Zásada přenosnosti sil (s vyřešenými cvičeními) t



zásady přenositelnosti sil to znamená, že situace rovnováhy nebo pohybu tuhého tělesa se nemění, pokud je určitá síla, která působí na určitý bod tělesa, nahrazena jinou silou. K tomu je třeba přihlédnout ke dvěma předpokladům.

První předpoklad je, že nová síla má stejnou velikost, a druhá je, že je aplikován stejný směr, i když je na jiném místě těla. Tyto dvě síly mají stejný výsledek na pevném tělese; proto jsou ekvivalentními silami.

Princip převoditelnosti tak potvrzuje, že síla může být přenášena stejným směrem. Podobně je třeba poznamenat, že mechanickým účinkem síly může být jak rotace, tak i translace. Praktický příklad významu principu transmisibility je dán, když je tělo tlačeno nebo taženo.

Je-li hodnota síly, se kterou je těleso taženo nebo tlačeno, stejná a obě síly působí ve stejném směru, je výsledný pohyb přesně stejný. Tímto způsobem je pro účely pohybu výsledek stejný, tlačit nebo táhnout tělo.

Index

  • 1 Tuhá tělesa
  • 2 Omezení zásady přenosnosti
  • 3 Příklady
    • 3.1 První příklad
    • 3.2 Druhý příklad
  • 4 Řešené úlohy
    • 4.1 Cvičení 1
    • 4.2 Cvičení 2
  • 5 Odkazy

Tuhá tělesa

To je nazýváno pevným tělem (to nedeformuje) k nějakému tělu, které netrpí deformacemi, když vnější síla je aplikována na tomto \ t.

Myšlenka na tuhé tělo nepřestává být matematickou idealizací nezbytnou pro studium pohybu a příčin pohybu těl.

Přesnější definice tuhého těla je to, co ho definuje jako systém hmotných bodů, ve kterém vzdálenost mezi různými body těla není změněna působením soustavy sil..

Pravdou je, že skutečná tělesa a stroje nejsou nikdy zcela pevné a zažívají deformace, dokonce i minimálně, působením sil a nábojů na ně působících..

Omezení zásady přenosnosti 1. \ T

Zásada přenosnosti představuje určitá omezení. První a nejzřejmější je v případě, že působící síla nebo síly působí na deformovatelné těleso. V tomto případě bude deformace tělesa odlišná v závislosti na místě použití sil.

Dalším omezením je omezení, které lze vidět v následujícím případě. Předpokládejme, že dvě síly působící vodorovně na koncích tělesa, obě ve stejném směru, ale v opačném směru.

Podle principu přenositelnosti mohou být tyto dvě síly nahrazeny dvěma novými silami působícími ve stejném směru, avšak v opačném směru než původní síly..

Pro interní účely by substituce neměla žádný důsledek. Pro externího pozorovatele by však došlo k zásadní změně: v jednom případě by použité síly měly napětí a v jiném by byly pochopitelné..

Je tedy zřejmé, že zásada přenositelnosti je použitelná pouze z hypotézy jejího použití na ideální tuhé pevné látky az hlediska vnitřního pozorovatele..

Příklady

První příklad

Praktický případ použití principu přenositelnosti nastává, když chcete přesunout auto pro skupinu lidí.

Vozidlo se bude pohybovat stejným způsobem, ať ho zatlačí nebo vytáhne dopředu, pokud lidé působí silou na stejnou přímku.

Druhý příklad

Dalším jednoduchým příkladem, ve kterém je splněn princip přenositelnosti, je kladka. Pro účely pohybu je bod lana, na který působí síla, lhostejný, pokud je aplikována stejná síla síly. Tímto způsobem neovlivní pohyb, pokud je lano více či méně rozsáhlé.

Vyřešená cvičení

Cvičení 1

Uveďte, zda je zásada přenosnosti splněna v těchto případech: \ t

První případ

Síla 20 N působící horizontálně na tuhé těleso je nahrazena jinou silou 15 N působící na jiném místě tělesa, i když oba platí ve stejném směru.

Řešení

V tomto případě nebude princip transmisibility splněn, protože ačkoli obě síly působí ve stejném směru, druhá síla nemá stejnou velikost jako první. Proto není splněna jedna z nezbytných podmínek zásady přenosnosti.

Druhý případ

Síla 20 N působící horizontálně na tuhé těleso je nahrazena jinou silou 20 N působící na jiném místě tělesa a vertikálně.

Řešení

Při této příležitosti není zásada přenosnosti splněna, protože i když obě síly mají stejný modul, neuplatňují se stejným směrem. Ani jedna z nepostradatelných podmínek zásady přenosnosti není splněna. Lze říci, že obě síly jsou rovnocenné.

Třetí případ

Síla 10 N působící horizontálně na tuhé těleso se mění o dalších 10 N působících na jiném místě tělesa, ale ve stejném směru a směru.

Řešení

V tomto případě je splněna zásada přenosnosti, neboť obě síly mají stejnou velikost a jsou aplikovány ve stejném směru a smyslu. Jsou splněny všechny nezbytné podmínky zásady převoditelnosti. Lze říci, že obě síly jsou rovnocenné.

Čtvrtý případ

Síla klouže ve směru své akční linie.

Řešení

V tomto případě je splněna zásada přenosnosti, neboť při stejné síle se velikost aplikované síly nemění a prochází v její linii působení. Opět jsou splněny všechny nezbytné podmínky zásady přenosnosti.

Cvičení 2

Na tuhé těleso působí dvě vnější síly. Obě síly působí ve stejném směru a ve stejném směru. Pokud modul prvního z nich je 15 N a modul druhého z 25 N, jaké podmínky musí splňovat třetí vnější síla, která nahradí podmínku vyplývající ze dvou předchozích, musí splňovat zásadu přenosnosti??

Řešení

Na jedné straně musí být hodnota výsledné síly 40 N, což je výsledkem přidání modulu obou sil.

Na druhé straně musí výsledná síla působit v libovolném bodě přímky spojující dva body aplikace obou sil.

Odkazy

  1. Tuhé těleso (n.d.). Ve Wikipedii. Získáno 25. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
  2. Síla (n.d.). Ve Wikipedii. Získáno 25. dubna 2018, z en.wikipedia.org.
  3. Cutnell, John D.; Johnson, Kenneth W. (2003). Fyzika, šesté vydání. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
  4. Corben, H.C. Philip Stehle (1994). Klasická mechanika. New York: Dover publikace.
  5. Feynman, Richard P. Leighton; Sands, Matthew (2010). Feynmanovy přednášky o fyzice. I: Hlavně mechanika, záření a teplo (Nové tisíciletí ed.). New York: Základní knihy.