ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 11 клас · урок 6 от 9

Равновесие на твърдо тяло

Твърдото тяло е в равновесие, когато не се движи постъпателно и не се завърта. За това трябва равнодействащата на силите да е нула и сумата от моментите на силите спрямо всяка ос също да е нула. Моментът на силата е произведението на силата и рамото ѝ. Важна роля играе масовият център, а равновесието може да е устойчиво, неустойчиво или безразлично.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Момент на силата: M = F·d (d е рамото), единица N·m.
  • Условия за равновесие: ΣF = 0 и ΣM = 0.
  • Правило на лоста: F1d1 = F2d2.
  • Масов център на две тела: x = (m1x1 + m2x2)/(m1 + m2).
  • Устойчиво равновесие: при отклонение тялото се връща (топче на дъното на ямка).

Пример

Дете 30 kg седи на 2 m от оста на люлка-везна. За равновесие дете 40 kg трябва да седне на 30·2/40 = 1,5 m от оста.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се нарича величината, равна на произведението на силата и рамото ѝ?
    • Импулс
    • Работа
    • Момент на силата
    • Мощност

    Отговор: Момент на силата

    M = F·d, където d е рамото: най-късото разстояние от оста до линията на действие на силата.

  2. На рамо 0,2 m на лост действа сила 300 N. Каква сила на рамо 0,6 m от другата страна на оста уравновесява лоста?
    • 900 N
    • 100 N
    • 150 N
    • 60 N

    Отговор: 100 N

    Правилото на лоста: F1d1 = F2d2, 300·0,2 = F·0,6, F = 100 N.

  3. Кои са условията за равновесие на твърдо тяло?
    • Само сумата на силите е нула
    • Само сумата на моментите е нула
    • Сумата на силите и сумата на моментите са нула
    • Тялото няма тегло

    Отговор: Равнодействащата сила и сумарният момент са нула

    Първото условие изключва постъпателно ускорение, второто изключва ъглово ускорение.

  4. Две малки тела с маси 1 kg и 3 kg са закрепени в краищата на лек прът с дължина 40 cm. Къде е масовият център?
    • На 10 cm от тялото с маса 3 kg
    • В средата на пръта
    • На 10 cm от тялото с маса 1 kg
    • На 30 cm от тялото с маса 3 kg

    Отговор: На 10 cm от тялото 3 kg (30 cm от тялото 1 kg)

    x = (1·0 + 3·40)/(1 + 3) = 30 cm от тялото 1 kg, т.е. на 10 cm от по-тежкото тяло.

  5. Какво е равновесието на топче, лежащо на дъното на сферична вдлъбнатина?
    • Неустойчиво
    • Безразлично
    • Топчето не е в равновесие
    • Устойчиво

    Отговор: Устойчиво

    При малко отклонение силите връщат топчето в най-ниската точка.

  6. Еднороден прът с маса 4 kg и дължина 2 m е хоризонтален, опрян е в единия си край, а другият край е задържан с вертикална сила F. Колко е F? (g = 10 m/s2)
    • 40 N
    • 20 N
    • 10 N
    • 80 N

    Отговор: 20 N

    Спрямо опората: mg·1 m = F·2 m, откъдето F = 40/2 = 20 N.

  7. Коя е единицата за момент на силата в SI?
    • N/m
    • N·m
    • kg·m
    • J/s

    Отговор: N·m

    M = F·d, затова единицата е нютон по метър.

  8. Как се нарича най-късото разстояние от оста на въртене до линията на действие на силата?
    • Радиус
    • Амплитуда
    • Рамо на силата
    • Преместване

    Отговор: Рамо на силата

    Рамото d е перпендикулярът от оста до линията на действие на силата.

  9. Какво е равновесието на топче, поставено на върха на изпъкнала повърхност?
    • Устойчиво
    • Безразлично
    • Няма равновесие
    • Неустойчиво

    Отговор: Неустойчиво

    При малко отклонение топчето не се връща, а се отдалечава още повече.

  10. Какво е равновесието на топче, лежащо на хоризонтална маса?
    • Безразлично
    • Устойчиво
    • Неустойчиво
    • Няма равновесие

    Отговор: Безразлично

    При отместване топчето остава в равновесие и в новото положение.

  11. С гаечен ключ с дължина 0,25 m се прилага перпендикулярна сила 80 N. Колко е моментът на силата?
    • 320 N·m
    • 20 N·m
    • 80 N·m
    • 0,003 N·m

    Отговор: 20 N·m

    M = F·d = 80·0,25 = 20 N·m.

  12. Лост с дължина 1,2 m има опора на 0,3 m от товар с тегло 600 N. С каква сила трябва да се натисне другият край?
    • 150 N
    • 600 N
    • 200 N
    • 2400 N

    Отговор: 200 N

    F·0,9 = 600·0,3, F = 200 N.

  13. Защо камион с висок товар се преобръща по-лесно при завой?
    • Масата му е по-малка
    • Гумите са по-широки
    • Скоростта му е по-малка
    • Масовият център е по-високо

    Отговор: Масовият център е по-високо

    При висок масов център и малък наклон линията на тежестта излиза извън опорната площ.

  14. Еднороден прът с маса 10 kg и дължина 2 m лежи на опори в двата си края. На 0,5 m от лявата опора виси товар 40 kg. С каква сила натиска дясната опора? (g = 10 m/s2)
    • 150 N
    • 350 N
    • 250 N
    • 100 N

    Отговор: 150 N

    Моменти спрямо лявата опора: R·2 = 100·1 + 400·0,5 = 300, R = 150 N.

  15. Тяло с маса 10 kg виси на две еднакви нишки, всяка под ъгъл 30° спрямо вертикалата. Колко е опънът на всяка нишка? (g = 10 m/s2, cos 30° ≈ 0,87)
    • 50 N
    • ≈ 58 N
    • 100 N
    • ≈ 87 N

    Отговор: ≈ 58 N

    2T·cos 30° = 100 N, T = 100/1,73 ≈ 58 N.