Рівновага тіл, що мають вісь обертання.

Нехай тіло має закріплену вісь, що проходить через точку О (рис. 15), навколо якої воно може обертатися. Якщо на це тіло вздовж прямої АВ діє сила F, то воно може обертатися з прискоренням.

Обертаюча дія сили характеризується обертаючим моментом або моментом сили відносно осі обертання, який дорівнює добуткові абсолютного значення сили на відстань від осі обертання до лінії дії сили.

Отже, момент сили F відносно осі, що проходить через точку О:

М = F∙d.

Величина d називається плечем сили.

Моменти сил, що обертають тіло за годинниковою стрілкою, зазвичай беруть зі знаком “плюс”, а проти годинникової стрілки – “мінус”.

Момент сили вимірюють у ньютоно-метрах (Н∙м).

Умовою рівноваги тіла, що може обертатися навколо осі, є те, щоб алгебраїчна сума моментів прикладених до тіла сил відносно цієї осі дорівнювала нулю (правило моментів).

Тобто: М₁ + М₂ + М₃ +...+ М_n = 0,

де М₁, .... , М_n – моменти сил F₁, …, F_n відносно осі.

При розв’язанні задач статики найчастіше користуються загальною умовою рівноваги тіла:

Для того, щоб тіло знаходилося у рівновазі, необхідно, щоб дорівнювали нулю рівнодіючаприкладених до тіла сил і сума моментів цих сил відносно осі обертання.

Задача 28. З яким прискоренням а ковзає брусок по похилій площині з кутом нахилу 30°, якщо коефіцієнт тертя μ = 0,2?

Задача 29. Яку силу треба прикласти до підйому вагонетки масою 600 кг по естакаді з кутом нахилу 20°, якщо коефіцієнт опору руху μ = 0,05?

Задача 30. Знайти сили, що діють на стрижні АВ і ВС (рис. 9), якщо α = 60°, а маса тягаря 3 кг.

Задача 31. Знайти моменти сили тяжіння тягаря (рис. 16) відносно точок А, С і В, якщо довжина стрижня ВС дорівнює 1 м., α = 60°, а маса тягаря 4 кг.

Задача 32. Стрижень (рис. 17) масою 1 кг і довжиною 2 м лежить на опорах А і В. на відстані 0,5 м до стрижня прикладена сила 20 Н. Знайти реакції опор.

Задача 33. З вершини похилої площини висотою 20 см і довжиною 1 м зісковзує брусок. Визначити швидкість бруска у кінці похилої площини, якщо коефіцієнт тертя μ = 0.

Д. З.: 1. §§ 30 – 32 і задачі, що залишилися нерозв’язаними на занятті.

Лабораторна робота № 1. Визначення жорсткості пружини.

Лабораторна робота № 2. Визначення коефіцієнта тертя ковзання.