Момент силы относительно точки (продолжение)    

    Момент силы измеряется в зависимости от расстояния между точкой приложения силы и точкой опорыМальчик весом 50 Н и девочка весом 40 Н сидят на противоположных концах доски весом 20 Н, которая лежит на бревне, образовав своеобразные качели (рис. 6). Доска имеет одинаковую толщину; ее вес действует в центре, и, до того как на ее концы сядут мальчик и девочка, она находится на бревне в равновесии. Понятно, что когда они усядутся на доску, то мальчик опустится, а девочка поднимется. Этот пример может быть использован для вычисления моментов сил относительно некоторой точки. Сначала начертим линию, обозначающую доску. Над этой линией обозначим стрелками величину и направление всех сил, действующих на доску, т. е. начертим диаграмму сил свободного тела, находящегося в равновесии.

    Затем ниже линии укажите все расстояния, как показано на рисунке 6 б. Теперь выберем наиболее подходящую точку, относительно которой будут определяться моменты; в нашем случае выбрана точка Р, потому что относительно нее суммарный момент сил 20 Н и 110 Н равен нулю. Сумма моментов сил относительно точки Р

    = 50 Н х 1 м + 20 Н х 0 м - 110 Н х 0 м - 40 Н х 1 м

    = +(50 - 40) Нм
    = 10 Нм

    Доска вращается против часовой стрелки (знак «+») относительно точки Р. Это подтверждает, что мальчик опускается, в то время как девочка поднимается, смотря новости украины

    Знаки «+» или «—» придаются каждому моменту силы в отдельности в зависимости от того, какое вращательное действие они оказывают: против часовой стрелки («+») или по часовой стрелке («—») относительно точки Р.

    Уравновешивание качелей

    Также отметим, что, поскольку силы 20 Н и 110 Н не имеют вращающего момента относительно точки Р, они исключены из вычислений. Если вы поняли, почему это происходит, то можете записать первый ряд вычислений в сокращенном виде:
    моменты сил относительно точки Р
    = 50 Н х 1 м - 40 Н х 1 м,
    что не влияет на окончательный ответ.


    Моменты сил относительно точки X

     

    = 50 Н х 0 м - 20 Н х 1 м + 110 Н х 1 м - 40 Н х 2 м 
    = 0 - 20 + 110 - 80 Нм

    = + 10 Нм

    На этот раз силы 20 Н и 110 Н принимаются во внимание при вычислениях, а сила 50 Н не имеет вращающего момента относительно точки X. Однако ответ +10 Н остается прежним.

    Это упражнение должно убедить вас, что моменты сил могут быть определены относительно любой точки внутри или вне тела, при этом изменения результирующего момента сил относительно этой точки нет (+10 Н в этом примере). Но существует и «наилучшая» точка для определения моментов сил. Эта точка делает подсчеты более легкими, в нашем примере это точка Р. Обычно более предпочтительно определять моменты сил относительно точки, через которую действует любая «неизвестная» сила (например, R в этом примере).

    Запомните, что любая сила, действующая в данной точке, не образует момента силы (вращающего эффекта) относительно этой точки. Всегда старайтесь брать моменты сил относительно той точки, через которую действует наибольшее число сил. Это исключает их из вычислений.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved