Ποιες είναι οι συνθήκες της ισορροπίας όταν μια παράλληλη δυνάμεις που ενεργούν στο σώμα μπορούν να μετακινηθούν να εξηγήσουν;

Ας σπάσουμε τις συνθήκες ισορροπίας όταν οι παράλληλες δυνάμεις δρουν σε ένα άκαμπτο σώμα.

Κατανόηση παράλληλων δυνάμεων

Οι παράλληλες δυνάμεις είναι δυνάμεις που δρουν κατά μήκος της ίδιας γραμμής ή σε παράλληλες γραμμές. Μπορούν να είναι είτε στην ίδια κατεύθυνση (όπως δύο άτομα που πιέζουν ένα κουτί) είτε σε αντίθετες κατευθύνσεις (όπως το βάρος μιας δέσμης και η δύναμη μιας υποστήριξης).

συνθήκες για ισορροπία

Για να είναι ένα άκαμπτο σώμα σε ισορροπία υπό την επήρεια παράλληλων δυνάμεων, πρέπει να πληρούνται δύο συνθήκες:

1. Μεταφραστική ισορροπία: Η καθαρή δύναμη που ενεργεί στο σώμα πρέπει να είναι μηδενική. Αυτό σημαίνει ότι το άθροισμα όλων των δυνάμεων προς μία κατεύθυνση πρέπει να ισούται με το άθροισμα όλων των δυνάμεων προς την αντίθετη κατεύθυνση. Μαθηματικά:

Σf =0

Οπου:

* ΣF αντιπροσωπεύει το άθροισμα όλων των δυνάμεων που δρουν στο σώμα.

2. Εξισορρόπηση περιστροφής: Η καθαρή ροπή που ενεργεί στο σώμα πρέπει να είναι μηδενική. Η ροπή είναι η τάση μιας δύναμης που προκαλεί περιστροφή. Εξαρτάται από το μέγεθος της δύναμης, την απόσταση του από τον άξονα περιστροφής (που ονομάζεται βραχίονας του μοχλού) και τη γωνία μεταξύ της δύναμης και του βραχίονα του μοχλού.

Σ =0

Οπου:

* Το Στ αντιπροσωπεύει το άθροισμα όλων των ροπών που δρουν στο σώμα.

Πώς ισχύουν αυτές οι συνθήκες

Ας εξετάσουμε ένα απλό παράδειγμα μιας δέσμης που υποστηρίζεται σε δύο σημεία με ένα βάρος που κρέμεται από αυτό:

* Μεταφραστική ισορροπία: Το βάρος της δέσμης και το βάρος κρέμονται προς τα κάτω. Οι ανοδικές δυνάμεις από τις υποστηρίξεις πρέπει να εξισορροπούν αυτές τις δυνάμεις προς τα κάτω για να αποτρέψουν την κίνηση της ακτίνας κάθετα.

* Εξισορρόπηση περιστροφής: Εάν το βάρος δεν τοποθετηθεί απευθείας στη μέση της δέσμης, θα προσπαθήσει να προκαλέσει περιστροφή της δέσμης. Οι υποστηρίξεις πρέπει να ασκούν δυνάμεις σε συγκεκριμένες αποστάσεις από το κέντρο για να αντιμετωπίσουν αυτήν την περιστροφή και να διατηρήσουν την οριζόντια δέσμη.

Βασικά σημεία

* Άκαμπτο σώμα: Υποθέτουμε ότι το σώμα δεν παραμορφώνεται κάτω από τις εφαρμοσμένες δυνάμεις.

* Ισορροπία: Το σώμα δεν επιταχύνεται (είτε γραμμικά είτε περιστροφικά).

* ροπή/ροπή: Την τάση μιας δύναμης να προκαλέσει περιστροφή. Εξαρτάται από τη δύναμη και την απόσταση της από τον άξονα περιστροφής.

Παραδείγματα πραγματικού κόσμου

* Bridges: Οι παράλληλες δυνάμεις δρουν σε δομές γέφυρας (από το βάρος της ίδιας της γέφυρας, της κυκλοφορίας και του ανέμου).

* Κτίρια: Το βάρος ενός κτιρίου και οι ανοδικές δυνάμεις από το ίδρυμα πρέπει να είναι ισορροπημένοι.

* μοχλοί: Ένας μοχλός λειτουργεί με εξισορρόπηση δυνάμεων χρησιμοποιώντας περιστροφική ισορροπία.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εξερευνήσετε συγκεκριμένα παραδείγματα ή να εμβαθύνετε βαθύτερα σε οποιαδήποτε από τις έννοιες!