Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Если тело покоится, то говорят, что это тело находится в равновесии. Здания, мосты, балки вместе с опорами, части машин, книга на столе и многие другие тела покоятся, несмотря на то что к ним со стороны других тел приложены силы. Задача изучения условий равновесия тел имеет большое практическое значение для машиностроения, строительного дела, приборостроения и других областей техники. Все реальные тела под влиянием приложенных к ним сил изменяют свою форму и размеры, или, как говорят, деформируются. Величина деформации зависит от различных условий: Деформации могут быть большими, и тогда их легко заметить, например растяжение резинового шнура, изгиб тонкой металлической линейки и т. Малые деформации можно обнаружить при помощи специальных приборов. Если действия сил вызывают значительные деформации тела, то фактически после приложения сил мы будем иметь дело с телом, обладающим новыми геометрическими размерами и формой. И нужно будет определять условия равновесия этого нового деформированного тела. Такого рода задачи, связанные с расчетом деформаций тел, обычно весьма сложны. Во многих случаях, которые встречаются на практике, деформации тел при их равновесии незначительны. В этих случаях деформациями можно пренебречь и вести расчет так, как если бы тела были недеформируемыми, т. Изучив условия равновесия абсолютно твердого тела, мы найдем условия равновесия реальных тел в тех случаях, когда их деформации можно не учитывать. Раздел механики, в котором изучаются условия равновесия абсолютно твердых тел, называется статикой. В статике учитываются размеры и форма тел, а все рассматриваемые тела считаются абсолютно твердыми. Статика - частный случай динамики, так как покой тел, когда на них действуют силы, есть частный случай движения. Деформации, происходящие в теле, учитываются в прикладных разделах механики теория упругости, сопротивление материалов. В дальнейшем для краткости абсолютно твердое тело будем называть твердым телом, или просто телом. Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение. В этом случае принято говорить, что силы, приложенные к телу, уравновешивают друг друга. При вычислении равнодействующей все силы, действующие на тело, можно прикладывать к центру масс. Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю. На рис 2,1 дан пример равновесия твердого тела под действием трех сил. Точка пересечения O линий действия сил и не совпадает с точкой приложения силы тяжести центр масс C , но при равновесии эти точки обязательно находятся на одной вертикали. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке. Если тело может вращаться относительно некоторой оси, то для его равновесия недостаточно равенства нулю равнодействующей всех сил. Вращающее действие силы зависит не только от ее величины, но и от расстояния между линией действия силы и осью вращения. Длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения до линии действия силы, называется плечом силы. Произведение модуля силы на плечо d называется моментом силы M. Положительными считаются моменты тех сил, которые стремятся повернуть тело против часовой стрелки рис. В общем случае, когда тело может двигаться поступательно и вращаться, для равновесия необходимо выполнение обоих условий: Катящееся по горизонтальной поверхности колесо - пример безразличного равновесия рис. Если колесо остановить в любой точке, оно окажется в равновесном состоянии. Наряду с безразличным равновесием в механике различают устойчивые и неустойчивые состояния равновесия. Состояние равновесия называется устойчивым, если при малых отклонениях тела от этого состояния возникают силы или моменты сил, стремящиеся возвратить тело в равновесное состояние. При малом отклонении тела из состояния неустойчивого равновесия возникают силы или моменты сил, стремящиеся удалить тело от положения равновесия. Шар, лежащий на плоской горизонтальной поверхности, находится в безразличном состоянии равновесия. Шар, находящийся в верхней точке сферического выступа, - пример неустойчивого равновесия. Наконец, шар на дне сферического углубления находится в состоянии устойчивого равновесия рис. Для тела, имеющего неподвижную ось вращения, возможны все три вида равновесия. Безразличное равновесие возникает, когда ось вращения проходит через центр масс. При устойчивом и неустойчивом равновесии центр масс находится на вертикальной прямой, проходящей через ось вращения. При этом, если центр масс находится ниже оси вращения, состояние равновесия оказывается устойчивым. Если же центр масс расположен выше оси - состояние равновесия неустойчиво рис. Особым случаем равновесия является равновесие тела на опоре. В этом случае упругая сила опоры приложена не к одной точке, а распределена по основанию тела. Тело находится в равновесии, если вертикальная линия, проведенная через центр масс тела, проходит через площадь опоры, т. Если же эта линия не пересекает площадь опоры, то тело опрокидывается. Интересным примером равновесия тела на опоре является падающая башня в итальянском городе Пиза рис. Башня имеет форму цилиндра высотой 55 м и радиусом 7 м. Вершина башни отклонена от вертикали на 4,5 м. Вертикальная линия, проведенная через центр масс башни, пересекает основание приблизительно в 2,3 м от его центра. Таким образом, башня находится в состоянии равновесия. Равновесие нарушится и башня упадет, когда отклонение ее вершины от вертикали достигнет 14 м. По-видимому, это произойдет очень нескоро. Рычаг -- простейшее механическое устройство, представляющее собой твёрдое тело перекладину , вращающееся вокруг точки опоры. Стороны перекладины по бокам от точки опоры называются плечами рычага. Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече. Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие. Частными случаями рычага являются также два других простейших механизма: Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия. Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около года до н. Неизвестно, пытались ли мыслители тех времён объяснить принцип работы рычага. Первое письменное объяснение дал в III веке до н. Архимед, связав понятия силы, груза и плеча. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит как: По легенде, осознав значение своего открытия, Архимед воскликнул: В году Джеймс Уатт предложил идею составного рычага, состоящего из двух или нескольких связанных друг с другом рычагов, который можно было использовать для ещё большего увеличения усилия. Пример составного рычага, используемого в повседневной жизни, можно найти в щипчиках для ногтей. Принцип работы рычага является прямым следствием закона сохранения энергии. Чтобы переместить рычаг на расстояние сила, действующая со стороны груза, должна совершить работу равную. Если посмотреть с другой стороны, сила, приложенная с другой стороны, должна совершать работу,. Чтобы выполнялся закон сохранения энергии для замкнутой системы, работа действующей и противодействующей сил должны быть равны, то есть:. По определению подобия треугольников, отношение перемещений двух концов рычага будет равно отношению его плеч, следовательно. Учитывая, что произведение силы и расстояния является моментом силы, можно сформулировать принцип равновесия для рычага. Рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил с учётом знака , приложенных к нему, равна нулю. Для рычагов, как и для других механизмов, вводят характеристику, показывающую механический эффект, который можно получить за счёт рычага. Такой характеристикой является передаточное отношение, оно показывает, как соотносятся нагрузка и приложенная сила:. Составной рычаг представляет собой систему из двух и более простых рычагов, соединённых таким образом, что выходное усилие одного рычага является входным для следующего. Например, для системы из двух последовательно связанных рычагов, если на входное плечо первого рычага приложена сила , на другом конце этого рычага выходное усилие окажется , и связаны они будут с помощью передаточного отношения:. При этом на входное плечо второго рычага будет воздействовать такое же усилие, а выходным усилием второго рычага и всей системы будет , передаточное отношение второй ступени будет равно. При этом механический эффект всей системы, то есть всего составного рычага, будет вычисляться как отношение входного и выходного усилия для всей системы, то есть. Таким образом, передаточное отношение составного рычага, состоящего из двух простых будет равно произведению передаточных отношений входящих в него простых рычагов. Такой же подход решения можно применять и для более сложной системы, состоящей, в общем случае из n рычагов. В этом случае в системе будет присутствовать 2n плеч. Передаточное отношение для такой системы будет вычисляться по формуле:. Как видно из формулы для этого случая также верно, что передаточное отношение составного рычага равно произведению передаточных отношений входящих в него элементов. Типы рычагов Различают рычаги 1 рода, в которых точка опоры располагается между точками приложения сил, и рычаги 2 рода, в которых точки приложения сил располагаются по одну сторону от опоры. Среди рычагов 2 рода выделяют рычаги 3 рода, с точкой приложения "входящей" силы ближе к точке опоры, чем нагрузки, что даёт выигрыш в скорости и пути. Рычаг - один из наиболее распространенных и простых типов механизмов в мире, присутствующий как в природе, так и в рукотворном мире, созданном человеком. К примеру, скелет и опорно-двигательная система человека или любого животного состоит из десятков и сотен рычагов. Взглянем на локтевой сустав. Лучевая и плечевая кости соединятся вместе хрящом, к ним так же присоединяются мышцы бицепса и трицепса. Вот мы и получаем простейший механизм рычага. Если вы держите в руке гантель весом в 3 кг, какое усилие при этом развивает ваша мышца? Место соединения кости и мышцы делит кость в соотношении 1 к 8, следовательно, мышца развивает усилие в 24 кг! Получается, мы сильнее самих себя. Но рычажная система нашего скелета не позволяет нам в полной мере использовать нашу силу. Наглядный пример более удачного применения преимуществ рычага в скелетно-мышечной системе организма обратные задние колени у многих животных все виды кошек, лошади, и т. Их кости длиннее наших, а особое устройство их задних ног позволяет им гораздо эффективнее использовать силу своих мышц. Да, несомненно, их мышцы гораздо сильнее чем у нас, но и вес их больше на порядок. Средне-статистическая лошадь весит около кг, и при этом может легко прыгнуть на высоту около двух метров. Нам же с вами, чтобы выполнить такой прыжок, надо быть мастерами спорта по прыжкам в высоту, хотя мы весим в раз меньше, чем лошадь. Раз уж мы вспомнили о прыжках в высоту, рассмотрим варианты применения рычага, которые придуман человеком. Прыжки в высоту с шестом очень наглядный пример. При помощи рычага длинной около трех метров длинна шеста для прыжков в высоту около пяти метров, следовательно, длинное плечо рычага, начинающееся в месте перегиба шеста в момент прыжка, составляет около трех метров и правильного приложения усилия, спортсмен взлетает на головокружительную высоту до шести метров. Рычаги так же распространены и в быту. Вам было бы гораздо сложнее открыть туго завинченный водопроводный кран, если бы у него не было ручки в см, которая представляет собой маленький, но очень эффективный рычаг. То же самое относится к гаечному ключу, которым вы откручиваете или закручиваете болт или гайку. Чем длиннее ключ, тем легче вам будет открутить эту гайку, или наоборот, тем туже вы сможете её затянуть. При работе с особо крупными и тяжелыми болтами и гайками, например при ремонте различных механизмов, автомобилей, станков, используют гаечные ключи с рукояткой до метра. Другой яркий пример рычага в повседневной жизни самая обычная дверь. Попробуйте открыть дверь, толкая её возле крепления петель. Дверь будет поддаваться очень тяжело. Но чем дальше от дверных петель будет располагаться точка приложения усилия, тем легче вам будет открыть дверь. Естественно, рычаги так же повсеместно распространены и в технике. Самый очевидный пример рычаг переключения коробки передач в автомобиле. Короткое плечо рычага та его часть, что вы видите в салоне. Длинное плечо рычага скрыто под днищем автомобиля, и длиннее короткого примерно в два раза. Когда вы переставляете рычаг из одного положения в другое, длинное плечо в коробке передач переключает соответствующие механизмы. Здесь так же очень наглядно можно увидеть, как длина плеча рычага, диапазон его хода и сила, необходимая для его сдвига, соотносятся друг с другом. Например, в спортивных автомобилях, для более быстрого переключения передач, рычаг обычно устанавливают короткий, и диапазон его хода так же делают коротким. Однако, в этом случае водителю необходимо прилагать больше усилий, чтобы переключить передачу. Напротив, в большегрузных автомобилях, где механизмы сами по себе тяжелее, рычаг делают длиннее, и диапазон его хода так же длиннее, чем в легковом автомобиле. Таким образом, мы можем убедиться в том, что механизм рычага очень широко распространен как в природе, так и в нашем повседневном быту, и в различных механизмах. Термодинамика и молекулярная физика: Простые механизмы - приспособления, служащие для преобразования силы. Виды простых механизмов и их применение. Правила равновесия сил на рычаге. Применение правила рычага в различного рода устройствах и инструментах, применяемых в технике и быту. Понятие и история создания статики, вклад Архимеда в ее развитие. Определение первого условия равновесия тела по второму закону Ньютона. Сущность правила моментов сил, вычисление центра тяжести. Блок и рычаг как простейшие механические устройства. Неподвижный и подвижный блоки. Механизм "ворот" как разновидность простого механизма "рычаг". Применение наклонной плоскости, клина, винта. Состав механической системы, схема соединения балок шарнирами. Составление расчётной схемы и уравнений равновесия в плоской статике. Условия выполнения равновесия сил. Зависимость момента и сил реакций от угла. Экстремальные свойства термодинамических потенциалов. Условия равновесия и устойчивости пространственно однородной системы. Общие условия равновесия фаз в термодинамических системах. Уравнение равновесия для стержней, направление сил, действующих на точку равновесия, в противоположную сторону. Построение графиков перемещения, ускорения точки, движущейся прямолинейно. Запись уравнения скорости на каждом участке представленного графика. Исследование напряжённого состояние в точке. Изучение главного касательного напряжения. Определение напряжений по площадкам параллельным направлению одного из напряжений. Отношение веса вещества к весу равного объема воды. История открытия закона Архимеда. Откуда берется выталкивающая сила. Основные приборы, использующие в своей работе закон Архимеда. Поплавковые плотномеры и ареометры. Понятие об устойчивости равновесия, критерий равновесия консервативной системы. Свойства малых колебаний точек системы. Вынужденные, малые свободные и малые затухающие колебания системы с одной степенью свободы. Определение реакции связей, вызываемых заданными нагрузками. Решение задачи путем составления уравнения равновесия рамы и расчета действующих сил. Сущность закона движения груза на заданном участке, составление уравнения траектории и его решение. Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Главная Коллекция рефератов "Otherreferats" Физика и энергетика Равновесие тел. Рычаг и его использование. Сущность второго закона Ньютона. Условия равновесия, устойчивое состояние, его характеристики. Понятие рычага как простейшего механического устройства. Его принцип действия и основные составные. Тело человека как рычаг, использование в быту, технике. Условия равновесия, виды равновесия Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение. Оба эти условия не являются достаточными для покоя. Рычаг Рычаг -- простейшее механическое устройство, представляющее собой твёрдое тело перекладину , вращающееся вокруг точки опоры. Принцип действия Принцип работы рычага является прямым следствием закона сохранения энергии. Если посмотреть с другой стороны, сила, приложенная с другой стороны, должна совершать работу, где -- это перемещение конца рычага, к которому приложена сила. Чтобы выполнялся закон сохранения энергии для замкнутой системы, работа действующей и противодействующей сил должны быть равны, то есть: По определению подобия треугольников, отношение перемещений двух концов рычага будет равно отношению его плеч, следовательно Учитывая, что произведение силы и расстояния является моментом силы, можно сформулировать принцип равновесия для рычага. Такой характеристикой является передаточное отношение, оно показывает, как соотносятся нагрузка и приложенная сила: Составной рычаг Составной рычаг представляет собой систему из двух и более простых рычагов, соединённых таким образом, что выходное усилие одного рычага является входным для следующего. Например, для системы из двух последовательно связанных рычагов, если на входное плечо первого рычага приложена сила , на другом конце этого рычага выходное усилие окажется , и связаны они будут с помощью передаточного отношения: При этом на входное плечо второго рычага будет воздействовать такое же усилие, а выходным усилием второго рычага и всей системы будет , передаточное отношение второй ступени будет равно При этом механический эффект всей системы, то есть всего составного рычага, будет вычисляться как отношение входного и выходного усилия для всей системы, то есть. Составной рычаг в общем случае, состоящий из n простых рычагов Такой же подход решения можно применять и для более сложной системы, состоящей, в общем случае из n рычагов. Передаточное отношение для такой системы будет вычисляться по формуле: Применение Рычаг - один из наиболее распространенных и простых типов механизмов в мире, присутствующий как в природе, так и в рукотворном мире, созданном человеком. Тело человека как рычаг К примеру, скелет и опорно-двигательная система человека или любого животного состоит из десятков и сотен рычагов. Рычаг в быту Рычаги так же распространены и в быту. Рычаги в технике Естественно, рычаги так же повсеместно распространены и в технике. Список использованной литературы 1. Рычаг и его использование" скачать. Термодинамическое равновесие и устойчивость. Трехмерное напряжение и деформированное состояние. Использование в измерительной технике физических эффектов. Составление уравнений равновесия и расчет действующих сил. Другие документы, подобные "Равновесие тел. Рычаг и его использование".
Почему повышается диастолическое давление причины и лечение
Карта черных ящиков в prototype 2
Сухой паек состав по вариантам
Братская 69 серов на карте
Мтз 1531 техническая характеристика
Условия равновесия механических систем
Сбербанк войти в личный кабинет вход
История героя 2015
Пермь сколько стоит квартира студия
День и ночь значение
Пульс норма у подростков
Излишек производителя определяется аналогичным путем. Что является выручкой производителя? Почему модель устойчивости равновесия называется паутинообразной? Само движение показано стрелочками. Теперь давайте рассмотрим Вариант неустойчивого равновесия. Отношения стоимостей отражают Меру сбалансированности товарно-денежных потоков. Предположим, что это отношение является единичным, т. Мера стоимости равна Единице. Нам важен сейчас принцип описания равновесных экономических моделей. Эта система рычажных уравнений отражает закон саморегулирования товарно-денежных потоков. Особый интерес представляют собой неравновесные экономические модели. Первая модель характеризует социалистическую экономику. Вторая модель отражает капиталистическую экономику. Здесь после каждого экономического цикла возникает излишек денежной массы. Инфляция -это родимое пятно капитализма.