Kūnų pusiausvyros sąlygos

Tema	Fizika
Tipas	Konspektas
Aprašymas	Mechanikos skyrius, nagrinėjantis kūnų pusiausvyros sąlygas, vadinamas statika. Bet kurios formos kūnas turi tik vieną tašką, kuriame susikerta visos tiesės, išilgai kurių veikdamos jėgos verčia kūną slinkti. Tas taškas vadinamas kūno masės centru. Tašką, per kurį eina bet kurioje padėtyje esantį kūną veikiančių sunkių atstojamoji, vadiname kūno sunkio centru. Kūno sunkio centras sutampa su jo masės centru.
Patalpinta	2005-08-28
Parsisiuntė	899
	Parsisiųsti7 KB

Išsamus aprašymas

Kasdieniniame gyvenime ir technikoje dažnai susiduriame su kūnais, kurie negali slinkti, tačiau gali suktis aplink ašį. Pvz.: durys ir langai, automobilio ratai, sūpuoklės ir t.t. Jeigu jėgos F vektorius yra tiesėje kertančioje sukimosi ašį, tai šią jėgą atsveria sukimosi ašies tamprumo jėga Ftampr (1 pav.) Jeigu tiesė, kuria nukreiptos jėgos F vektorius, nekerta sukimosi ašies, tai šios jėgos negali atsverti sukimosi ašies tamprumo jėga ir kūnas pasisuka aplink ašį (2pav) Jėgos F1 veikiamo kūno sukimąsi aplink ašį galima sustabdyti veikiant tą kūną tik kita jėga F2. Veikdamos atskirai jėgos F1 ir F2 verčia kūną suktis priešingomis kryptimis. Bandymas rodo, kad abiejų šių jėgų veikiamas kūnas yra pusiausvyras tik tada, kai: F1 d1=F2d2 Šioje formulėj d1 ir d2 - trumpiausi atstumai nuo tiesių, kuriose yra jėgų F1 ir F2 vektoriai (jėgų veikimo linijų), iki sukimosi ašies (3 pav.) Atstumas d vadinamas jėgos petimi, o jėgos F modulio ir peties d sandauga - jėgos momentu M. M=Fd
Jeigu jėgų momentus sukančius kūną aplink ašį pagal laikrodžio rodyklę, laikysime teigiamais, o sukančius prieš laikrodžio rodyklę - neigiamais, tai kūno, turinčio sukimosi ašį, pusiausvyros sąlygą galėsime suformuluoti kaip momentų taisyklę: kūnas, turintis nejudamą sukimosi ašį, yra pusiausvyras, kai jį veikiančių jėgų momentų tos ašies atžvilgiu algebrinė suma lygi nuliui: M=0 [M]=Nm (Niutonmetras - tai momentas, kurį sukelia 1N jėga veikdama 1m atstumu nuo sukimosi ašies)
Bendroji kūnų pusiausvyros sąlyga: Kūnas yra pusiausvyras, kai visų jį veikiančių jėgų vektorių geometrinė suma ir šių jėgų momentų sukimosi ašies atžvilgiu algebrinė suma lygios nuliui.
Esant bendrajai pusiausvyros sąlygai, kūnas nebūtinai turi nejudėti. Jis gali judėti tolygiai ir tiesiai arba gali tolygiai suktis apie ašį. (įsuktas dviračio ratas)
Praktikoje didelę reikšmę turi ne tik kūnų pusiausvyros sąlygos, bet ir kokybinė pusiausvyros charakteristika, vadinama pastovumu. Pusiausvyra gali būti trejopa: pastovioji, nepastovioji ir beskirtė. Pastovioji yra tada, kai kūnas, šiek tiek paveiktas išorinių jėgų, grįžta pradinę pusiausvyros padėtį. Pvz.: Ant įgaubtos atramos padėto rutuliuko pusiausvyra bus pastovi, jeigu jų veikiančių jėgų atstojamoji bus nelygi nuliui ir nukreipta į pusiausvyros padėtį (5pav). Pusiausvyra yra nepastovi, kai kūną, šiek tiek nukrypusį nuo pusiausvyros padėties, veikiančių jėgų atstojamoji nelygi nuliui ir nukreipta nuo pusiausvyros padėties (6pav). Jei kūną šiek tiek nukrypusį nuo pradinės padėties veikiančių jėgų atstojamoji išlieka lygi nuliui, sakoma, kad to kūno pusiausvyra yra beskirtė. Tokia yra ant horizontalaus paviršiaus padėto rutuliuko pusiausvyra
Kūno su įtvirtinta sukimosi ašimi, pusiausvyra yra pastovi, kai jo sunkio centras yra vertikalėje tiesėje, einančioje per sukimosi ašį, žemiau sukimosi ašies.
Kai sunkio centras yra vertikalioje tiesėje, einančioje per sukimosi ašį, bet aukščiau sukimosi ašies, tai pusiausvyra yr anepastovi (9pav) Kūno pusiausvyra beskirtė, kai jo sukimosi ašis eina per sunkio centrą
Ant atramos esančio kūno pusiausvyra. Jei vertikali linija, išvesta per kūno sunkio centrą c, kerta atramos plotą, tai kūno pusiausvyra yra pastovi, o jei ši linija, išvesta per kūno sunkio centrą c, kerta atramos plotą, tai kūno pusiausvyra yra pastovi, o jei ši linija nekerta atramos ploto, kūnas virsta .

Raktiniai žodžiai

• kunu pusiausvyra
• pusiausvyra
• kuno pusiausvyra