Μια δύναμη 10n κάθετα 10 μέτρα μακριά από το σημείο περιστροφής εφαρμόζεται σε μια οριζόντια ξύλινη δέσμη που θέλετε να είστε σε ισορροπία όπου και σε ποια κατεύθυνση πρέπει να εφαρμόσει 20n;
Κατανόηση των εννοιών
* Ισορροπία: Μια δέσμη είναι σε ισορροπία όταν το άθροισμα όλων των δυνάμεων και το άθροισμα όλων των ροπών που δρουν σε αυτό είναι μηδέν.
* ροπή: Η ροπή είναι μια δύναμη συστροφής που τείνει να προκαλεί περιστροφή. Υπολογίζεται ως:ροπή (τ) =δύναμη (f) x απόσταση από το pivot (r)
* δεξιόστροφα και αριστερόστροφα ροπές: Οι ροπές θεωρούνται δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα ανάλογα με την κατεύθυνση που θα προκαλούσαν την περιστροφή της δέσμης.
Επίλυση του προβλήματος
1. Υπολογίστε τη ροπή από τη δύναμη 10N:
* Ροπή (τ1) =10 n * 10 m =100 nm (δεξιόστροφα, υποθέτοντας ότι η δύναμη 10N ενεργεί προς τα κάτω)
2. Προσδιορίστε την απαιτούμενη ροπή για ισορροπία:
* Για να επιτευχθεί ισορροπία, η ροπή από τη δύναμη 20N πρέπει να είναι ίση και αντίθετη με τη ροπή από τη δύναμη 10N.
* Επομένως, η απαιτούμενη ροπή (τ2) είναι 100 nm (αριστερόστροφα).
3. Υπολογίστε την απόσταση για τη δύναμη 20N:
* Ροπή (τ2) =δύναμη (f2) * απόσταση (r2)
* 100 nm =20 N * R2
* R2 =100 nm / 20 n =5 m
Συμπέρασμα
Για να επιτύχετε ισορροπία, θα πρέπει να εφαρμόσετε μια δύναμη 20n 5 μέτρα μακριά από το σημείο περιστροφής προς την αντίθετη κατεύθυνση της δύναμης 10N. Δεδομένου ότι η δύναμη των 10N θεωρείται ότι ενεργεί προς τα κάτω, η δύναμη των 20N πρέπει να εφαρμόζεται προς τα πάνω.
