Статика

Статика изучает условия равновесия тел.

Виды равновесия

Устойчивое равновесие. Если тело вывести из устойчивого равновесия, то появляется сила, возвращающая его в положение рав­ новесия. Устойчивому равновесию соответствует минимальное значение потенциальной энергии ( E pmja ).

Неустойчивое равновесие. Если тело вывес­ ти из неустойчивого равновесия, то возни­кает сила, удаляющая тело от положения равновесия. Неустойчивому равновесию соответствует максимальное значение потенциальной энергии (-Е р1Ш1Х ).



Безразличное равновесие. При выведении тела из состояния безразличного равновесия дополнительных сил не возникает. Пример: шар на плоскости.

 

 

Момент силы. Правило моментов

Момент силы М (Н м) – физическая величина, модуль которой равен произведению модуля силы на плечо силы

М = F d.

Плечо силы d (M) – кратчайшее расстояние между осью вращения и линией действия силы. Т.е. из сточки вращения опускается перпендикуляр на линию действия силы. При необходимости линию продлить.

Знаки моментов. Если сила вызывает вращение тела по ча­ совой стрелке, то такой момент считают положительным:

Если сила вызывает вращение тела против часовой стрелки, в таком случае момент отрицательный:

Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

Или: сумма моментов сил, вызывающих вращение тела по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вызывающих вращение тела против часовой стрелки:

Условия равновесия. Тело не участвует в поступательном движении, если сумма приложенных к нему сил =0 и скорость его =0.

Тело не участвует во вращательном движении, если сумма моментов =0. (Не забываем про положительный и отрицательный знаки моментов.)

Тело находится в равновесии при выполнении сразу двух условий.

 

Простые механизмы – приспособления, служащие для преобразования силы. К ним относятся ворот, наклонная плоскость, рычаг, клин и блоки.

1. Рычаг дает выигрыш в силе или в расстоянии (перемещении).

2. Клин (наклонная плоскость).

3. Неподвижный блок изменяет направление силы = d ; Р = F

4. Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза d = R ; d = 2 R


«Золотое правило механики». При использовании простых механизмов мы выигрываем в силе, но проигрываем в расстоянии (или наоборот - например, катапульта). Выигрыша в работе простые механизмы не дают, т.к. это противоречило бы закону сохранения энергии.

Механический вечный двигатель, производящий энергию из ничего, невозможен.

Центр тяжести тела – точка, относительно которой момент сил тяжести всех точек тела равен нулю. В случае однородного поля силы тяжести - т.е. практически во всех задачах ЕГЭ по физике - центр тяжести совпадает с центром масс).

 

 

Далее: Давление. Гидростатика