Условие на статично равновесие. Баланс на телата. Видове баланс на тялото. Статично и динамично равновесие на телата

« Физика - 10 клас

Спомнете си какво е моментът на сила.
При какви условия тялото е в покой?

Ако тялото е в покой спрямо избраната референтна система, тогава те казват, че това тяло е в равновесие. Сгради, мостове, греди заедно с опори, части от автомобили, книга на маса и много други тела почиват, въпреки факта, че върху тях се прилагат сили от други тела. Проблемът за изучаване на условията на равновесие на телата е от голямо значение. практическо значениеза машиностроенето, строителството, инструментостроенето и други области на технологиите. Всички реални тела, под въздействието на приложените към тях сили, променят формата и размера си или, както се казва, се деформират.

В много случаи, които се срещат в практиката, деформациите на телата по време на тяхното равновесие са незначителни. В тези случаи деформациите могат да бъдат пренебрегнати и изчислението може да се извърши, като се има предвид тялото абсолютно солидна.

За краткост ще бъде наречено абсолютно твърдо тяло твърдоили просто тяло... След проучване на условията на равновесие твърдо тяло, ще намерим условията за равновесие на реалните тела в случаите, когато техните деформации могат да бъдат пренебрегнати.

Помнете определението за абсолютно твърдо тяло.

Клонът на механиката, в който се изучават условията на равновесие на абсолютно твърди тела, се нарича статика.

В статиката се вземат предвид размерът и формата на телата, като в този случай от съществено значение е не само стойността на силите, но и положението на точките на тяхното приложение.

Нека първо разберем с помощта на законите на Нютон, при какви условия всяко тяло ще бъде в равновесие. За целта мислено разбийте цялото тяло в голям броймалки елементи, всеки от които може да се разглежда като материална точка... Както обикновено, нека наречем силите, действащи на тялото от страната на други тела, външни, а силите, с които взаимодействат елементите на самото тяло, вътрешни (фиг. 7.1). И така, сила 1,2 е сила, действаща върху елемент 1 от страната на елемент 2. Сила 2.1 действа върху елемент 2 от страната на елемент 1. Това са вътрешни сили; те също включват сили 1.3 и 3.1, 2.3 и 3.2. Очевидно геометричната сума на вътрешните сили е равна на нула, тъй като според третия закон на Нютон

12 = - 21, 23 = - 32, 31 = - 13 и т.н.

Статиката е частен случай на динамиката, тъй като останалите тела, когато върху тях действат сили, е специален случай на движение (= 0).

По принцип всеки елемент може да бъде въздействан от няколко външни сили. Под 1, 2, 3 и т.н. имаме предвид всички външни сили, приложени съответно към елементи 1, 2, 3, .... По същия начин, чрез "1", 2, "3 и т.н., ние обозначаваме геометричната сума от вътрешни сили, приложени към елементи 2, 2, 3, ... съответно (тези сили не са показани на фигурата), т.е

"1 = 12 + 13 + ...", 2 = 21 + 22 + ..., "3 = 31 + 32 + ... и т.н.

Ако тялото е в покой, тогава ускорението на всеки елемент е нула. Следователно, според втория закон на Нютон, геометричната сума на всички сили, действащи върху който и да е елемент, ще бъде равна на нула. Следователно можем да напишем:

1 + "1 = 0, 2 + "2 = 0, 3 + "3 = 0. (7.1)

Всеки от тези три уравненияизразява условието за равновесие на елемент от твърдо тяло.

Първото условие за равновесие на твърдо тяло.

Нека разберем на какви условия трябва да отговарят външните сили, приложени към твърдо тяло, за да бъде то в равновесие. За да направите това, добавяме уравнения (7.1):

(1 + 2 + 3) + ("1 + "2 + "3) = 0.

В първите скоби на това равенство е записана векторната сума на всички външни сили, приложени към тялото, а във втората - векторната сума на всички вътрешни сили, действащи върху елементите на това тяло. Но, както знаете, векторната сума на всички вътрешни сили на системата е равна на нула, тъй като според третия закон на Нютон всяка вътрешна сила съответства на сила, равна на нея по величина и противоположна по посока. Следователно от лявата страна на последното равенство ще остане само геометричната сума от външните сили, приложени към тялото:

1 + 2 + 3 + ... = 0 . (7.2)

В случай на абсолютно твърдо тяло се нарича условие (7.2). първото условие за нейния баланс.

Необходимо е, но не е достатъчно.

Така че, ако твърдото тяло е в равновесие, тогава геометричната сума от външните сили, приложени към него, е равна на нула.

Ако сумата от външните сили е равна на нула, тогава сумата от проекциите на тези сили върху координатните оси също е равна на нула. По-специално, за проекциите на външни сили върху оста OX, можете да напишете:

F 1x + F 2x + F 3x + ... = 0. (7.3)

Същите уравнения могат да бъдат написани за проекциите на силите върху осите OY и OZ.

Второто условие за равновесие на твърдо тяло.

Нека се уверим, че условието (7.2) е необходимо, но не е достатъчно за равновесието на твърдо тяло. Нека приложим към дъската, лежаща на масата, в различни точки, две равни по големина и противоположно насочени сили, както е показано на фигура 7.2. Сумата от тези сили е нула:

+ (-) = 0. Но дъската все още ще се върти. По същия начин две равни по големина и противоположно насочени сили въртят волана на велосипед или автомобил (фиг. 7.3).

Какво друго условие за външните сили, освен равенството на тяхната сума на нула, трябва да бъде изпълнено, за да бъде твърдо тяло в равновесие? Ще използваме теоремата за промяната на кинетичната енергия.

Да намерим, например, условието за равновесие на пръта, шарнирно закрепен на хоризонталната ос в точка O (фиг. 7.4). Това просто устройство, както знаете от курса по физика в основното училище, е лост от първия вид.

Нека сили 1 и 2 бъдат приложени към лоста, перпендикулярен на пръта.

В допълнение към силите 1 и 2, върху лоста действа вертикалната нагоре сила на нормална реакция 3 от страната на оста на лоста. Когато лостът е в равновесие, сумата от трите сили е нула: 1 + 2 + 3 = 0.

Нека изчислим работата, извършена от външни сили, когато лостът се завърти на много малък ъгъл α. Точките на приложение на силите 1 и 2 ще преминат по пътищата s 1 = BB 1 и s 2 = CC 1 (дъгите BB 1 и CC 1 при малки ъгли α могат да се разглеждат като отсечки от права линия). Работата A 1 = F 1 s 1 на сила 1 е положителна, тъй като точка B се движи в посоката на действието на силата, а работата A 2 = -F 2 s 2 на сила 2 е отрицателна, тъй като точка C се движи в посока противоположно на посоката на силата 2. Force 3 не работи, тъй като точката на нейното приложение не се движи.

Преминаваните пътища s 1 и s 2 могат да бъдат изразени чрез ъгъла на завъртане на лоста a, измерен в радиани: s 1 = α | BO | и s 2 = α | CO |. Имайки предвид това, нека пренапишем изразите, за да работят по следния начин:

А 1 = F 1 α | BO |, (7.4)
И 2 = -F 2 α | CO |.

Радиусите VO и CO на кръгови дъги, описани от точките на приложение на силите 1 и 2, са перпендикуляри, спуснати от оста на въртене върху линията на действие на тези сили

Както вече знаете, рамото на силата е най-краткото разстояние от оста на въртене до линията на действие на силата. Ще обозначим рамото на силата с буквата d. Тогава | IN | = d 1 - рамо на сила 1, и |CO | = d 2 - рамо на сила 2. В този случай изразите (7.4) приемат формата

A 1 = F 1 αd 1, A 2 = -F 2 αd 2. (7.5)

От формули (7.5) се вижда, че работата на всяка от силите е равна на произведението на момента на силата на ъгъла на завъртане на лоста. Следователно изразите (7.5) за работа могат да бъдат пренаписани като

А 1 = М 1 α, А 2 = М 2 α, (7.6)

а пълна работавъншните сили могат да се изразят с формулата

A = A 1 + A 2 = (M 1 + M 2) α. α, (7.7)

Тъй като моментът на силата 1 е положителен и равен на M 1 = F 1 d 1 (виж фиг. 7.4), а моментът на силата 2 е отрицателен и равен на M 2 = -F 2 d 2, то за работа A вие може да напише израза

A = (M 1 - | M 2 |) α.

Когато тялото започне да се движи, кинетичната му енергия се увеличава. За да увеличат кинетичната енергия, външните сили трябва да извършат работа, тоест в този случай A ≠ 0 и съответно M 1 + M 2 ≠ 0.

Ако работата на външните сили е нула, тогава кинетичната енергия на тялото не се променя (остава нула) и тялото остава неподвижно. Тогава

M 1 + M 2 = 0. (7.8)

Уравнение (7 8) е второто условие за равновесие на твърдо тяло.

Когато твърдо тяло е в равновесие, сумата от моментите на всички външни сили, действащи върху него по отношение на която и да е ос, е нула.

Така че, в случай на произволен брой външни сили, условията на равновесие на абсолютно твърдо тяло са както следва:

1 + 2 + 3 + ... = 0, (7.9)
M 1 + M 2 + M 3 + ... = 0.

Второто условие за равновесие може да се изведе от основното уравнение на динамиката на въртеливото движение на твърдо тяло. Според това уравнение, където M е общият момент на силите, действащи върху тялото, M = M 1 + M 2 + M 3 + ..., ε - ъглово ускорение... Ако твърдо тяло е неподвижно, тогава ε = 0 и следователно M = 0. По този начин второто условие на равновесие има формата M = M 1 + M 2 + M 3 + ... = 0.

Ако тялото не е абсолютно твърдо, тогава под действието на външни сили, приложени към него, то може да не остане в равновесие, въпреки че сумата на външните сили и сумата от техните моменти спрямо която и да е ос са равни на нула.

Нека приложим, например, към краищата на гумен шнур две сили, равни по големина и насочени по протежение на шнура в противоположни посоки. Под действието на тези сили шнурът няма да бъде в равновесие (кордът е опънат), въпреки че сумата на външните сили е равна на нула, а нулата е сумата от техните моменти около оста, преминаваща през която и да е точка на шнура .

Определение

Равновесието на тялото се нарича състояние, при което всяко ускорение на тялото е равно на нула, тоест всички действия на сили и моменти на сили върху тялото са уравновесени. В този случай тялото може:

• бъдете в състояние на спокойствие;
• движете се равномерно и по права линия;
• да се върти равномерно около ос, която минава през центъра на тежестта му.

Условия за баланс на тялото

Ако тялото е в равновесие, тогава две условия са изпълнени едновременно.

1. Векторната сума на всички сили, действащи върху тялото, е равна на нулевия вектор: $ \ sum_n ((\ overrightarrow (F)) _ n) = \ overrightarrow (0) $
2. Алгебричната сума на всички моменти на силите, действащи върху тялото, е равна на нула: $ \ sum_n (M_n) = 0 $

Две условия на равновесие са необходими, но не достатъчни. Да дадем пример. Помислете за колело, което се търкаля равномерно, без да се плъзга по хоризонтална повърхност. И двете условия на равновесие са изпълнени, но тялото се движи.

Помислете за случая, когато тялото не се върти. За да не се върти тялото и да бъде в равновесие, е необходимо сумата от проекциите на всички сили върху произволна ос да е равна на нула, тоест на резултата от силите. Тогава тялото или е спокойно, или се движи равномерно и по права линия.

Тяло, което има ос на въртене, ще бъде в равновесие, ако е изпълнено правилото за моментите на силите: сумата от моментите на силите, които въртят тялото по посока на часовниковата стрелка, трябва да бъде равна на сумата от моментите на силите, които го въртят обратно на часовниковата стрелка.

За да получите желания момент с най-малко усилие, трябва да приложите сила, колкото е възможно по-далеч от оста на въртене, като увеличите същото рамо на силата и съответно намалите стойността на силата. Примери за тела, които имат ос на въртене са: лост, врати, блокове, скоба и други подобни.

Три вида баланс на телата, които имат опорна точка

1. стабилно равновесие, ако тялото, след като бъде изведено от позицията на равновесие до следващата най-близка позиция и оставено в спокойствие, се върне в това положение;
2. нестабилно равновесие, ако тялото, изведено от положението на равновесие в съседно положение и оставено в мир, ще се отклони още повече от това положение;
3. индиферентно равновесие - ако тялото, след като бъде приведено в съседно положение и оставено на спокойствие, остане в новото си положение.

Равновесие на тяло с фиксирана ос на въртене

1. стабилен, ако в равновесно положение центърът на тежестта C заема най-ниската позиция от всички възможни близки позиции и неговата потенциална енергия ще има най-малката стойностот всички възможни стойности в съседни позиции;
2. нестабилен, ако центърът на тежестта C заема най-високото от всички близки позиции и потенциалната енергия е от най-голямо значение;
3. безразлично е, ако центърът на тежестта на тялото C във всички най-близки възможни позиции е на едно и също ниво и потенциалната енергия не се променя при прехода на тялото.

Проблем 1

Тяло А с маса m = 8 kg се поставя върху груба хоризонтална повърхност на масата. Към тялото е вързана нишка, хвърлена върху блок B (Фигура 1, а). Каква тежест F може да се завърже към края на конеца, висящ от блока, за да не се нарушава равновесието на тялото A? Коефициент на триене f = 0,4; триенето върху блока се пренебрегва.

Нека определим телесното тегло ~ A: ~ G = mg = 8 $ \ cdot $ 9,81 = 78,5 N.

Приемаме, че всички сили са приложени към тялото А. Когато тялото е поставено върху хоризонтална повърхност, върху него действат само две сили: тежестта G и противоположно насочената реакция на опората RA (фиг. 1, б).

Ако приложим някаква сила F, действаща по хоризонталната повърхност, тогава реакцията RA, която уравновесява силите G и F, ще започне да се отклонява от вертикалата, но тялото A ще бъде в равновесие, докато модулът на силата F надвиши максималната стойност на силата на триене Rf max, съответстваща на граничната стойност на ъгъла $ (\ mathbf \ varphi) $ o (фиг. 1, в).

Разширявайки реакцията RA на две компоненти Rf max и Rn, получаваме система от четири сили, приложени към една точка (фиг. 1, d). Чрез проектиране на тази система от сили върху осите x и y получаваме две уравнения на равновесие:

$ (\ mathbf \ Sigma) Fkx = 0, F - Rf max = 0 $;

$ (\ mathbf \ Sigma) Fky = 0, Rn - G = 0 $.

Решаваме получената система от уравнения: F = Rf max, но Rf max = f $ \ cdot $ Rn и Rn = G, следователно F = f $ \ cdot $ G = 0,4 $ \ cdot $ 78,5 = 31,4 H; m = F / g = 31,4 / 9,81 = 3,2 кг.

Отговор: Тегло на товара t = 3,2 кг

Задача 2

Системата от тела, показана на фиг. 2, е в състояние на равновесие. Тегло на товара tg = 6 кг. Ъгъл между векторите $ \ widehat ((\ надясно стрелка (F)) _ 1 (\ надясно стрелка (F)) _ 2) = 60 () ^ \ circ $. $ \ наляво | (\ стрелка надясно (F)) _ 1 \ надясно | = \ ляво | (\ стрелка надясно (F)) _ 2 \ надясно | = F $. Намерете масата на тежестите.

Резултантните сили $ (\ overrightarrow (F)) _ 1 и \ (\ overrightarrow (F)) _ 2 $ са равни по модул на теглото на товара и са противоположни на него в посока: $ \ overrightarrow (R) = (\ стрелка надясно (F)) _ 1 + (\ стрелка надясно (F)) _ 2 = \ -m \ стрелка надясно (g) $. Според косинусовата теорема $ (\ left | \ overrightarrow (R) \ right |) ^ 2 = (\ left | (\ overrightarrow (F)) _ 1 \ right |) ^ 2 + (\ left | (\ overrightarrow ( F) ) _2 \ надясно |) ^ 2 + 2 \ ляво | (\ надясно стрелка (F)) _ 1 \ надясно | \ ляво | (\ надясно стрелка (F)) _ 2 \ надясно | (cos \ широка стрелка ((\ надясно стрелка (F)) _1 (\ стрелка надясно (F)) _ 2) \) $.

Следователно $ (\ вляво (mg \ вдясно)) ^ 2 = $; $ F = \ frac (mg) (\ sqrt (2 \ left (1+ (cos 60 () ^ \ circ \) \ right))) $;

Тъй като блоковете са подвижни, тогава $ m_g = \ frac (2F) (g) = \ frac (2m) (\ sqrt (2 \ left (1+ \ frac (1) (2) \ right))) = \ frac (2 \ cdot 6) (\ sqrt (3)) = 6,93 \ kg \ $

Отговор: масата на всяка от тежестите е 6,93 кг

Статика.

Раздел от механиката, в който се изучават условията на равновесие на механичните системи под действието на приложените към тях сили и моменти.

Баланс на силите.

Механичен баланс, известен също като статично равновесие, - състоянието на тялото в покой или равномерно движещо се, при което сумата от силите и моментите, действащи върху него, е нула

Условия на равновесие за твърдо тяло.

Необходимите и достатъчни условия за равновесие на свободно твърдо тяло са равенството на нула на векторната сума на всички външни сили, действащи върху тялото, равенството на нула на сумата на всички моменти на външни сили около произволна ос, равенство на нула на началната скорост на транслационното движение на тялото и условието за равенство на нула на началната ъглова скорост на въртене.

Видове баланс.

Балансът на тялото е стабиленако при някакви малки отклонения от положението на равновесие, разрешено от външни връзки, в системата се появят сили или моменти на сили, които са склонни да върнат тялото в първоначалното му състояние.

Балансът на тялото е нестабиленако в системата се появят поне някои малки отклонения от положението на равновесие, разрешени от външни връзки, сили или моменти на сили, стремящи се допълнително да отклонят тялото от първоначалното състояние на равновесие.

Балансът на тялото се нарича безразличен.ако за някакви малки отклонения от положението на равновесие, разрешено от външни връзки, в системата се появят сили или моменти на сили, които са склонни да върнат тялото в първоначалното му състояние

Центърът на тежестта на твърдо тяло.

Център на тежесттатялото е точка, спрямо която общият момент на гравитационните сили, действащи върху системата, е нула. Например, в система, състояща се от две еднакви маси, свързани с неогъваем прът и поставени в нехомогенно гравитационно поле (например планета), центърът на масата ще бъде в средата на пръчката, докато центърът на тежестта на системата ще се измести към края на пръта, който е по-близо до планетата (тъй като теглото на масата P = m g зависи от параметъра гравитационно поле g) и, най-общо казано, дори разположен извън пръта.

В постоянно паралелно (хомогенно) гравитационно поле центърът на тежестта винаги съвпада с центъра на масата. Следователно на практика тези два центъра почти съвпадат (тъй като външното гравитационно поле в некосмическите проблеми може да се счита за постоянно в обема на тялото).

По същата причина понятията център на масата и център на тежестта съвпадат, когато тези термини се използват в геометрията, статиката и други подобни области, където приложението му в сравнение с физиката може да се нарече метафорично и където ситуацията на тяхната еквивалентност се предполага имплицитно (тъй като няма реално гравитационно поле, има смисъл да се вземе предвид неговата хетерогенност). В тези приложения традиционно и двата термина са синоними и често вторият е предпочитан просто защото е по-стар.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Стабилен баланс- това е равновесие, при което тялото, извадено от положение на равновесие и оставено на себе си, се връща в предишното си положение.

Това се случва, ако при леко изместване на тялото в която и да е посока от изходното положение, резултатната на силите, действащи върху тялото, стане различна от нула и се насочи към положението на равновесие. Например топка, лежаща на дъното на сферична депресия (фиг. 1 а).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Нестабилно равновесие- това е равновесие, при което тялото, изведено от равновесното положение и оставено само на себе си, ще се отклони още повече от положението на равновесие.

В този случай, при леко изместване на тялото от равновесното положение, резултатът от приложените към него сили е различен от нула и е насочен от положението на равновесие. Пример е топка, разположена в горната част на изпъкнала сферична повърхност (фиг. 1 б).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Безразличен баланс- това е равновесие, при което тялото, изведено от положение на равновесие и оставено на себе си, не променя позицията си (състоянието).

В този случай при малки премествания на тялото от първоначалното положение, резултантната на силите, приложени към тялото, остава равна на нула. Например топка, лежаща върху равна повърхност (фиг. 1, в).

Фиг. 1. Различни видове баланс на тялото върху опора: а) стабилен баланс; б) нестабилно равновесие; в) безразличен баланс.

Статично и динамично равновесие на телата

Ако в резултат на действието на силите тялото не получи ускорение, то може да бъде в покой или да се движи равномерно по права линия. Следователно можем да говорим за статично и динамично равновесие.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Статичен баланс- това е такъв баланс, когато под действието на приложените сили тялото е в покой.

Динамичен баланс- това е такъв баланс, когато под действието на силите тялото не променя движението си.

В състояние на статично равновесие има фенер, окачен на кабели, всяка строителна конструкция. Като пример за динамично равновесие можем да разгледаме колело, което се търкаля по равна повърхност при липса на сили на триене.

Назад напред

Внимание! ВизуализацияСлайдовете се използват само за информационни цели и може да не дават представа за всички възможности на презентацията. Ако се интересувате от тази работамоля, изтеглете пълната версия.

Цели на урока:Изучаване на състоянието на равновесие на телата, запознаване с различни видове равновесие; разберете условията, при които тялото е в равновесие.

Цели на урока:

• Образователни:Изучаване на две условия на равновесие, видове равновесие (стабилно, нестабилно, безразлично). Разберете при какви условия телата са по-стабилни.
• Разработване:Насърчаване на развитието на познавателен интерес към физиката. Развитие на умения за сравняване, обобщаване, подчертаване на основното, правене на заключения.
• Образователни:Повишете вниманието, способността да изразявате своята гледна точка и да я защитавате, да се развивате комуникационни умениястуденти.

Тип урок:урок за изучаване на нов материал с компютърна поддръжка.

Оборудване:

1. Диск "Работа и сила" от "Електронни уроци и тестове.
2. Таблица с условия на равновесие.
3. Накланяща се призма с отвес.
4. Геометрични тела: цилиндър, куб, конус и др.
5. Компютър, мултимедиен проектор, интерактивна дъска или екран.
6. Презентация.

По време на занятията

Днес в урока ще научим защо кранът не пада, защо играчката "Ванка-встанка" винаги се връща в първоначалното си състояние, защо Наклонената кула в Пиза не пада?

I. Повторение и актуализиране на знанията.

1. Формулирайте първия закон на Нютон. Каква държава казва законът?
2. На какъв въпрос отговаря вторият закон на Нютон? Формула и формулировка.
3. На какъв въпрос отговаря третият закон на Нютон? Формула и формулировка.
4. Какво се нарича резултантна сила? Как се намира?
5. От диска „Движение и взаимодействие на телата” изпълнете задача номер 9 „Резултантни сили с различни посоки"(Правило за добавяне на вектори (2, 3 упражнения)).

II. Изучаване на нов материал.

1. Какво се нарича баланс?

Равновесието е състояние на спокойствие.

2. Равновесни условия.(слайд 2)

а) Кога тялото е в покой? Какъв закон следва това?

Първото условие за равновесие:Тялото е в равновесие, ако геометричната сума от външните сили, приложени към тялото, е равна на нула. ∑F = 0

б) Нека две равни сили, както е показано на снимката.

Ще бъде ли в равновесие? (Не, тя ще се обърне)

Само централната точка е в покой, а останалите се движат. Това означава, че за да бъде тялото в равновесие, е необходимо сумата от всички сили, действащи върху всеки елемент, да бъде равна на 0.

Второ условие на равновесие:Сборът от моментите на силите, действащи по посока на часовниковата стрелка, трябва да е равен на сумата от силите, действащи обратно на часовниковата стрелка.

∑ M по часовниковата стрелка = ∑ M обратно на часовниковата стрелка

Момент на силата: M = F L

L - рамо на силата - най-краткото разстояние от опорната точка до линията на действие на силата.

3. Центърът на тежестта на тялото и неговото местоположение.(слайд 4)

Център на тежестта на тялото- това е точката, през която преминава резултантната на всички паралелни гравитационни сили, действащи върху отделни елементи на тялото (за всяко положение на тялото в пространството).

Намерете центъра на тежестта на следните фигури:

4. Видове баланс.

а) (слайдове 5-8)

Изход:Равновесието е стабилно, ако с малко отклонение от положението на равновесие има сила, която се стреми да го върне в това положение.

Стабилно е положението, при което потенциалната му енергия е минимална. (слайд 9)

б) Стабилност на тела, разположени на опорната точка или на линията на опора.(слайдове 10-17)

Изход:За стабилността на тяло, разположено върху една точка или опорна линия, е необходимо центърът на тежестта да е под точката (линията) на опора.

в) Устойчивост на телата върху равна повърхност.

(слайд 18)

1) Поддържаща повърхност- не винаги повърхността е в контакт с тялото (а тази, която е ограничена от линиите, свързващи краката на масата, стативите)

2) Анализ на слайда от "Електронни уроци и тестове", диск "Работа и сила", урок "Видове баланс".

Снимка 1.

1. Как се различават изпражненията? (Поддържаща зона)
2. Кой е по-стабилен? (С по-голяма площ)
3. Как се различават изпражненията? (Местоположението на центъра на тежестта)
4. Коя е най-стабилната? (С по-нисък център на тежестта)
5. Защо? (Тъй като може да се накланя до по-голям ъгъл, без да се преобръща)

3) Експериментирайте с отклоняваща призма

1. Поставяме призма с отвес върху дъската и започваме постепенно да я повдигаме над единия ръб. Какво виждаме?
2. Докато отвесът пресича повърхността, ограничена от опората, балансът се поддържа. Но веднага щом вертикалата, преминаваща през центъра на тежестта, започне да излиза извън границите на опорната повърхност, стекът се преобръща.

Разбор слайдове 19-22.

заключения:

1. Тялото с по-голяма опорна площ е стабилно.
2. От две тела с една и съща площ, това с по-нисък център на тежестта е стабилно. може да се накланя без да се преобръща под голям ъгъл.

Разбор слайдове 23-25.

Кои кораби са най-стабилни? Защо? (За което товарът се намира в трюмовете, а не на палубата)

Кои автомобили са най-издръжливи? Защо? (За да се увеличи стабилността на автомобилите в завои, пътното платно се накланя към завоя.)

заключения:Равновесието може да бъде стабилно, нестабилно, безразлично. Стабилността на телата е толкова по-голяма, колкото по-голяма площопори и под центъра на тежестта.

III. Прилагане на знания за стабилността на телата.

1. Какви специалности е най-необходимо да знаете за баланса на телата?
2. Проектанти и конструктори на различни конструкции (високи сгради, мостове, телевизионни кули и др.)
3. Циркови артисти.
4. Шофьори и други професионалисти.

(слайдове 28-30)

1. Защо Ванка-Встанка се връща в позиция за баланс при всеки наклон на играчката?
2. Защо Наклонената кула в Пиза е наклонена и не пада?
3. Как колоездачите и мотоциклетистите поддържат равновесие?

Изводи от урока:

1. Има три вида баланс: стабилен, нестабилен, безразличен.
2. Положението на тялото е стабилно, при което потенциалната му енергия е минимална.
3. Устойчивостта на телата върху равна повърхност е толкова по-голяма, колкото по-голяма е опорната площ и толкова по-нисък е центърът на тежестта.

Домашна работа: § 54 – 56 (Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцки)

Използвани източници и литература:

1. Г. Я. Мякішев, Б.Б. Буховцев, Н. Н. Соцки.Физика. 10 клас.
2. Филмова лента "Стабилност" 1976 г. (сканиран от мен на филмов скенер).
3. Диск "Движение и взаимодействие на телата" от "Електронни уроци и тестове".
4. Диск "Работа и сила" от "Електронни уроци и тестове".