Физикийн тэнцвэрийн асуудлуудыг статик хэсэгт авч үзнэ. Аливаа механик системд тэнцвэрт байдалд байдаг чухал хүчний нэг бол тулгуурын урвалын хүч юм. Энэ юу вэ, үүнийг хэрхэн тооцоолох вэ? Эдгээр асуултыг нийтлэлд дэлгэрэнгүй оруулсан болно.
Ямар дэмжлэг үзүүлэх вэ?
Бидний хүн бүр өдөр бүр дэлхийн гадаргуу эсвэл шалан дээр алхаж, хаалгаа онгойлгож, сандал дээр сууж, ширээн дээр түшин, буух тавцан дээр гардаг. Эдгээр бүх тохиолдолд дэмжлэгийн урвалын хүч байдаг бөгөөд энэ нь жагсаасан үйлдлүүдийг хийх боломжтой болгодог. Физикийн энэ хүчийг N үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд үүнийг хэвийн гэж нэрлэдэг.
Тодорхойлолтын дагуу N гэдэг нь тулгуур биетэй бие махбодтой харьцах үед үзүүлэх хүч юм. Гадаргуугийн хэвийн (перпендикуляр) дагуу чиглэдэг тул үүнийг хэвийн гэж нэрлэдэг.
Хэвийн дэмжлэг үзүүлэх урвал нь гадны хүчний нэг юм уубусад гадаргуу. Үүнийг ойлгохын тулд Ньютоны гуравдахь хуулийг санах хэрэгтэй бөгөөд үүнд үйлдэл болгон хариу үйлдэл үзүүлдэг. Бие нь тулгуур дээр дарахад тулгуур нь бие дээр байгаа хүчний модультай ижилхэн биед үйлчилнэ.
Хэвийн хүчний харагдах шалтгаан N
Энэ шалтгаан нь уян хатан чанарт оршдог. Хэрэв хийсэн материалаас үл хамааран хоёр цул биеийг хооронд нь холбож, бие биенийхээ эсрэг бага зэрэг дарвал тэдгээр нь тус бүр нь хэв гажиж эхэлдэг. Үйлчлэх хүчний хэмжээнээс хамааран деформаци өөрчлөгддөг. Жишээлбэл, 1 кг жинг хоёр тулгуур дээр байрлуулсан нимгэн хавтан дээр байрлуулсан бол бага зэрэг нугалж болно. Хэрэв энэ ачааллыг 10 кг хүртэл нэмэгдүүлбэл хэв гажилтын хэмжээ нэмэгдэнэ.
Ширч буй хэв гажилт нь зарим нэг уян хатан хүчийг бий болгохын зэрэгцээ биеийн анхны хэлбэрийг сэргээх хандлагатай байдаг. Сүүлийнх нь бие махбодид нөлөөлдөг бөгөөд үүнийг дэмжих урвал гэж нэрлэдэг.
Хэрэв та илүү гүнзгий, илүү том түвшинд харвал уян харимхай хүч нь атомын бүрхүүлүүдийн ойртож, Паули зарчмын улмаас тэдгээрийн дараачийн түлхэлтийн үр дүнд үүсдэг болохыг харж болно.
Хэвийн хүчийг хэрхэн тооцоолох вэ?
Түүний модуль нь авч үзэж буй гадаргууд перпендикуляр чиглэсэн үүссэн хүчтэй тэнцүү гэдгийг дээр хэлсэн. Энэ нь тулгуурын урвалыг тодорхойлохын тулд эхлээд гадаргуутай перпендикуляр шулуун шугамын дагуу Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ашиглан хөдөлгөөний тэгшитгэлийг томъёолох шаардлагатай гэсэн үг юм. -аасЭнэ тэгшитгэлээс та N утгыг олох боломжтой.
N хүчийг тодорхойлох өөр нэг арга бол хүчний моментуудын тэнцвэрт байдлын физик нөхцөлийг хамрах явдал юм. Хэрэв систем эргэлтийн тэнхлэгтэй бол энэ аргыг хэрэглэхэд тохиромжтой.
Хүчний момент нь эргэлтийн тэнхлэгт хамаарах хөшүүргийн урт ба үйлчлэх хүчний үржвэртэй тэнцүү утгыг хэлнэ. Тэнцвэрт байгаа системд хүчний моментуудын нийлбэр үргэлж тэгтэй тэнцүү байна. Сүүлийн нөхцөл нь үл мэдэгдэх утгыг олоход хэрэглэгддэг N.
Хэрэв системд нэг тулгуур байгаа бол (эргэлтийн нэг тэнхлэг) хэвийн хүч нь үргэлж тэг момент үүсгэх болно гэдгийг анхаарна уу. Иймд ийм асуудлын хувьд дээр дурдсан аргыг Ньютоны хуулийг ашиглан дэмжих урвалыг тодорхойлох хэрэгтэй.
N хүчийг тооцоолох тусгай томъёо байхгүй. Энэ нь авч үзэж буй биетүүдийн системийн хөдөлгөөний буюу тэнцвэрийн харгалзах тэгшитгэлийг шийдсэний үр дүнд тодорхойлогддог.
Доор бид асуудал шийдвэрлэх жишээг өгсөн бөгөөд энд ердийн дэмжлэг үзүүлэх хариу урвалыг хэрхэн тооцоолохыг харуулсан болно.
Налуу хавтгайн асуудал
Бар нь налуу хавтгай дээр амарч байна. Цацрагийн жин 2 кг байна. Онгоц 30o өнцгөөр тэнгэрийн хаяанд налуу байна. Ердийн хүч N гэж юу вэ?
Энэ даалгавар тийм ч хэцүү биш. Үүний хариултыг авахын тулд хавтгайд перпендикуляр шугамын дагуу ажилладаг бүх хүчийг авч үзэх нь хангалттай юм. Ийм хоёр л хүч байдаг: N ба таталцлын проекц Fgy. Тэд өөр өөр чиглэлд ажилладаг тул системийн Ньютоны тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй болно:
ma=N - Fgy
Гамц тайван байдалд байгаа тул хурдатгал нь тэг байх тул тэгшитгэл нь:
болно.
N=Fgy
Хэвтний норм дээрх таталцлын хүчний проекцийг олоход хэцүү биш. Геометрийн үүднээс авч үзвэл:
N=Fgy=mgcos(α)
Нөхцөлийн өгөгдлийг орлуулснаар бид дараахийг авна: N=17 N.
Хоёр дэмжлэгтэй холбоотой асуудал
Нимгэн хавтанг хоёр тулгуур дээр байрлуулсан бөгөөд тэдгээрийн масс нь ач холбогдолгүй юм. Зүүн талын тулгуурын 1/3 хэсэгт 10 кг жинтэй ачааг самбар дээр байрлуулсан. Тулгууруудын хариу үйлдлийг тодорхойлох шаардлагатай.
Асуудалд хоёр тулгуур байгаа тул түүнийг шийдвэрлэхийн тулд хүчний моментоор дамжуулан тэнцвэрийн нөхцөлийг ашиглаж болно. Үүнийг хийхийн тулд бид эхлээд тулгууруудын нэг нь эргэлтийн тэнхлэг гэж үздэг. Жишээлбэл, зөв. Энэ тохиолдолд моментийн тэнцвэрийн нөхцөл нь дараах хэлбэртэй болно:
N1L - mg2/3L=0
Энд L нь тулгуур хоорондын зай юм. Энэ тэгш байдлаас үзэхэд N1зүүн талын дэмжлэгийн хариу дараахтай тэнцүү байна:
N1=2/3мг=2/3109, 81=65, 4 N.
Үүнтэй адилаар бид зөв дэмжлэг үзүүлэх хариуг олж хардаг. Энэ тохиолдлын моментийн тэгшитгэл нь:
mg1/3L - N2L=0.
Бид хаанаас авдаг вэ:
N2=1/3мг=1/3109, 81=32.7 N.
Тулгууруудын олсон урвалын нийлбэр нь ачааны хүндийн хүчтэй тэнцүү гэдгийг анхаарна уу.
