ჩემი კაბინეტი

1.14.სხეულსი წონასწორობის პირობები

ფიზიკის ნაწილს, რომელიც სხეულის წონასწორობის პირობებს სწავლობს, სტატიკა ეწოდება. ნიუტონის მეორე კანონიდან გამომდინარეობს, რომ თუ სხეულზე მოდებული ყველა გაერე ძალის გეომეტრიული ჯამი ნულის ტოლია, სხეული უძრავია ან მოძრაობს წრფივად და თანაბრად. ამ დროს ამბობენ, რომ სხეუზე მოდებული ძალები აწონასწორებენ ერთმანეთს. გამოთვლებისას შეიძლება წარმოვიდგინოთ, რომ სხეულზე მომქმედი ყველა ძალის ტოლქმედი მასათა ცენტშია მოდებული.
არა მბრუნავი სხეული  წონასწორობისათვის, აუცილებელია, რომ   სხეულზე მოდებული ყველა ძალის ტოლქმედი ნულის ტოლი იყოს.


ნახ. 1.14.1. სამი ძალის მოქმედების ქვეშ მყოფი სხეულის წონასწორობა. გამოთვლებისას ყველა ძალის ტოლქმედი მიყვანილია  ერთ C წერტილში


ნახ. 1.14.1–ზესამი ძალის მოქმედების ქვეშ მყოფი სხეულის წონასწორობაა განხილული.  დაძალების გადაკვეთის წერტილი O არ ემთხვევა სიმძიმის ძალის

მოდების წერტილს  (C მასათა ცენტრი), მაგრამ წონასწორობისას ეს წერტილები აუცილებლად ერთ შვეულზე თავსდებიან. გამოთვლებისას ძალების ტოლქმედი  ერთ წერტილზე მიიყვანება.
თუ სხეულს გარკვეული ღერძის გარშემო ბრუნვა შეუძლია, მისი წომასწორობისათვის საკმარისი არ არის, რომ ყველა ძალის ტოლქმედი  ნულის ტოლი იყოს.
ძალის მაბრუნებელი მოქმედება დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის სიდიდეზე, არამედ ბრუნვის ღერძსა და ძალის მოქმედების წრფეს შორის მანძილზე.
ბრუნვის ღერძსა და ძალის მოქმედების წრფეს შორის გავლებული შვეულის სიგრზეს ძალის მხარს უწოდებენ.
 ძალი მოდულისა და  d მხარის ნამრავლს M–ს ძალის მომენტი ეწოდება. დადებითად თვლიან იმ ძალი მომენტებს, რომლებიც სხეულს საათის ისრის ბრუნვის საწინააღმდეგოდ აბრუნებს. (ნახ. 1.14.2).
მომენტების წესი: უძრავი ბრუნვის ღერძის მქონე სხეული წონასწორობაში იმყოფება, თუ სხეულზე მოდებული ყველა ძალის მომენტების ალგებრული ჯამი ამ ღერძის მიმართ ნულის ტოლია:
M1 + M2 + ... = 0.
ერთეულთა სართაშორისო სისტემაში ძალის მომენტი იზომება ნიუტონ–მეტრში (ნ.მ).


ნახ. 1.14.2. ბერკეტზე მომქმედი ძალები და მათი მომენტები. M1 = F1 · d1 > 0; M2 = – F2 · d2 < 0. წონასწორობისას M1 + M2 = 0

ზოგად შემთხვევაში, როცა სხეულს ბრუნვითი და გადატანითი მოძრაობა შეუძლია, წონასწორობისათვის ორივე პორობა აუცილებლად უნდა სრულდებოდეს: ტოლქმედი ძალაც და მომენტების ჯამიც ნულის ტოლი უნდა იყოს.
ორივე ეს პირობა არ არის  საკმარისი უძრაობისათვის მდგომარეობისათვის.


ნახ. 1.14.3. ბორბლის გორვა ჰორიზონტალორ ზედაპირზე. ტოლქმედი ძალა  და მომენტების ჯამი ნულის ტოლი

ჰორიზონტალორ ზედაპირზე მგორავი ბურბლი განურჩეველი წონასწორობის მაგალითს წარმოადგენს (ნახ. 1.14.3). ბორბალი რომ ნებისმიერ წერტილში გავაჩეროთ, ის წონასწორულ მდგომარეობაში აღმოჩნდება. განურჩველი წონასწორობის გარდა მექანიკაში არჩევენ მდგრადი და არამდგრადი წონასწორობების მდგომარეობებს.
წონასწორობის მდგომარეობას უწოდებენ მდგრადს, თუ ამ მდგომარეობიდან სხეულის მცირე გადახრისას  აღიძვრება ძალები ან ძალის მომენტები, როლებიც ცდილობენ სხეულის წონასწორობის მდგომარეობაში დაბრუნებას.
არამდგრადი წონასწორობის მდგომარეობიდან სხეულის მცირე გადახრისას აღიძვრება ძალები ან ძალის მომენტები, როლებიც ცდილობენ სხეულის წონასწორობის მდგომარეობას დაშორებას.
ბრტყელ ჰორიზონტულ სიბრტყეზე მდებარე ბურთი განურჩეველი წონასწორობის მდგომარეობაში იმყოფება. სფერული ზედაპირის ზედა წერტილში მდებარე ბურთი – არამდგრადი წონასწორობის მაგალითია. და ბოლოს სფერული ჩაღრმავების ფსკერზე მდებარე ბურთი მდგრად წომასწორობაშია (ნახ. 1.14.4).


ნახ. 1,14,4, საყრდენზე მყოფი ბურთის წონასწორობის სხვადასხვა სახეები. 1–  განურჩეველი წონასწორობა, (2) – მდგრად წომასწორობა, (3) –  არამდგრადი წონასწორობა

მოძრავი ბრუნვის ღერძის მქონე სხეულისათვის წონასწორობის სამივე სახეა შესაძლებელი.განურჩეველი წონასწორობა წარმოიშვება, როცა ბუნვის ღერძი მასათა ცენტრზე გადის. მდგრადი და არამდგრადი წონასწორობებისას მასათა ცენტრი მდებარეობს ბრუნვის ღერძზე გამავალ ვერტიკალურ წრფეზე, ამასთან, თუ მასათა ცენტრი ბრუნვის ღერძის დაბლა მდებარეობს წონასწორობის მდგომარეობა მდგრადია (ნახ. 1.14.5).


ნახ. 1.14.5. O ღერძზე გამაგრაბული ერთგვაროვანი წრიული დისკოს მდგრადი (1) და არამდგრადი (2) წონასწორობა.   C წერტილი – დისკო მასათა ცენტრი;  – სიმძიმის ძალა;  – ღერძის დაჭიმულობის ძალა; d – მხარი


განსაკუთრების შემთხვევას წარმოადგენს სხეული საყრდენზე. ამ დროს საყრდენის დრეკადობის ძალა მოდებულია არ მხოლოდ ერთ წერტილში, არამედ განაწილებულია მთელ საყრდენზე (ფუძეზე). სხეული წონასწორობაშია თუ მასათა ცენტრზე გავლებული შვეული სარდენ ფართობზე გადის. თუ ეს ხაზი საყრდენის ფართობს არ კვეთს, სხეული წაიქცევა. ასეთი სსხეულის კარგ მაგალითს წარმოადგენს გადახრილი კოშკი იტალიის ქალაქ პიზაში(ნახ. 1.14.6), რომელსაც როგორც გადმოცემა გვაუწყებს გალილეი თავისუფალი ვარდნის კანონების შესწავლისას იყენებდა. კოშკს ცილინდრის ფორმა აქვს, რომლის სიმაღლე 55 მ და რადიუსი 7 მ–ა. კოშკის მწვერვალი შვეულიდან 4,5 მ–ზეა გადახრილი.
კოშკის მასათა ცენტრზე გამავალი შვეული საყრდეს ცენტრიდან 2,3 მ–ზე კვეთს. ამგვარად კოშკი წონასწორობაშია.წონასწორობა დაირღვევა და კოშკი წაიქცევა, როცა მისი მწვერვალის შვეულიდან გადახრა 14 მ–ს მიაღწევს.როგოც ჩანს ეს არც ისე მალე მოხდება.


ნახ. 1.14.6. პიზის გადახრილი კოშკი.  C– მასათა ცენტრი,   O – კოშკის საყრდენის ცენტრი, CC' – მასათა ცენტრზე გამავალი შვეული

კითხვის დასმა

-1) 800მ/წმ სიჩქარით მოძრავი 9გ მასის მქონე ტყვია ხვდება ფიცარს და რაღაც სიღრმეზე ჩერდება.გამოთვალე,რა მუშაობა შეასრულა ტყვიამ ხახუნის ძალის დაძლევაზე.

2) ამწეს,რომელიც 2კვტ სიმძლავრის ელექტროძრავას მოჰყავს მოძრაობაში, 0.9 ტ ლითონის კონსტრუქცია 100მ სიმაღლეზე 10წთ-ში ააქვს.გამოთვალე ელექტროძრავას მქკ(მარგი ქმედების კოეფიციენტი)

3) დახრილი სიბრტყის დახმარებით ტვირთის 2,4მ სიმაღლეზე ასატანად 3600ჯ მუშაობა შეასრულეს.განსაზღვრეთ ტვირთის წონა,თუ დახრილი სიბრტყის მქკ 40%-ია.

ძალიან,ძალიან გთხოვთ დამეხმარეთ, წინასწარ მადლობა.

-ბოდიშს ვიხდი მაგრამ არ შემიძლია არ გიპასუხოთ, თქვენ თუ გინდათ ნუღარ მიპასუხებთ : ვთქვათ ორივე სფერო დაკიდებული გვაქვს სასწორებზე ან დინამომეტრებზე და მასები რო ტოლია დინამომეტრებიც აჩვენებენ ერთნაირად, ვთქვათ 200ნ. ამ სფეროების მოცულობებია ვთქვათ 0,005 კუბ.მ;  მაშინ თუ ჩავუშვებთ წყალში ორივე სფეროს  დინამომეტრები დაწერს 200-ρgVსფ= 200-1000*10*0,005=200-50=150ნ, ორივე დინამომეტრი აჩვენებდა 200ნ-ს და წყალში ჩაშვების მერე აჩვენებს 150 ნიუტონებს და ვერც ვერაფერს გავიგებთ აქედან გამომდინარე. (ციფრები ვეცადე რეალურს მგვანებოდა).

    გემს რაც შეეხება გემი იმიტომ ტივტივბს რომ გემის სიმკვრივე=გემის მასა/გემის სრულ მოცულობასთან (და არა მხოლოდ გემის შემადგენელი ლითონის მოცულობასთან)  ნაკლები გამოდის წყლის სიმკვრივეზე ყოველთვის და წყალში ტივივებს ის სხეული  რომლის სიმკვრივე ნაკლებია წყლისაზე. წყლის სიმკვრივე ყოველთვის ერთია და ადამიანის მიერ რკინით გაკეთებული სხეულების(გემების) სიმკვრივე ერთზე ნაკლები.

    ახლა შებრუნებული მტკიცება: თუ ავიღებთ სხვა მასალისგან დამზადებულ გემს რომელსაც ჩვეულებრივი მოცემული გემის ფორმა ზომა მასა და მოცულობა ექნება და არ ექნება სიღრუე - არც ეს უკანასკნელი ჩაიძირება და ზუსტად პირველი გემივით იტივტივებს იმიტო რო მათი სიმკვრივეები (მასები გავყოთ მოცულობებზე იქნება ტოლი, ვთქვათ 0,6) ამიტომ წყლის სიმკვრივე რომ არი 1-ის ტოლი ორივე იტივტივებს.

 ის ფაქტი რომ სფეროს ან გემის შიგნით ჰაერია ვაკუუმი თუ ჰელიუმი არაფერს წყვეტს იმიტომ რომ სხეულის სიმკვრივეზე გავლენას არ ახდენს ამ შემთხვევაში. კიდევ ერთხელ ვიმეორებ არ უნდა ავურიოთ ერთმანეთში სხეული რისგანაც შედგება იმ ნივთიერების სიმკვრივე და სხეულის რეალური სიმკვრივე, ლითონი რომ იძირება წყალში ეს ყველამ იცის მაგრამ ლითონისგან შექმნილი გემი რატომ არ იძირება ეს ზემოთ დავწერე და აღარ გავიმეორებ.

-რა მასის ალუმინი გამოიყოფა ელექტროლიზის დროს 30წთ-ში, თუ ელექტროლიტში დენის ძალა 2 ა-ია?

-ძალიან გთხოვთ სასწრაფოდ მჭირდება:

1)50ტ მასის რეაქტიული თვითმფრინავი დედამიწის მიმართ 3000მ/წმ სიჩქარით მოძრაობს.განსაზღვრე მფრინავის კინეტიკური ენერგია:ა)დედამიწის მიმართ  და ბ)თვითმფრინავის მიმართ.

2)გამოთვალეთ მუშაობა,რომელიც 3 წთ-ის განმავლობაში სრულდება წყლის ტუმბოს მიერ,თუ მისი საშუალებით 1წმ-ში 50ლ წყალი 20მ სიმაღლეზე მიეწოდება.

ყველა კითხვა

<