Равновесие тел
Под равновесием понимают такое состояние тела, при котором оно остается неподвижным относительно выбранной ИСО.
Раздел физики, который изучает равновесие, называется статикой.
Существует два основных условия равновесия тел:
1. Исходя из известного нам II закона Ньютона, чтобы тело оставалось неподвижным, суммарная (равнодействующая) сила должна быть равна нулю. То есть, чтобы определить условие, при котором тело будет находиться в равновесии, сумму проекций сил на любую ось, следует приравнять к нулю:
2. Второе условие касается моментов сил:
Чтобы тело находилось в равновесии, сумма моментов на все оси тоже должна равняться нулю.
Для определения знака момента следует помнить правило:
Если момент вращает тело против часовой стрелки, то он отрицательный, если по часовой стрелке — положительный.
Следует запомнить некоторое уточнение: Если тело находится в равновесии, это еще не значит, что оно покоится.
В основе каждого алгоритма лежит два основных условия равновесия, которые следует записать в первую очередь в проекциях с учетом знаков.
Для тела, двигающегося поступательно без вращений, следует:
1. Сделать схематический рисунок условия задачи. На данном рисунке следует обозначить все силы, указывая направления и точки приложения. На рисунке следует указать ось и плечо.
2. На рисунке следует указать направления осей. Они выбираются произвольно с учетом удобства нахождения проекций.
3. Записать условия равновесия. Если количество сил не превышает трёх, то для удобства их следует объединить в один треугольник, в котором можно воспользоваться теоремой синусов, косинусов, Пифагора для определения неизвестных величин.
Решение задач для тел, имеющих ось вращения:
1. На рисунке указать все силы, плечи, направление моментов.
2. Составить уравнения равновесия относительно оси. Если ось не задана, то установить её в неподвижной точке тела. Относительно данной оси следует определить знаки моментов.
3. Составить систему уравнений равновесия и решить её относительно неизвестной величины.