Հավասարակշռությունը ֆիզիկայում համակարգի վիճակ է, երբ այն գտնվում է հարաբերական հանգստի մեջ շրջակա օբյեկտների նկատմամբ: Ստատիկան հավասարակշռության պայմանների ուսումնասիրությունն է։ Մեխանիզմներից մեկը, որի գործունեության համար հավասարակշռության պայմանների իմացությունը հիմնարար նշանակություն ունի, լծակն է։ Հաշվի առեք հոդվածում, թե ինչ տեսակի լծակներ են:
Ի՞նչ է դա ֆիզիկայում:
Մինչ լծակների տեսակների մասին խոսելը (ֆիզիկայում 7-րդ դասարանն անցնում է այս թեման), եկեք սահմանենք այս սարքը։ Լծակը պարզ մեխանիզմ է, որը թույլ է տալիս ուժը վերածել հեռավորության և հակառակը: Լծակն ունի պարզ սարք, այն բաղկացած է ճառագայթից (տախտակ, ձող), որն ունի որոշակի երկարություն և մեկ հենարան։ Հենարանի դիրքը ամրագրված չէ, ուստի այն կարող է տեղակայվել ինչպես ճառագայթի մեջտեղում, այնպես էլ դրա վերջում: Անմիջապես նշում ենք, որ հենարանի դիրքը հիմնականում որոշում է լծակի տեսակը։
Վերջինս մարդն օգտագործել է անհիշելի ժամանակներից։ Ուրեմն հայտնի է, որ Հին Միջագետքում կամ Եգիպտոսում դրա օգնությամբ գետերից ջուր են բարձրացրել կամ հսկայական քարեր տեղափոխել ընթացքում.տարբեր կառույցների կառուցում. Ակտիվորեն օգտագործել է լծակը Հին Հունաստանում: Միակ գրավոր ապացույցը, որը պահպանվել է այս պարզ մեխանիզմի կիրառման մասին, Պլուտարքոսի «Զուգահեռ կյանքեր» աշխատությունն է, որտեղ փիլիսոփան օրինակ է բերում Արքիմեդի կողմից բլոկների և լծակների համակարգի կիրառումը։
։
Մոմենտի հայեցակարգ
Ֆիզիկայի տարբեր տեսակի լծակների գործողության սկզբունքը հասկանալը հնարավոր է, եթե ուսումնասիրեք դիտարկվող մեխանիզմի հավասարակշռության հարցը, որը սերտորեն կապված է ուժի պահ հասկացության հետ։
Ուժի մոմենտը այն արժեքն է, որը ստացվում է ուժը բազմապատկելով դրա կիրառման կետից մինչև պտտման առանցքը հեռավորության վրա: Այս հեռավորությունը կոչվում է «ուժի ուս»: Նշանակենք F և d - ուժը և դրա ուսը, համապատասխանաբար, ապա կստանանք՝
M=Fd
Ուժի պահն ապահովում է ամբողջ համակարգի այս առանցքի շուրջը պտտվելու հնարավորություն: Վառ օրինակներ, որոնցում կարող եք դիտարկել գործողության ուժի պահը, հետևյալն են՝ պտուտակահանը պտուտակով պտուտակահանելը կամ դռան ծխնիներից հեռու գտնվող բռնակով դուռը բացելը:
Մոլորենտը վեկտորային մեծություն է: Խնդիրները լուծելիս հաճախ պետք է հաշվի առնել դրա նշանը։ Հարկ է հիշել, որ ցանկացած ուժ, որը ստիպում է մարմինների համակարգի պտույտը ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ հակառակ ուղղությամբ պտտվել, ուժի մոմենտ է ստեղծում + նշանով։
Լծակի մնացորդ
Վերևի նկարը ցույց է տալիս տիպիկ լծակ և դրա վրա գործող ուժերը նշված են: Հետագայում հոդվածում ասվելու է, որ դա.առաջին տեսակի լծակներ. Այստեղ F և R տառերը համապատասխանաբար նշանակում են արտաքին ուժ և բեռի որոշակի կշիռ։ Կարող եք նաև տեսնել, որ հենարանը շրջված է կենտրոնից, հետևաբար dF և dR թևերի երկարությունները հավասար չեն միմյանց::
Ստատիկայում ցույց է տրվում, որ լծակը չի շարժվում որպես ամբողջ մեխանիզմ, նրա վրա ազդող բոլոր ուժերի գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի։ Մենք նշել ենք դրանցից միայն երկուսը։ Փաստորեն, կա նաև երրորդը, որը հակադիր է այս երկուսին և հավասար է դրանց գումարին. սա աջակցության ռեակցիան է։
Որպեսզի լծակը պտտվող շարժումներ չկատարի, անհրաժեշտ է, որ ուժերի բոլոր մոմենտների գումարը հավասար լինի զրոյի։ Հենարանի արձագանքման ուժի ուսը զրո է, ուստի այն պահ չի ստեղծում։ Մնում է գրել F և R ուժերի պահերը:
RdR- FdF=0=>
RdR=FdF
Արձանագրված լծակի հավասարակշռության պայմանը որպես բանաձև, տրված է նաև՝
dR/dF=F/R
Այս հավասարությունը նշանակում է, որ որպեսզի լծակը չպտտվի, արտաքին ուժը պետք է լինի նույնքան անգամ մեծ (պակաս), քան բարձրացվող բեռի քաշը, քանի՞ անգամ է փոքր այս ուժի թեւը (ավելի մեծ), քան թեւը, որի վրա գործում է կշիռը:
Տրված ձևակերպումը նշանակում է, որ քանի անգամ ենք հաղթում ճանապարհին դիտարկվող մեխանիզմի օգնությամբ, նույնքան ուժ ենք կորցնում։
Առաջին տեսակի լծակ
Դա ցույց է տրված նախորդ պարբերությունում: Այստեղ մենք պարզապես ասում ենք, որ այս տիպի լծակի համար հենարանը գտնվում է F և R գործող ուժերի միջև: Կախված թեւերի երկարությունների հարաբերակցությունից, այդպիսի լծակը կարող է.օգտագործել ինչպես ծանրություն բարձրացնելու, այնպես էլ մարմնին արագացում տալու համար։
Մեխանիկական կշեռքները, մկրատը, եղունգ քաշող սարքը, քարաձիգը առաջին տեսակի լծակների օրինակներ են։
Հավասարակշռության դեպքում մենք ունենք նույն երկարության երկու թեւ, ուստի լծակի հավասարակշռությունը ձեռք է բերվում միայն այն դեպքում, երբ F և R ուժերը հավասար են միմյանց: Այս փաստն օգտագործվում է անհայտ զանգվածի մարմինները կշռելու համար՝ համեմատելով դրանք հղման արժեքի հետ։
Մկրատը և եղունգ քաշող սարքը ուժ ձեռք բերելու, բայց ճանապարհին պարտվելու վառ օրինակներ են: Բոլորը գիտեն, որ որքան մոտ է մկրատի առանցքին թղթի թերթիկը, այնքան ավելի հեշտ է այն կտրելը։ Ընդհակառակը, եթե դուք փորձում եք թուղթ կտրել մկրատի ծայրերով, ապա մեծ է հավանականությունը, որ նրանք կսկսեն այն «ծամել»։ Որքան երկար է մկրատի կամ եղունգ քաշող բռնակը, այնքան ավելի հեշտ է կատարել համապատասխան գործողությունը։
Ինչ վերաբերում է քարաձիգին, ապա սա ճանապարհին լծակի օգնությամբ ձեռք բերելու վառ օրինակ է, հետևաբար նաև այն արագացումով, որ նրա ուսը հաղորդում է արկին։
Երկրորդ տեսակի լծակ
Երկրորդ տեսակի բոլոր լծակներում հենարանը գտնվում է ճառագայթի ծայրերից մեկի մոտ: Այս դասավորությունը հանգեցնում է լծակի վրա միայն մեկ ուսի առկայությանը: Այս դեպքում բեռի կշիռը միշտ գտնվում է հենարանի և F արտաքին ուժի միջև։ Երկրորդ տեսակի լծակում ուժերի դասավորությունը հանգեցնում է միակ օգտակար արդյունքի՝ ուժի ավելացմանը։
Այս տեսակի լծակների օրինակներ են անիվի ձեռնասայլակը, որն օգտագործվում է ծանր բեռներ տեղափոխելու համար, և ընկուզեղենը: Երկու դեպքում էլ ճանապարհին կրած կորուստը ոչ մի բացասական արժեք չունի։ Այսպիսով, ձեռնարկի դեպքումանիվի ձեռնասայլակներ, միայն կարևոր է պահպանել բեռը քաշի վրա, երբ այն շարժվում է: Այս դեպքում կիրառվող ուժը մի քանի անգամ փոքր է բեռի քաշից։
Երրորդ տեսակի լծակ
Այս տեսակի լծակի դիզայնը շատ առումներով նման է նախորդին: Հենարանը այս դեպքում նույնպես գտնվում է ճառագայթի ծայրերից մեկում, իսկ լծակն ունի մեկ թեւ: Սակայն դրանում գործող ուժերի տեղակայումը բոլորովին այլ է, քան երկրորդ տեսակի լծակում։ F ուժի կիրառման կետը բեռի քաշի և հենարանի միջև է։
Բահը, պատնեշը, ձկնորսական ձողը և պինցետները այս տեսակի լծակների վառ օրինակներ են: Այս բոլոր դեպքերում ճանապարհին հաղթում ենք, բայց ուժի զգալի կորուստ կա։ Օրինակ՝ պինցետով ծանր բեռ պահելու համար անհրաժեշտ է F մեծ ուժ գործադրել, ուստի այս գործիքի օգտագործումը չի նշանակում դրա հետ ծանր առարկաներ պահել։
Եզրափակելով, մենք նշում ենք, որ բոլոր տեսակի լծակները աշխատում են նույն սկզբունքով: Նրանք օգուտ չեն տալիս ապրանքների տեղափոխման գործում, այլ միայն թույլ են տալիս վերաբաշխել այս աշխատանքը դրա առավել հարմար իրականացման ուղղությամբ։
