Статика

Урок 6.
Статика. Момент силы. Условия равновесия твердого тела

Павлодарский высший колледж управления

Преподаватель физики: Белозерова М.Ю.

Сабақтың мақсаты / Цели урока

ознакомиться с основными понятиями статики;
выяснить условия равновесия твердого тела;
ознакомление с видами равновесия;
формирование умений объяснять результаты физических опытов.

Статикой называется раздел механики, изучающий условия равновесия тел.
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.
Центр масс точка, через которую должна проходить линия действия силы, чтобы под действием этой силы тело двигалось поступательно (не вращалось).
Чтобы не вращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю:

Рассмотрим 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 (d) – кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы (если линия силы проходит через ось вращения, то d=0)

Произведение модуля силы на плечо d называется моментом силы:
М=Fd

Положительными считаются моменты тех сил, которые стремятся повернуть тело по часовой стрелке

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

М 1  +  М 2  + ... = 0 .

Равновесие тела – это состояние, при котором тело неподвижно относительно выбранной системы отсчета.
Сформулируем условия равновесия тела. Если тело находится в равновесии, то одновременно выполняются два условия:
Первое условие равновесия тела заключается в том, что векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна нулевому вектору:


в этом случае отсутствует поступательное движение

Второе условие равновесия тела заключается в том, что алгебраическая сумма всех моментов сил, действующих на тело, равна нулю:
±М 1  ±  М 2  ± ... = 0 
в этом случае отсутствует вращение

Момент силы пишется со знаком «-», если сила стремится повернуть тело по часовой стрелке, и со знаком «+», если сила стремится повернуть тело против часовой стрелки.

Различные виды равновесия шара на опоре
– безразличное равновесие,
– неустойчивое равновесие,
– устойчивое равновесие

Составить опорный конспект согласно уроку 6 , (теоретический материал на сайте «Урок 6. Статика. Момент силы. Условия равновесия твердого тела»
Прочесть «Физика 10 класс. 1 часть» стр 99-102.
Создать презентацию на тему «Статика в природе и жизни человека», презентация не должна содержать теоретический материал по теме, в презентации должен быть представлен материал только о статике в природе и использовании, не менее 10 слайдов информации с иллюстрациями не в человеком, включая слайд с темой и окончанием презентации!!!
Знать определения, формулы описывающие статику твердого тела

1. Учебник "Физика 10 класс. 1 часть" Б.Кронгарт, Д.Казахбаева, О.Иманбеков, Т.Қыстаубаев - Мектеп. 2019 - https://cloud.mail.ru/public/4rxP/52U9MwvYz.

2. "Физика в таблицах и схемах" О.В. Янчевская - СПб. 2008 - https://cloud.mail.ru/public/3M2W/4qGuf1ji4

Дополнительная литература:

Грабовский Р. И. Курс физики: Учебное пособие. 11-е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2009.
Кабардин О.Ф. Физика: справочные материалы. Учебное пособие для учащихся 3-е изд., М., Просвещение, 2009.
Савельев И.В. Курс общей физики. В 5т. Том 1. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. М.: Наука, 1970.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 5 т. Том I. Механика.   4-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005.