaga rin. Halimbawa, ang puwersa na inilalapat sa figure sa gitna ay hindi gagawing paikutin ang bagay, bagaman maaari itong tiyak na ilipat ito.

Larawan 2. Ang iba't ibang mga paraan ng pag-apply ng isang puwersa sa isang malaking bagay, lamang sa figure sa matinding kaliwa isang epekto ng pag-ikot ay nakuha. Pinagmulan: ginawa ng sarili.

Ang pag-apply ng puwersa nang direkta sa point O ay hindi i-on ang object. Kaya malinaw na upang makamit ang isang pag-ikot na epekto, ang puwersa ay dapat mailapat sa isang tiyak na distansya mula sa axis ng pag-ikot at ang linya ng pagkilos nito ay hindi dapat dumaan sa axis na iyon.

Kahulugan ng metalikang kuwintas

Ang metalikang kuwintas o sandali ng isang puwersa, na tinukoy bilang τ, ang magnitude ng vector na namamahala sa pagsasama-sama ng lahat ng mga katotohanan na ito, ay tinukoy bilang:

Ang vector r ay nakadirekta mula sa axis ng pag-ikot hanggang sa punto ng aplikasyon ng puwersa at ang pakikilahok ng anggulo sa pagitan ng r at F ay mahalaga. Samakatuwid, ang kadakilaan ng metalikang kuwintas ay ipinahayag bilang:

Ang pinaka-epektibong metalikang kuwintas ay nangyayari kapag r at F ay patayo.

Ngayon, kung nais na walang mga pag-ikot o naganap na ito na may pare-pareho ang angular na pabilis, kinakailangan na ang kabuuan ng mga torque na kumikilos sa bagay ay zero, sa isang katulad na paraan sa kung ano ang itinuturing para sa mga puwersa:

Mga kondisyon ng balanse

Ang balanse ay nangangahulugang katatagan, pagkakaisa at balanse. Para sa paggalaw ng isang bagay na magkaroon ng mga katangiang ito, ang mga kondisyon na inilarawan sa nakaraang mga seksyon ay dapat mailapat:

1) F ₁ + F ₂ + F ₃ +…. = 0

2) τ ₁ + τ ₂ + τ ₃ +…. = 0

Ginagarantiyahan ng unang kondisyon ang pagsasalin ng balanse ng balanse at ang pangalawa, rotational equilibrium. Ang dalawa ay dapat matupad kung ang bagay ay mananatili sa static na balanse (kawalan ng kilusan ng anumang uri).

Aplikasyon

Ang mga kondisyon ng balanse ay naaangkop sa maraming mga istraktura, dahil kapag ang mga gusali o magkakaibang mga bagay ay itinayo, ginagawa ito na may hangarin na ang kanilang mga bahagi ay mananatili sa parehong mga kamag-anak na posisyon sa bawat isa. Sa madaling salita, ang bagay ay hindi magkakahiwalay.

Mahalaga ito halimbawa kung ang pagbuo ng mga tulay na nananatiling matatag sa ilalim ng paa, o kapag nagdidisenyo ng mga maaayos na istruktura na hindi nagbabago ng posisyon o may posibilidad na mag-tip.

Kahit na pinaniniwalaan na ang pantay na paggalaw ng rectilinear ay isang matinding pagpagaan ng paggalaw, na bihirang nangyayari sa kalikasan, dapat itong alalahanin na ang bilis ng ilaw sa vacuum ay pare-pareho, at iyon ay tunog sa hangin, din, kung isaalang-alang ang daluyan ng homogenous.

Sa maraming mga istrakturang mobile na gawa ng tao mahalaga na mapanatili ang isang palaging bilis: halimbawa, sa mga escalator at linya ng pagpupulong.

Mga halimbawa

Ito ang klasikong ehersisyo ng mga tensyon na nagtitimbang ng balanse sa lampara. Ang lampara ay kilala na may timbang na 15 kg. Hanapin ang mga magnitude ng mga stress na kinakailangan upang hawakan ito sa posisyon na ito.

Larawan 3. Ang balanse ng lampara ay ginagarantiyahan sa pamamagitan ng pag-aaplay sa kondisyon ng balanse ng balanse. Pinagmulan: ginawa ng sarili.

Solusyon

Upang malutas ito, nakatuon kami sa buhol kung saan nagtagpo ang tatlong mga string. Ang kani-kanilang mga diagram ng libreng katawan para sa node at para sa lampara ay ipinapakita sa figure sa itaas.

Ang bigat ng lampara ay W = 5 Kg. 9.8 m / s ² = 49 N. Para sa lampara na nasa balanse, ito ay sapat na para sa unang kondisyon ng balanse.

Ang mga voltages T ₁ at T _{2 ay} dapat na mabulok:

Ito ay isang sistema ng dalawang equation na may dalawang hindi alam, na ang sagot ay: T ₁ = 24.5 N at T ₂ = 42.4 N.

Mga Sanggunian

1. Rex, A. 2011. Mga Batayan ng Pisika. Pearson. 76 - 90.
2. Serway, R., Jewett, J. (2008). Physics para sa Science at Engineering. Dami 1. 7 ^ma . Ed Cengage Learning. 120-124.
3. Serway, R., Vulle, C. 2011. Mga Batayang Pangkatangay ng Pisika. 9 ^na Ed. Cengage Learning. 99-112.
4. Tippens, P. 2011. Pisika: Konsepto at Aplikasyon. Ika-7 Edition. MacGraw Hill. 71 - 87.
5. Walker, J. 2010. Physics. Addison Wesley. 332 -346.