Правило моментов ❤️

С тех пор как Архимед установил правило рычага, оно просуществовало в первозданном виде почти 1900 лет. И лишь в 1687 г. французский ученый П. Вариньон придал ему более общую форму, воспользовавшись понятием момента силы.

Моментом силы называется физическая величина, равная произведению силы на ее плечо:

M = Fl, (21.1)

Где

М — момент силы, F — сила, L — плечо силы.

Докажем, что рычаг находится в равновесии, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки, т. е.

М1 = М2 (21.2)

Для доказательства этого равенства воспользуемся формулой (20.1). Используя свойство пропорции (произведение крайних членов пропорции равно произведению ее средних членов), перепишем эту формулу в виде

F1l1 = F2l2

Но F2l2 = M2 — момент силы, стремящейся повернуть рычаг по часовой стрелке (см. рис. 50), а F1l1 = M1 — момент силы, стремящейся повернуть рычаг против часовой стрелки. Таким образом, M1 = M2, что и требовалось доказать.

Формула (21.2) выражает Правило моментов. Это правило справедливо для любого твердого тела, способного вращаться вокруг закрепленной оси. Таково, например, тело, изображенное на рисунке 53. Ось вращения этого тела перпендикулярна плоскости рисунка и проходит через точку, обозначенную буквой O. Плечом силы F1 в данном случае является расстояние L1 от оси вращения до линии действия силы.

В общем случае момент силы находят следующим образом. Сначала проводят линию действия силы. Затем из точки O, через которую проходит ось вращения, опускают на линию действия силы перпендикуляр. Длина этого перпендикуляра является плечом данной силы.

Умножив силу на ее плечо, получают момент силы относительно оси вращения.

Момент силы характеризует вращающее действие силы. Это действие зависит как от силы, так и от ее плеча. Именно поэтому, например, желая открыть дверь, стараются приложить силу как можно дальше от оси вращения. С помощью небольшой силы при этом создают значительный момент, и дверь открывается.

Открыть ее, оказывая давление около петель, значительно труднее. По той же причине гайку легче отворачивать более длинным гаечным ключом, шуруп легче вывернуть с помощью отвертки с более широкой ручкой и т. д.

Единицей момента силы в СИ является ньютон-метр (1 Н*м). Это момент силы 1 Н, имеющей плечо 1 м.

1. Что называют моментом силы? 2. Сформулируйте правило моментов. 3. Что характеризует момент силы? 4. Почему ручку у двери прикрепляют на противоположной от петель стороне? 5. Как находится момент силы в общем случае?

6. Что принимают за единицу момента силы?

гармонические колебания решение задач

роль физики в познании мира

Применение условий равновесия твердого тела Рассмотрим примеры того, как можно на практике применить условия равновесия твердого тела. Пример 1. Равноплечие весы Еще с древнейших времен для определения массы тел люди использовали равноплечие весы (рис. 137). Понять принцип их работы просто, если воспользоваться вторым условием равновесия твердого тела. Коромысло весов может поворачиваться вокруг оси, проходящей через точку O. На равных расстояниях ... Читать далее...

Условия равновесия тела 1. Первое условие равновесия тела Выясним, при каких условиях тело, покоящееся относительно некоторой инерциальной системы отсчета, останется в покое. Если тело покоится, то его ускорение равно нулю. Тогда согласно второму закону Ньютона должна быть равна нулю и равнодействующая приложенных к телу сил. Поэтому первое условие равновесия можно сформулировать так: Если тело находится в покое, то ... Читать далее...

Равновесие тела. Момент силы Вы уже знаете, что если сумма всех действующих на точечное тело сил равна нулю, то это тело в инерциальной системе отсчета (ИСО) покоится или движется равномерно и прямолинейно. Следовательно, всегда можно выбрать такую инерциальную систему отсчета, в которой это тело покоится. В этом случае говорят, что тело находится в равновесии. Таким образом, условием равновесия точечного ... Читать далее...

Свойства пары сил В учебниках физики описан такой способ определения центра тяжести: пластинку произвольной формы подвешивают на нитке за какую-нибудь ее точку (рис. 51). Когда установится равновесие, через эту точку подвеса проводят на пластинке вертикаль. Центр тяжести находится, конечно, на этой линии. Потом пластинку подвешивают за другую точку. Проводят вертикальную линию, проходящую через эту точку. На пересечении двух ... Читать далее...

Рычаг Сила человека ограничена. Поэтому он часто применяет устройства (или приспособления), позволяющие преобразовать его силу в силу, существенно большую. Примером подобного приспособления является рычаг. Рычаг представляет собой твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. В качестве рычага могут быть использованы лом, доска и тому подобные предметы. Различают два вида рычагов. У рычага 1-го рода неподвижная точка ... Читать далее...

Простые механизмы В предыдущем параграфе вы познакомились с рычагом — механическим устройством для перемещения грузов за счет выигрыша в силе. Используя неравноплечий рычаг, можно, приложив небольшую силу, переместить тело значительной массы. Рычаг был одним из первых механизмов, известных людям с древних времен. Существуют и другие механические устройства, которые позволяют изменять не только модуль силы, но и ее ... Читать далее...

М. Ю. Лермонтов «Герой нашего времени» Во всякой книге предисловие есть первая и вместе с тем последняя вещь; оно или служит объяснением цели сочинения, или оправданием и ответом на критики. Но обыкновенно читателям дела нет до нравственной цели и до журнальных нападок, и потому они не читают предисловий. А жаль, что это так, особенно у нас. Наша публика так еще молода ... Читать далее...

Способы описания прямолинейного движения Простейшим видом движения точечного тела является движение вдоль прямой. Такое движение называют прямолинейным. Рассмотрим достаточно простой пример прямолинейного движения. Представим себе, что на столе лежит ученическая линейка. В том месте, где у линейки находится нулевая отметка, лежит крупинка сахара. Муравей, схватив крупинку сахара в тот момент, когда мы включили секундомер, начинает бежать вдоль края линейки ... Читать далее...

Простые машины Рычаг Перекладина, которая вращается вокруг оси, представляет собой элементарное механическое устройство — рычаг. Архимед первым исследовал действие рычага с научной точки зрения и установил, что длина плеча рычага обратно пропорциональна силе, действующей на рычаг. Если мы приложим малую силу к длинному плечу рычага, то это действие аналогично приложению большей силы к короткому плечу рычага. Закон ... Читать далее...

Скорость прямолинейного равномерного движения Представим себе, что мы имеем дело с равномерно движущимся по прямой велосипедистом, который проезжает за каждую секунду не 5 м (как в предыдущем параграфе), а, например, 10 м. При этом выбрана та же система отсчета. Тогда зависимость координаты фары от времени будет выглядеть несколько иначе, так как в правой части полученного нами выражения на месте ... Читать далее...

Прямолинейное равномерное движение 1. Скорость Поставим опыт Толкнем тележку, находящуюся на горизонтальной поверхности, по которой она может двигаться практически без трения (можно использовать тележку на воздушной подушке). На рисунке 2. 1 изображены положения тележки через равные промежутки времени. Мы видим, что за разные промежутки времени тележка совершает одинаковые перемещения. Движение тела, при котором оно за любые равные промежутки ... Читать далее...

Плотность планеты. Суточное вращение планеты 1. Плотность планеты Рассмотрим, как выразить ускорение свободного падения на поверхности планеты и первую космическую скорость для этой планеты через ее радиус R и среднюю плотность ρ. (Средняя плотность планеты равна отношению массы планеты к ее объему.) ? 1. Выразите массу планеты M через ее радиус R и среднюю плотность ρ. ? 2. Чему равно ... Читать далее...

Второй закон Ньютона Прежде чем сформулировать один из важнейших законов механики, подведем итог приобретенным знаниям. Напомним, что пока мы ведем разговор только о точечных телах. При наблюдении за точечным телом из инерциальной системы отсчета выполняются следующие правила (рис. 85). Если сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю, то это тело движется равномерно прямолинейно или покоится. Иначе говоря, ... Читать далее...

Перемещение. Путь До сих пор мы рассматривали только прямолинейное равномерное движение. При этом точечные тела двигались в выбранной системе отсчета либо в положительном, либо в отрицательном направлении оси координат X. Мы установили, что в зависимости от направления движения тела, например, за промежуток времени от момента t1 до момента t2 изменение координаты тела (x2 — x1) может быть ... Читать далее...

Равномерное движение по окружности 1. Основные характеристики равномерного движения по окружности Движение по окружности часто встречается в природе и технике: по траекториям, близким к окружностям, движутся планеты вокруг Солнца, Луна и искусственные спутники Земли, точки колес и вращающихся деталей механизмов. Мы ограничимся в нашем курсе равномерным движением по окружности. Напомним, что равномерным называют движение, при котором тело за любые ... Читать далее...

Движения Земли в пространстве Земля в пространстве перемещается подобно юле, которая вращается вокруг себя и одновременно движется по кругу. Наша планета так же осуществляет два основных движения: вращается вокруг своей оси и совершает движение вокруг Солнца. Вращение Земли вокруг оси. Вы уже видели, как глобус-Земля вращается вокруг стержня-оси. Наша планета осуществляет такое движение постоянно. Но мы этого не замечаем, ... Читать далее...

Вращательное движение Расскажу вам о вращательном движении. На первый взгляд может даже показаться, что вращательное движение нарушает законы механики. В чем же нарушение и каких законов? Ну, скажем, закон инерции. Ведь всякое тело, если на него не действуют уравновешенные силы, должно или покоиться, или двигаться равномерно и прямолинейно. Но вот я даю боковой толчок этому глобусу, и ... Читать далее...

Задачи и упражнения к главе 1 «Кинематика» 1. Укажите, относительно каких тел пассажир, сидящий в каюте плывущего теплохода, находится в покое и относительно каких тел он движется. 2. Укажите, относительно каких тел ученик, читающий дома книгу, находится в покое и относительно каких тел он движется. 3. Выразите в метрах в секунду следующие скорости: 9 км/ч, 36 км/ч, 108 км/ч, 30 м/мин, 20 ... Читать далее...

Сила Мы установили, что только действие других тел может быть причиной появления ускорения у данного тела в инерциальной системе отсчета. Теперь нам предстоит выяснить: 1) какой физической величиной описывают это действие; 2) какими свойствами обладает эта физическая величина; 3) как ее измерить. Действие одного тела на другое описывают с помощью величины, которую называют силой. Однако в ... Читать далее...

Лабораторная работа 5. Выяснение условия равновесия рычага Оборудование: рычаг на штативе, набор грузов, линейка (рис. 154). Указания к выполнению работы 1. Путем вращения гаек на концах рычага уравновесьте его так, чтобы он расположился горизонтально. 2. Подвесьте два груза к левому плечу рычага на расстоянии L1 = 18 см от оси вращения. 3. Путем проб установите место на правом плече рычага, к которому ... Читать далее...

Решение задач кинематики. Задача «погоня» Прежде чем приступить к рассмотрению конкретных задач о погоне, договоримся о следующем. Будем называть погоней ситуацию, когда два тела движутся в одном направлении друг за другом. Например, один автомобиль на прямой дороге стремится догнать другой, хищник гонится за своей добычей и т. п. Решение задачи «погоня» заключается в ответе на вопрос: может ли одно тело ... Читать далее...

Исследование вращения Земли Чтобы представить движения Земли в пространстве, проведем опыт с помощью теллурия. Теллурий — это специальный прибор для демонстрации вращения Земли вокруг своей оси и солнца. Если теллурия нет, можно взять настольную лампу и поставить в центре стола. Это будет наше Солнце. Землю будет изображать глобус. Во время опыта одна его сторона, обращения к лампе, должна ... Читать далее...

Соцветие 1. Какое значение имеют соцветия для растений? Соцветие — это побег или система побегов, которые несут цветки. В соцветиях разных растений есть разное количество цветков — от нескольких штук до нескольких тысяч. Образование соцветий, их строение, порядок распускания цветков — это приспособление к разнообразным факторам опыления. У насекомоопыляемых растений цветки собраны в соцветия, хорошо заметные ... Читать далее...

Соцветие: определение, простые и сложные. Опыление: определение, виды 1. Охарактеризуйте типы соцветий. Цветки редко образуются поодиночке. Обычно они собраны в более или менее компактные группы — соцветия. Соцветия бывают простые и сложные. Простые соцветия имеют только одну — главную ось. Сложные соцветия помимо главной оси еще имеют и боковые оси, на которых и расположены цветки. Простые соцветия: Кисть — в этом соцветии цветки ... Читать далее...

Механическая работа В русском языке слово «работа» означает любую деятельность, трудовой процесс, продукт труда, изделие и т. д. В физике это слово также может иметь разный смысл. Поэтому сразу уточним, что при изучении механики мы будем говорить о механической работе, часто опуская для краткости прилагательное «механическая». Понятие механическая работа» было введено в физику французским ученым Жаком Понселе ... Читать далее...

Механическая работа. Мощность 1. Определение работы С механической работой (работой силы) вы уже знакомы из курса физики основной школы. Напомним приведенное там определение механической работы для следующих случаев. Если сила направлена так же, как перемещение тела, то работа силы A = Fs (1) В этом случае работа силы положительна. Если сила направлена противоположно перемещению тела, то работа силы ... Читать далее...

Путь при прямолинейном равномерном движении Выясним, как определить путь, пройденный телом при прямолинейном равномерном движении за некоторый промежуток времени, если известна зависимость координаты от времени в графическом виде, как, например, на рис. 47. В течение промежутка времени от t0 = 0 до t1 = 4 с рассматриваемое тело двигалось с постоянной скоростью, имеющей значение v01 = 2 м/с. Как вы ... Читать далее...

Положение тела в пространстве Наверняка каждый из вас неоднократно договаривался с другом, родителями или учителем о встрече. При этом всегда возникал вопрос: где встретиться? Хорошо, если намеченное место встречи было известно, и вы могли его назвать или показать. Но как быть, если вы договариваетесь о месте встречи по телефону или сообщаете о нем в письме? Обратимся за примером к ... Читать далее...

Движение тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту 1. Движение тела, брошенного горизонтально Если сопротивлением воздуха можно пренебречь, то брошенное как угодно тело движется с ускорением свободного падения . Рассмотрим сначала движение тела, брошенного горизонтально со скоростью v_vec0 с высоты h над поверхностью земли (рис. 11.1). В векторном виде зависимость скорости тела от времени t выражается формулой В проекциях на оси координат: Vx ... Читать далее...

Сложение сил. Измерение силы Как правило, движение точечного тела с ускорением в ИСО происходит при действии нескольких тел. Например, пусть тележка движется с ускорением по реальной горизонтальной дороге. На нее оказывает действие человек, который толкает тележку, и дорога, которая тормозит движение тележки. Изучая движение тела при действии на него нескольких тел, Ньютон пришел к двум выводам: 1. Действия, которые ... Читать далее...

Путь при прямолинейном равноускоренном движении в одном направлении Изучение прямолинейного равноускоренного движения мы начнем со случая, когда тело движется все время в положительном направлении оси X. Нам известно, что при этом путь s, модуль перемещения тела |Δx| и изменение его координаты Δx = xк — x0 равны между собой. Итак, пусть тело (например, автомобиль) движется прямолинейно с постоянным ускорением a в положительном направлении ... Читать далее...

Авторская позиция как выражение субъективного начала в журналистском тексте МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ЖУРНАЛИСТИКИ Авторская позиция как выражение субъективного начала в журналистском тексте Факультета филологии и журналистики Н. О. Бомбаковой. Допущено к защите » » _______________ 1999г. Научный руководитель З. И. Палиева, Кандидат философских наук, доцент Зав. кафедрой » » _______________ 1999г. З. И. Палиева, Кандидат философских наук, ... Читать далее...

Движение по окружности под действием нескольких сил 1. Поворот транспорта Движение по горизонтальной дороге Напомним, что ускорение тела, движущегося со скоростью v по окружности радиусом r, направлено к центру окружности (центростремительное ускорение). Модуль ускорения A = v2/r. Согласно второму закону Ньютона = m, Где — равнодействующая всех приложенных к телу сил. Пусть автомобиль совершает поворот на горизонтальной дороге, двигаясь равномерно по дуге ... Читать далее...

Прямолинейное равномерное движение Изучение прямолинейного движения мы начнем с самого простого его вида. Еще раз рассмотрим график движения муравья, приведенный на рис. 11. Мы видим, что характер движения муравья менялся дважды. Сначала он двигался, пробегая 1 см за каждую секунду, затем стоял на месте, потом снова двигался в положительном направлении оси X, но уже быстрее, чем раньше, — ... Читать далее...

Ускорение Мы выяснили, что движущийся по дороге автомобиль практически все время изменяет свою скорость. Так, если во время движения водитель нажимает на педаль тормоза, скорость автомобиля уменьшается. Если водитель нажимает на педаль газа, скорость автомобиля, наоборот, возрастает. При этом под словом «скорость» мы подразумеваем, как это было отмечено в предыдущем параграфе, мгновенную скорость. Таким образом, если ... Читать далее...

Движение заряженного тела в электрическом поле 1. Движение вдоль линий напряженности Рассмотрим сначала случай, когда действующей на тело силой тяжести можно пренебречь по сравнению с силой, которая действует на тело со стороны электрического поля. Это всегда имеет место, когда речь идет о движении заряженных микрочастиц, например электронов. Напомним, кстати, что электрон имеет отрицательный заряд, а протон — положительный. ? 1. Объясните, ... Читать далее...

Три закона Ньютона Раздел механики, в котором изучают, как взаимодействие тел влияет на их движение, называют динамикой. Основные законы динамики открыли итальянский ученый Галилео Галилей и английский ученый Исаак Ньютон. Вы изучали эти законы в курсе физики основной школы. Напомним их. 1. Первый закон ньютона (закон инерции) Повторим один из опытов, которые поставил итальянский ученый Галилео Галилей. Поставим ... Читать далее...

Скорость при прямолинейном равноускоренном движении При движении реального тела, например едущего из Москвы в Санкт-Петербург автомобиля, его ускорение может все время изменяться. При этом зависимость ускорения автомобиля от времени может быть достаточно сложной. Мы начнем изучение ускоренного движения с самого простого его вида — прямолинейного равноускоренного движения. Прямолинейное движение тела называют равноускоренным, если в процессе движения значение ускорения остается постоянным, ... Читать далее...

Система отсчета, траектория, путь и перемещение Механика изучает механическое движение, то есть изменение положения тел друг относительно друга с течением времени. Основная задача механики — определение положения тел в заданный момент времени, если известны положение и скорость тел в начальный момент. Движение тел зависит от взаимодействия между ними. Но для изучения взаимодействий тел нужно овладеть понятиями, с помощью которых описывают движение ... Читать далее...

Зависимость силы упругости от деформации. Закон Гука Зависимость сил упругости от деформации была установлена экспериментально английским физиком Робертом Гуком в середине XVII в. Давайте и мы обратимся к опыту. Подвесим к потолку легкий резиновый шнур длиной l0 (рис. 99, а). К нижнему концу шнура прикрепим груз небольшой массы m. Начнем постепенно отпускать груз, чтобы он медленно двигался вниз, а шнур все больше ... Читать далее...

Правило моментов