Sign In

שיווי משקל ודיאגרמות גוף חופשי

Overview

מקור: קטרון מיטשל-ווין, PhD, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

שיווי משקל הוא מקרה מיוחד במכניקה שחשוב מאוד בחיי היומיום. זה קורה כאשר כוח הרשת ומומנט הרשת באובייקט או במערכת הם שניהם אפס. משמעות הדבר היא כי הן התאוצות הליניאריות והן התאוצות הזוויתיות הן אפס. לפיכך, האובייקט נמצא במנוחה, או שמרכז המסה שלו נע במהירות קבועה. עם זאת, אין זה אומר שאף כוחות אינם פועלים על האובייקטים בתוך המערכת. למעשה, ישנם מעט מאוד תרחישים על פני כדור הארץ שבהם אין כוחות הפועלים על כל אובייקט נתון. אם אדם חוצה גשר, הוא מפעיל כוח כלפי מטה על הגשר ביחס למסה שלו, והגשר מפעיל כוח שווה והפוך כלפי מעלה על האדם. במקרים מסוימים, הגשר עשוי להתגמש בתגובה לכוח כלפי מטה של האדם, ובמקרים קיצוניים, כאשר הכוחות גדולים מספיק, הגשר עשוי להיות מעוות ברצינות או אפילו שבר. המחקר של כיפוף זה של אובייקטים בשיווי משקל נקרא גמישות והופך חשוב ביותר כאשר מהנדסים מתכננים מבנים ומבנים שאנו משתמשים בהם מדי יום.

Procedure

1. התבונן בשיווי משקל במערכת סטטית וודא שסכום הכוחות ומומנטים הוא אפס. אשר את קבועי האביב k המשמשים במערכת.

  1. להשיג מקל מטר, שני קשקשי קפיץ עם קבועי קפיץ ידועים, שני דוכנים להשעות את הקפיצים מ, שני משקולות של מסות שונות, ומנגנון להשעות את המשקולות ממקל המונה.
  2. אבטחו את שני הדוכנים לשולחן, במרחק של מטר אחד זה מזה.
  3. חבר את המעיינות ליציעים.
  4. חבר את הקפיץ לכל קצה של מקל מטר.
  5. חבר את המשקל הראשון לאמצע מקל המונה.
  6. חשב הן את הכוח והן את המומנט המופעלים על ידי המשקל

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

התוצאות הייצוגיות לניסוי ניתן למצוא בטבלה 1. הכוח המופעל על שני המעיינות על ידי המסה התלויה מסומן על ידי מיקומם: שמאל וימין, מסומן על ידי כתובים L ו- R. מאז יש שני לא ידועים בניסוי זה, FL ו- FR, שתי משוו...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

כל הגשרים נמצאים תחת מידה מסוימת של מתח, הן מהמשקל שלהם והן ממשקל העומסים הנעים לרוחב. גשרים תלויים, כמו שער הזהב, הם מערכת מורכבת של חפצים תחת כוחות כבדים מאוד ושיווי משקל. הכבלים שמחזיקים את הגשר למעלה הם אלסטיים, ואלסטיותם נחשבה כאשר מהנדסי המבנים עיצבו את הגשר. באופן דומה, לגורדי שחקים י?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
EquilibriumFree body DiagramsClassical MechanicsForcesBalanced ForcesNet ForceTranslational EquilibriumRotational EquilibriumNet TorqueStatic EquilibriumDynamic EquilibriumLinear AccelerationAngular AccelerationIndividual ForcesTorquesConceptualize Forces And TorquesMultiple ComponentsVarious ForcesLoaded SpringGravitational WeightFreely Rotating Beam

Skip to...

0:02

Overview

1:18

Principles of Equilibrium and Free-body Diagrams

5:01

Determining Forces and Torques in Equilibrium

6:30

Data Analysis and Results

7:38

Applications

8:40

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

שיווי משקל ודיאגרמות גוף חופשי

Physics I

37.3K Views

article

חוקי התנועה של ניוטון

Physics I

75.7K Views

article

כוח ותאוצה

Physics I

79.0K Views

article

וקטורים בכיוונים מרובים

Physics I

182.3K Views

article

קינמטיקה ותנועת קליעים

Physics I

72.5K Views

article

חוק הכבידה האוניברסלית של ניוטון

Physics I

190.7K Views

article

שימור המומנטום

Physics I

43.3K Views

article

חיכוך

Physics I

52.8K Views

article

חוק הוק ותנועה הרמונית פשוטה

Physics I

61.3K Views

article

מומנט

Physics I

24.3K Views

article

אינרציה סיבובית

Physics I

43.5K Views

article

מומנטום זוויתי

Physics I

36.1K Views

article

אנרגיה ועבודה

Physics I

49.7K Views

article

אנטלפיה

Physics I

60.4K Views

article

אנטרופיה

Physics I

17.6K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved