Das erste Gleichgewichtsbedingung erfordert, dass die Vektorsumme aller auf einen Körper einwirkenden Kräfte Null ist, damit er in Ruhe (statisches Gleichgewicht) oder mit gleichmäßiger geradliniger Bewegung (dynamisches Gleichgewicht) ist.
Diese Summe der Kräfte ist nichts anderes als die Nettokraft, die auf den Körper wirkt, mathematisch ausgedrückt auf folgende Weise:
F.Netz = 0
∑ F. = 0
Im Raum führt die erste Gleichgewichtsbedingung zu drei Gleichungen, eine für jede Dimension:
∑ F.x = 0; ∑ F.Y. = 0 und ∑ F.z = 0
Wenn diese Gleichungen erfüllt sind, wird das Objekt nicht übersetzt oder wenn dies der Fall ist, wird es mit konstanter Geschwindigkeit ausgeführt.
Wenn wir uns umschauen, stellen wir fest, dass wir ständig versuchen, die erste Bedingung des Gleichgewichts zu erfüllen, damit die Dinge nicht fallen.
Daher wird versucht, die Anziehungskraft der Erde durch Stützen, Seile oder Stützen einiger zu kompensieren, damit die Dinge auf diese Weise an Ort und Stelle bleiben und nicht auf dem Boden landen..
In anderen Fällen muss verhindert werden, dass externe elektromagnetische Felder den Betrieb von Stromkreisen und Kommunikationsgeräten beeinträchtigen. In diesem Fall müssen sich die elektrischen Ladungen im Gleichgewicht befinden..
Artikelverzeichnis
Eine große Anzahl von Alltagsgegenständen erfüllt die erste Gleichgewichtsbedingung, es ist eine Frage der sorgfältigen Beobachtung:
Bauherren streben nach Stabilität in Konstruktionen, damit die Benutzer sicher bleiben. Ziel der Statik ist es, die Bedingungen für das Auftreten eines statischen Gleichgewichts in Gebäuden, Brücken, Straßen und allen Arten von Strukturen zu untersuchen..
Diese Signaleinrichtungen müssen zur Erfüllung ihrer Funktionen fest bleiben, daher werden sie von Kabeln, Polen und Stangen so gehalten, dass die erste Gleichgewichtsbedingung erfüllt ist..
Wenn leitfähige Materialien wie Kupfer und andere Metalle eine elektrische Ladung erhalten, stellt sich bald ein elektrostatisches Gleichgewicht ein, wobei die überschüssige Ladung auf der leitenden Oberfläche verbleibt. Innerhalb des elektrischen Feldes ist Null.
Dieser Effekt wird häufig verwendet, um elektrische und elektronische Geräte mithilfe des sogenannten Faradayschen Käfigs von externen Feldern zu isolieren. Der Käfig besteht aus leitfähigem Material und umgibt die zu schützenden Geräte.
Bei Stürmen dienen Autos als Faradaysche Käfige, indem sie die Insassen vor Stromschlägen schützen..
In Beleuchtungssystemen wie Pendelleuchten wird die erste Gleichgewichtsbedingung verwendet, um sie an der Decke, am Boden oder an der Wand zu befestigen.
Auf Tische und Regale gestellte Gegenstände erfüllen die erste Gleichgewichtsbedingung. Die Normalkraft, die der Träger auf die Objekte ausübt, ist für den Gewichtsausgleich verantwortlich.
Um die Viskosität einer Flüssigkeit zu bestimmen, wird ein kugelförmiger Gegenstand mit bekanntem Durchmesser in sein Inneres fallen gelassen und seine Geschwindigkeit wird aufgrund des Widerstands langsamer. Die Geschwindigkeit der Kugel ist konstant und befindet sich somit im dynamischen Gleichgewicht.
Je höher die Viskosität der Flüssigkeit ist, desto geringer ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Kugel nach innen bewegt.
-Erstellen Sie ein Freikörperdiagramm, in dem alle auf den Körper einwirkenden Kräfte aufgeführt sind (lassen Sie diejenigen aus, die der Körper auf andere ausübt)..
-Wählen Sie ein kartesisches Koordinatensystem aus und stellen Sie sicher, dass sich die Kräfte so weit wie möglich auf einer der Achsen befinden. Die positive Richtung wird normalerweise in Bewegungsrichtung oder eine mögliche Bewegung genommen.
-Bestimmen Sie die kartesischen Komponenten jeder Kraft.
-Die Anwendung des zweiten Newtonschen Gesetzes für jede Komponente, wie zu Beginn festgelegt, bleibt somit ein Gleichungssystem.
-Lösen Sie das im vorherigen Schritt erhobene Gleichungssystem.
Der Block der Figur, der Masse m, es bewegt sich auf der schiefen Ebene unter einem Winkel θ mit konstanter Geschwindigkeit bergab. Berechnen Sie den Wert des kinetischen Reibungskoeffizienten μk, wenn die Masse des Blocks m = 5 kg und θ = 37º ist.
Der erste Schritt besteht darin, das Freikörperdiagramm zu zeichnen und ein kartesisches Koordinatensystem auszuwählen, um jede Kraft vektoriell auszudrücken. Die auf den Block einwirkenden Kräfte sind:
-Das Normale N. von der schiefen Ebene ausgeübt, ist senkrecht zu deren Oberfläche.
-Das Gewicht W. ist vertikal nach unten gerichtet.
-Kinetische Reibung F.k das ist gegen bewegung. Wenn es nicht existierte, würde sich der Körper mit einer Beschleunigung von gleich bergab bewegen g.senθ.
Wie Gewicht W. ist in Bezug auf die ausgewählten Koordinatenachsen geneigt, muss es in seine kartesischen Komponenten zerlegt werden:
W.x = mg sin 37º = 5 kg x 9,8 m / szwei x sin 37º = 29. 5 N.
W.Y. = mg · cos 37º = 5 kg · 9,8 m / szwei x cos 37º = 39,1 N.
Das zweite Newtonsche Gesetz wird nun angewendet und setzt jede Summe auf 0, da dem Block bei Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit die Beschleunigung fehlt:
∑ F.Y. = N - W.Y. = 0
∑ F.x = W.x - F.k = 0
Die Größe der kinetischen Reibung ist proportional zur Größe der Normalen, wobei der kinetische Reibungskoeffizient μ beträgtk die Konstante der Verhältnismäßigkeit.
F.k = μk N.
Gleichzeitig:
N = W.Y. = 39,1 N.
Plus:
F.k = W.x
Deshalb:
μk = 29,5 / 39,1 = 0,75
Berechnen Sie die Größe der Spannungen, die die Ampel mit einer Masse von 33 kg tragen (siehe Abbildung):
Das Freikörperdiagramm wurde sowohl für die Ampel als auch für den Knoten erstellt, der die Kabel hält:
Ampel
Darauf wirken: die Spannung T.3 hoch und das W Gewicht runter. Deshalb:
∑ F.Y. = W - T.3 = 0
Deshalb:
T.3 = 33 kg × 9,8 m / szwei = 323,4 N.
Knoten
Die Spannungen werden in ihre kartesischen Komponenten zerlegt:
∑ F.Y. = T.1 sin 53º + T.zwei sen 37º - T.3 = 0
∑ F.x = T.zwei cos 37º - T.1 cos 53º = 0
Und das folgende lineare Gleichungssystem wird mit zwei Unbekannten T erhalten1 und Tzwei ::
- 0,6 T.1 + 0,8 T.zwei = 0
0,8 T.1 + 0,6 T.zwei = 323,4
Die Lösung dieses Gleichungssystems lautet: T.1 = 258,7 N und T.zwei = 194,0 N.
Gleichgewichtsbedingungen.
Zweite Gleichgewichtsbedingung.
Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.