1. Сформулируйте условие равновесия материальной точки.
Условие равновесия материальной точки: сумма всех сил, действующих на точку, должна быть равна нулю ( ΣF = 0).
2. Что называют: а) центром масс тела; 6) моментом силы?
а) Центр масс тела — это точка, через которую можно представить массу тела, как сосредоточенную в одной точке. б) Момент силы — это произведение силы на расстояние от оси вращения (M = F * r).
3. Сформулируйте условия равновесия твёрдого тела.
Сумма всех сил, действующих на тело, должна быть равна нулю ( ΣF = 0). Сумма всех моментов сил относительно любой оси должна быть равна нулю ( ΣM = 0).
4. В каком случае твёрдое тело будет двигаться поступательно при действии на него единственной силы?
Твёрдое тело будет двигаться поступательно при действии на него единственной силы, если эта сила не вызывает момента относительно центра масс тела.
5. Какие три вида равновесия вам известны?
Стабильное равновесие (при малых отклонениях тело возвращается в исходное положение). Нестабильное равновесие (при малых отклонениях тело уходит от исходного положения). Неопределённое равновесие (тело остаётся в новом положении при малых отклонениях).
1. Положите учебник на стол. Возьмите его за один из углов и потяните по поверхности стола так, чтобы направление действия силы совпадало с диагональю учебника, проведённой через точку приложения силы. Объясните, почему в этом случае учебник движется поступательно, а при других направлениях действия силы он будет двигаться с вращением. Сделайте сообщение в классе.
Когда вы прикладываете силу вдоль диагонали учебника, сила действует на учебник симметрично относительно его центра масс. Это приводит к тому, что весь объект начинает двигаться как единое целое, то есть происходит поступательное движение. В данном случае сила не вызывает вращение, так как точка приложения силы проходит через центр масс, и момент силы (который вызывает вращение) равен нулю. Если же сила приложена под углом или не совпадает с диагональю, то момент силы относительно центра масс вызывает вращение учебника, и он начинает двигаться с вращением.
2. Вырезанную из картона фигурку бегемота подвесили на нити, прикреплённой к точке А (рис. 119). По линии отвеса провели черту, как показано на рисунке. Затем эту же фигурку подвесили на нити, прикреплённой к точке В, и провели ещё одну черту по линии отвеса. Чему соответствует точка О, отмеченная на пересечении двух указанных линий?
Когда фигурку подвешивают на нити из двух различных точек (A и B), линии отвеса, проведенные из этих точек, пересекаются в точке O. Эта точка O — это центр масс фигурки. Центр масс — это точка, через которую проходит линия действия всех сил, воздействующих на тело, и в которой можно считать сосредоточенной всю массу тела. Таким образом, точка пересечения этих линий отвеса указывает на положение центра масс фигурки.
Проведите такой же эксперимент с другим плоским телом.
13. Проведите эксперимент по определению положения центра масс тела, предложенного учителем. Сделайте сообщение в классе.
Для проведения эксперимента по определению положения центра масс тела можно использовать различные методы. Один из них — подвешивание тела на нити из нескольких точек и определение точки пересечения линий отвеса, как описано в предыдущем эксперименте. Можно также использовать метод равновесия. Для этого необходимо наметить на теле несколько точек и подвесить тело так, чтобы оно находилось в состоянии равновесия. Изучив расположение точек равновесия, можно точно определить центр масс.