Методическая разработка на тему: Условия равновесия рычага

2. Условия равновесия рычага.

Цель работы:

- Освоить методику расчёта определения усилий в условиях равновесия рычага;

- Научиться определять момент силы относительно точки.

2.1 Теоретическое обоснование.

Вращательное действие силы характеризуется моментом силы. Моментом силы относительно точки называется произведение модуля силы на ее плечо.

М_о ( F ) = Fh, Нм

Плечом силы относительно точки называется кратчайшее расстояние от центра момента до линии действия силы. Точка, относительно которой берется момент, называется центром момента. Рычагом называется твердое тело, имеющее одну точку опоры, относительно которой он может вращаться. Рычаг находится в равновесии только тогда, когда сумма моментов всех сил действующих на рычаг относительно точки опоры равна нулю, то есть _о( F ) = 0

2.2 Пример расчёта

2.2.1 Расчётная схема

2.2.2 Раскладываем наклонную силу F₄ на 2-е составляющие и упрощаем расчётную схему. (рис б)

2.2.3 Из условия равновесия рычага составляем уравнение : алгебраическая сумма моментов всех сил относительно точки опоры, действующих на рычаг равна нулю.

∑М₀ (F) = 0 ; -F₁ × 6 -F₂ × 2 + F₃ × 2 + F_4y × 7 = 0

Горизонтальная составляющая F_4x момент не дает относительно точки опоры “0” , так как, линия действия силы проходит через точку «О»

2.2.4 Подставляя данные, определяем величину неизвестной силы – F₃

– 100 × 6 – 200 × 2 + F₃ × 2 + 700 × 7 × Cos 45 = 0

– 600 – 400 + 2F₃ + 4900 × 0,7 = 0

– 1000 + 3430 = –2F₃

F3 = – 1215 H ( знак минус говорит о том, что направление силы надо поменять )

2.3 Ход работы

2.3.1 Расчётная схема

2.3.2 Раскладываем наклонную силу F₄ на 2-е составляющие и упрощаем расчётную схему.

2.3.3 Из условия равновесия рычага составляем уравнение : алгебраическая сумма моментов всех сил относительно точки опоры, действующих на рычаг равна нулю.

∑М₀ (F) = 0 ; ……………………………………………..

Горизонтальная составляющая …….. момент не дает относительно точки опоры “0” , т.к линия действия силы проходит через т.о

2.3.4 Подставляя данные, определяем величину неизвестной силы –

__________________________________________

__________________________________________

2.4 Вывод:

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

2.5 Контрольные вопросы:

– Что называется рычагом?

• В чём суть условия равновесия рычага?

• Момент силы относительно точки

• Что называется плечом?

• Что называется линией действия силы?

• Чему равен момент, если линия действия силы проходит через точку, относительно которой определяется момент?

• Знаки момента.