עקרון העברתן של כוחות (עם תרגילי החלטה)

ה עקרון ההובלה של כוחות היא מצביעה על כך שהמצב של איזון או תנועה של גוף קשיח אינו משתנה אם כוח מסוים שפועל בנקודה מסוימת של הגוף מוחלף על ידי גורם אחר. כדי להיחשב, שני הנחות צריך להתממש.

הנחת היסוד הראשונה היא כי הכוח החדש הוא באותו גודל, והשני הוא כי אותו כיוון מוחל, גם אם זה על נקודה אחרת של הגוף. לשני הכוחות יש את אותה תוצאה על גוף נוקשה; לכן, הם כוחות שווים.

לפיכך, עקרון ההעברה מאשר כי כוח יכול להיות מועבר באותו כיוון. באופן דומה, יש לציין כי ההשפעה המכנית של כוח יכול להיות גם סיבוב ותרגום. דוגמה מעשית למשמעות עקרון ההעברה ניתנת כאשר הגוף נדחף או מושך.

אם הערך של הכוח שבו הוא משך את הגוף או דחף הוא זהה, ואת שני הכוחות מוחלים באותו כיוון, התנועה וכתוצאה מכך הוא בדיוק אותו הדבר. בדרך זו, לצורך תנועה התוצאה היא זהה, לדחוף או למשוך את הגוף.

אינדקס

• 1 גופים קשיחים
• 2 הגבלות על עקרון ההובלה
• 3 דוגמאות
  • 3.1 דוגמה ראשונה
  • 3.2 דוגמה שנייה
• 4 תרגילים נפתרו
  • 4.1 מימוש 1
  • 4.2 תרגיל 2
• 5 הפניות

גופים קשיחים

הוא נקרא גוף נוקשה (שאינו מעוות) לכל גוף שאינו סובל מעיוותים כאשר כוח חיצוני מוחל על זה.

הרעיון של גוף נוקשה אינו מפסיק להיות אידיאליזציה מתמטית הדרושה ללימוד התנועה ולגורמי תנועת הגופות.

הגדרה מדויקת יותר של גוף קשיח היא מה שמגדיר אותו כמערכת של נקודות חומריות, שבהן המרחק בין נקודות הגוף השונות אינו משתנה על ידי פעולה של מערכת של כוחות.

האמת היא שגופים ומכונות אמיתיים לעולם אינם נוקשים לחלוטין וחווים עיוותים, אפילו מזעריים, תחת פעולת הכוחות וההאשמות החלות עליהם..

מגבלות של עקרון המעבר

עקרון ההעברה מציג כמה מגבלות. הראשון והבולט ביותר הוא במקרה כי הכוח להחיל או כוחות לפעול על גוף deformable. במקרה זה, העיוות של הגוף יהיה שונה בהתאם לנקודת היישום של הכוחות.

מגבלה נוספת היא זו שניתן לראות במקרה הבא. נניח ששני כוחות יישמו אופקית על קצות הגוף, הן באותו כיוון והן בכיוון ההפוך.

על פי עקרון ההובלה, ניתן להחליף את שני הכוחות בשני כוחות חדשים המיושמים באותו כיוון, אך בכיוונים מנוגדים למקור.

למטרות פנימיות, להחלפה לא תהיה כל השפעה. אולם, עבור משקיף חיצוני היה מתרחש שינוי מהותי: במקרה אחד היו הכוחות היישומיים מתוחים, ובמקרה אחר הם היו מבינים.

לפיכך, ברור כי עקרון ההשלכה חל רק על ההשערה על יישומו למוצקים קשיחים אידיאליים ומבחינת משקיף פנימי.

דוגמאות

דוגמה ראשונה

מקרה מעשי של היישום של עקרון transmissibility מתרחשת כאשר אתה רוצה להזיז מכונית עבור קבוצה של אנשים.

המכונית תנוע באותה דרך אם הם דוחפים אותה או מושכים אותה קדימה, כל עוד אנשים משתמשים בכוח באותו קו ישר.

דוגמה שנייה

דוגמה פשוטה נוספת שבה עקרון transmissibility הוא פגש את זה של גלגלת. לצורך תנועה, נקודת החבל שעליה מוחל הכוח היא אדישה, כל עוד אותה כמות כוח מיושמת. בדרך זו, זה לא משפיע על התנועה אם החבל הוא פחות או יותר נרחב.

תרגילים נפתרים

תרגיל 1

ציין אם עקרון ההעברה מתקיים במקרים הבאים:

מקרה ראשון

כוח של 20 N מוחל אופקית על גוף קשיח מוחלף על ידי כוח אחר של 15 N מיושם בנקודה אחרת של הגוף, אם כי הן חלות באותו כיוון.

פתרון

במקרה זה לא יתקיים עקרון ההשלכה, שכן למרות ששני הכוחות מוחלים באותו כיוון, הכוח השני אינו בעל אותו גודל כמו הראשון. לכן, אחד התנאים החיוניים של עקרון transmissibility לא נפגשו.

מקרה שני

כוח של 20 N מוחל אופקית על גוף קשיח מוחלף על ידי 20 N אחר, מוחל בנקודה אחרת של הגוף אנכית.

פתרון

במקרה זה, עקרון ההשלמה אינו מתממש, שכן למרות שלשני הכוחות יש אותו מודול, הם אינם חלים באותו כיוון. שוב, אחד התנאים החיוניים של עקרון transmissibility לא נפגשו. ניתן לומר כי שני הכוחות הם שווים.

מקרה שלישי

כוח של 10 N מוחל אופקית על גוף נוקשה הוא שונה על ידי 10 N אחר מיושם בנקודה אחרת של הגוף, אבל באותו כיוון וכיוון.

פתרון

במקרה זה, עקרון ההשלמה מתממש, בהתחשב בכך ששני הכוחות הם בעלי אותו גודל והם מיושמים באותו כיוון ותחושה. כל התנאים הדרושים לעקרון ההשלמה מתקיימים. ניתן לומר כי שני הכוחות הם שווים.

מקרה רביעי

כוח מחליק בכיוון קו הפעולה שלו.

פתרון

במקרה זה, עקרון ההשלמה מתממש, בהתחשב בכך שבאותו כוח, עוצמת הכוח המיושם אינה משתנה, והיא מתמעטת בקו הפעולה שלה. שוב מתקיימים כל התנאים ההכרחיים של עקרון ההשלמה.

תרגיל 2

שני כוחות חיצוניים מוחלים על גוף קשיח. שני הכוחות מוחלים באותו כיוון ובאותו כיוון. אם המודול של הראשון הוא 15 N וזה השני של 25 N, אילו תנאים חייב כוח חיצוני שלישי המחליף את אחד כתוצאה משני הקודמים למלא את עקרון transmissibility??

פתרון

מצד אחד, הערך של הכוח המתקבל חייב להיות 40 N, שהוא תוצאה של הוספת המודול של שני הכוחות.

מאידך גיסא, הכוח המתקבל חייב לפעול בכל נקודה של הקו הישר המצטרף לשני נקודות היישום של שני הכוחות.

הפניות

1. גוף קשיח (n.d). בוויקיפדיה. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מ es.wikipedia.org.
2. כוח (n.d). בוויקיפדיה. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מ en.wikipedia.org.
3. קאטנל, ג'ון ד. ג'ונסון, קנת וו (2003). פיזיקה, מהדורה ששית. Hoboken, ניו ג 'רזי: ג' ון ויילי ובניו בע"מ.
4. Corben, H.C; פיליפ סטלה (1994). מכניקה קלאסית. ניו יורק: פרסומי דובר.
5. פיינמן, ריצ'רד פ. לייטון; חולות, מתיו (2010). הפיינמן מרצה על פיסיקה. כרך א ': בעיקר מכניקה, קרינה וחום (New Millennium ed.). ניו יורק:.