П јПојам и врсте равнотеже тела

Руски писац И. А. Крилов је написао чувену басну “Лабуд, штука и рак”. Све три животиње се муче, вуку кола на своју страну, а она се не померају.

Писац сигурно није имао на уму физику и равнотежу сила кад је писао ову басну, б ф бј ј П јали како би физичари објаснили зашто кола мирују. Погледајте слику.

Равнотежa тела

Често се догађа да тело мирује иако на њега делује истовремено више сила.Често се догађа да тело мирује иако на њега делује истовремено више сила. У том случају се каже да су силе у равнотежи.

Које силе су у равнотежи у случајевима приказаним на слици?К ј ј ј ?Колика је резултантна сила која делује на тело?

2FF 2F

elF

Q

Q

Q1F

Можемо закључити да је тело на које делују две или више сила је у равнотежи ако је њихова резултанта једнака нули.

Статика

Део механике у коме се проучава равнотежа тела (односно сила) у условима мировањаДео механике у коме се проучава равнотежа тела (односно сила) у условима мировања назива се статика.

Познавање статике је веома важно при изградњи мостова, зграда, торњева и машина.

Равномерно праволинијско кретање

Равнотежа сила може да постоји и када се тело креће.Равнотежа сила може да постоји и када се тело креће. Тада силе које делују на тело не изазивају промену његове брзине.

Под којим условима ће се локомотива и авион кретати равномерно праволинијски?А ј ј ј јАнализирајмо силе које делују на тело у ова два случаја.

FF vFoF

trF = constv

vF oF

Под равнотежом се не подразумева само стање мировања, већ и стање равномерног праволинијског кретања.

= constv

Тежиште и равнотеже тела

Како се свако тело састоји од ситних делића (атома или молекула) силе теже тих делића могу се представити паралелним силама управљеним вертикално надоле.

Слагањем свих ових сила добиће се резултанта Q која представља силу теже, а њена нападна тачка Т је тежиште тела.

Ако знамо где је тежиште тела може се подесити да чврсто тело не пада иако је подупртоАко знамо где је тежиште тела може се подесити да чврсто тело не пада иако је подупрто само у једној тачки.

У случајевима приказаним на слици на тело делују две силе, тежина тела и сила мишића. Ове силе су у равнотежи и тело се не креће.

Тежиште код неких геометријских тела

Код троугласте плоче тежиште се налази у пресеку тежишних линија, код правоугаонеКод троугласте плоче тежиште се налази у пресеку тежишних линија, код правоугаоне плоче у пресеку дијагонала, као и код квадра, док се код лопте тежиште налази у њеном

средишту.

О ј ј ј ј јОво важи под условом да је тело хомогено, тј. да му је густина једнака у целој запремини.

Одређивање тежишта тела неправилног облика

Код тела неправилног облика тежиште се одређује експериментално као што је приказаноКод тела неправилног облика тежиште се одређује експериментално као што је приказано на слици. Тело се окачи у једној тачки и дуж правца канапа нацрта се вертикална линија

која се назива тежишна линија.

З ј ј јЗатим се поступак понови најмање за још једну тачку. У пресеку тежишних линија добија се тежиште.

Под дејством силе Земљина теже тело тежи да заузме такав положај да му је тежиште што ниже. За ваљак од танког картона причвршћен је са унутрашње стране комад гвожђа. Како је тежиште ова два удружена тела негде у гвожђу, ваљак се пење уз косу даску,

јјер му се тежиште при томе спушта.

Врсте равнотеже

У зависности од међусобног положаја ослонца О и тежишта тела Т постоје три врсте равнотеже.

O

T O TTT

O

T O TT

Ако се ослонац испод тежишта тело је у

Ако се ослонац и тежиште поклапају тело је у

Ако се ослонац налази изнад тежишта тела тело је у тежишта, тело је у

лабилној равнотежи.поклапају, тело је у

индиферентној равнотежи. тежишта тела, тело је у стабилној равнотежи.

Можете ли да препознате различите врсте равнотеже на овим сликама?

стабилна равнотежа лабилна равнотежа

индиферентна равнотежа

Стабилност тела

Стабилност тела је утолико већа уколико је:• већа тежина тела,

• већа површина ослонца, • тежиште ближе подлози.

Да ли је стабилнија пуна или празна чаша?Да ли је чаша стабилнија кад се ослања на подлогу отвором или дном?

Која од ове два чаше је стабилнија? Зашто?

Под површином ослонца не треба буквално подразумевати додирну површину тела и подлоге.

П б ј ј јПовршина ослонца се добија када се споје све крајње додирне тачке тела и подлоге.

Тело на подлози остаје у равнотежи све док вертикала из његовог тежишта пролази кроз површину ослонца.

Зашто је положена књига стабилна, а усправна није?

Објасните ове примере равнотеже.

Леонардов мост

Потражите на интернету упутство како се прави овај мост и покушајте да га направите.По чему је он тако изузетан?