Статика Раздел механики, изучающий условия, при которых тело находится в состоянии покоя. - презентация

1 Статика Раздел механики, изучающий условия, при которых тело находится в состоянии покоя

2 Виды равновесия устойчивоенеустойчивоебезразличное

3 Виды равновесия устойчивое

4 Виды равновесия устойчивое

5 Виды равновесия устойчивое

6 Виды равновесия устойчивое

7 Виды равновесия устойчивое

8 Виды равновесия устойчивое

9 Виды равновесия неустойчивое

10 Виды равновесия безразличное

11 Виды равновесия безразличное неустойчивое устойчивое E п = maxE п = min E п = const

12 Определите, к какому виду равновесия относится каждый случай. Нарисуйте вектор силы тяжести.

13 Как можно увеличить устойчивость тела ? Какое тело более устойчиво : массивное или легкое ? Площадь опоры меньше или больше ? У которого центр тяжести низко или высоко ?

14 В каком случае тело будет находится в покое ?

15 Условия равновесия ЛЕБЕДЬ, ЩУКА И РАК Когда в товарищах согласья нет, На лад их дело не пойдет, И выйдет из него не дело, только мука. Однажды Лебедь, Рак, да Щука Везти с поклажей воз взялись, И вместе трое все в него впряглись; Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу! Поклажа бы для них казалась и легка: Да Лебедь рвется в облака, Рак пятится назад, а Щука тянет в воду. Кто виноват из них, кто прав,- судить не нам; Да только воз и ныне там.

16 Условия равновесия Достаточно ли этого условия ? Не всегда.

17 Необходимое и достаточное условие равновесия

18 Для равновесия тела необходимо и достаточно, чтобы моменты всех сил относительно оси вращения были уравновешены :

19 Будет ли самолет находится в равновесии ? F тяж F под х

20 Какой брусок опрокинется раньше при увеличении угла наклона ?

21 Алгоритм определения опрокидывания тела ДаНет Начало Определите примерно положение центра тяжести тела Нарисуйте вектор силы тяжести тела (вектор идет вертикально вниз из центра тяжести) Линия действия сил проходит через площадь опоры? Тело не опрокинется Тело опрокинется Конец

22 Какой брусок опрокинется раньше при увеличении угла наклона ?

23 Где должен находиться центр тяжести автомобиля, чтобы он не опрокинулся на повороте ? к856мв 77

24 Экспериментальная задача ?

25 ?

26 Задача на опрокидывание F тяж 1.Тело опрокинется в том случае, если вектор силы тяжести не проходит через площадь опоры. 2.Найдем угол наклона плоскости α, при котором начнется опрокидывание тела: он должен быть равен углу β. 3.Угол β найдем из геометрических соображений (треугольник АВС): А С В β α

27 Алгоритм решения задачи на скольжение тела Начало Нарисуйте векторы всех сил, действующих на тело (F тяж, N, F тр ) Проведите оси координат ( ось х удобно направить вдоль наклонной плоскости, ось у – перпендикулярно ей) Конец Запишите второй закон Ньютона в проекциях на оси координат (поскольку тело не движется, его ускорение равно нулю) По определению силы трения откуда выражаем коэффициент трения в зависимости от угла наклона По определению силы трения откуда выражаем коэффициент трения в зависимости от угла наклона

28 Алгоритм решения задачи на скольжение тела α х F тяж F тр N α F тяж y F тяж x F тяж x μ F тяж y F тяж sin α μ F тяж cos α F тяж x = F тяж sin α F тяж y = F тяж cos α F тр F тяж x F тр = μ N N= F тяж y tg α μ

29 Центр тяжести Центром тяжести тела называют геометрическую точку, через которую проходит сила тяжести тела при любом его положении в пространстве. Понятие о центре тяжести было впервые изучено примерно 2200 лет назад греческим геометром Архимедом, величайшим математиком древности. С тех пор это понятие стало одним из важнейших в механике, а также позволило сравнительно просто решать некоторые геометрические задачи.

30 Методы определения центров тяжести Метод симметрии. При определении центров тяжести широко используется симметрия тел. Для однородного тела, имеющего плоскость симметрии, центр тяжести находится в плоскости симметрии. Для однородного тела, имеющего ось или центр симметрии, центр тяжести находится соответственно на оси симметрии или в центре симметрии.

31 Центр тяжести тела произвольной формы Квадрат

32 Центр тяжести тела произвольной формы Прямоугольник

33 Центр тяжести тела произвольной формы Круг

34 Центр тяжести тела произвольной формы Треугольник

35 Методы определения центров тяжести Метод разбиения на части. Некоторые тела сложной формы можно разбить на части, центры тяжести которых известны. В таких случаях центры тяжести сложных фигур вычисляются по общим формулам, определяющим центр тяжести, только вместо элементарных частиц тела берутся его конечные части, на которые оно разбито.

36 Центр тяжести тела произвольной формы Экспериментальный метод

37 Центр тяжести тела произвольной формы Экспериментальный метод

38 Центр тяжести тела произвольной формы Расчетный метод 3m3m m l x цт

39 Задача на определение центра масс двойной звездной системы Самая яркая звезда северного полушария неба – Сириус из созвездия Большого Пса

40 На самом деле это не одна звезда, а две, вращающиеся вокруг общего центра масс : Сириус А – белая звезда главной последовательности ( спектральный класс А 1),– и Сириус B – белый карлик. Задача на определение центра масс двойной звездной системы

41 Масса Сириуса А 214% от массы Солнца, масса Сириуса B составляет 98% от массы Солнца, расстояние между ними 19,8 а.е. Определить, где находится центр масс этой звездной системы.

42 Задача на определение центра масс двойной звездной системы Ответ: центр масс двойной звезды Сириус находится примерно на трети расстояния между ними ближе к Сириусу А.

43 Методы определения центров тяжести Метод отрицательных масс. F тяж1 F тяж2 x цт

44 Методы определения центров тяжести Метод отрицательных масс. F тяж1 F тяж2 x цт Ответ: центр тяжести фигуры находится на расстоянии R/6 от центра большого круга.

45 Прочитайте текст и ответьте на вопросы Зачем центр тяжести располагают как можно ниже ? Что заставляет плавающее тело поворачиваться, если центр тяжести не находится над точкой опоры ? Какая сила опрокидывает корабль в шторм, если грузы сместились ? Где должна располагаться точка приложения подъемной силы самолета, чтобы он был устойчивым ? Какая энергия минимальна у устойчивого тела ?

46 Домашнее задание учебник « Физика -10» Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н., §54-56, упр.10 3, 5, Придумать и решить задачу на нахождение центра тяжести сложной фигуры ; 2. Найти центр тяжести системы тел ; 3. Придумать эксперимент по определению центра тяжести объемного тела произвольной формы ( картофелины ); 4. Сделать воздушного змея и привязать к нему бечевку так, чтобы он хорошо слушался управления.

47 Потому, что площадь опоры резко уменьшается. Ходить по канату нелегко, и не даром награждают аплодисментами искусного канатоходца. Однако иногда зрители впадают в ошибку и признают за вершину мастерства хитрые трюки, облегчающие задачу. Артист берёт сильно изогнутое коромысло с двумя вёдрами воды ; вёдра оказываются на уровне каната. С серьёзным лицом, при замолкшем оркестре, артист совершает переход по канату. Как усложнён трюк, думает неопытный зритель. На самом же деле артист облегчил свою задачу, понизив центр тяжести. Почему нелегко ходить по канату?

48 Равновесие тела, имеющего площадь опоры для равновесия необходимо, чтобы вертикальная линия, проведенная через центр тяжести тела, проходила внутри контура, образованного точками опоры ( или внутри плоскости, на которую опирается тело ). Это правило распространяется и на равновесие подъемных кранов. Подъемные краны для тяжелых грузов устанавливают на платформах, снабженных противовесом. Благодаря противовесу, когда кран поднимает тяжелый груз, общий центр тяжести крана, груза и противовеса не выступает за четырехугольник, ограниченный точками опоры колес на рельсах.

49 Как лучше всего класть книги, если Вы хотите составить из них стопку, причем так, чтобы наклон был как можно больше ?

50 До новых встреч !