Урок 74. Равновесие тела с закрепленной осью вращения

• Обсуждение условий равновесия тела, если оно не вращается.  

• Постановка задачи: определить условия равновесия тела при наличии возможности вращения.  

• Тема урока: условия равновесия тела с закреплённой осью вращения.  

• Конспект по учебнику Кикоина, параграф 47.  

• Задачи по задачнику Кирика для 9 класса, номера 1, 2, 6, 8.  

• Создание условий, при которых тело не может двигаться поступательно.  

• Введение оси вращения через отверстие в теле.  

• При приложении силы тело начинает поворачиваться.  

• Действие силы реакции оси и внешней силы на тело.  

• Равновесие наступает, когда линия действия силы проходит через ось.  

• Тело с закреплённой осью вращения находится в равновесии, если линия действия силы проходит через ось.  

• Если на тело действуют несколько сил, можно найти равнодействующую.  

• Тело находится в равновесии, если линия действия равнодействующей проходит через ось.  

• Переформулировка правила для упрощения расчётов.  

• Пример с двумя силами: построение равнодействующей и определение положения оси.  

• Совмещение начал векторов сил в одной точке.  

• Построение параллелограмма для нахождения равнодействующей.  

• Размещение оси в точке О.  

• Опускание перпендикуляров из точки О на линии действия сил.  

• Проведение отрезков, параллельных силам, и обозначение их длин.  

• Обозначение точек на линиях действия сил и равнодействующей.  

• Подготовка к дальнейшему анализу ситуации.  

• Рассматриваются треугольники с вершинами B', O, B'' и C', O, C''.  

• Каждый треугольник содержит перпендикуляр к линии действия силы, поэтому они прямоугольные.  

• Углы, образованные параллельными прямыми, равны.  

• Так как два угла равны, третий угол также равен, следовательно, треугольники подобны.  

• Выполняются соотношения подобия: отношение гипотенузы к противолежащему катету равно отношению гипотенузы к противолежащему катету в подобных треугольниках.  

• Треугольники A', B', O' и A', B', O имеют общий угол и параллельные стороны, поэтому они подобны.  

• Записываются соотношения подобия для этих треугольников.  

• Если линия действия равнодействующих сил проходит через ось вращения, то выполняется условие: F1d1 = F2d2.  

• Это условие означает, что тело с закреплённой осью находится в равновесии.  

• Плечо силы — это кратчайшее расстояние от линии действия силы до оси вращения.  

• Момент силы относительно оси — это произведение модуля силы на её плечо.  

• Момент силы измеряется в ньютон-метрах.  

• Размерность момента силы совпадает с размерностью работы и энергии.  

• Моменту силы присваивается знак: положительный, если сила вращает в одну сторону, и отрицательный, если в противоположную.  

• Условие равновесия записывается как M1 + M2 = 0.  

• Для нескольких сил условие равновесия записывается как алгебраическая сумма моментов всех сил равна нулю.  

• Это правило называется правилом моментов или вторым условием равновесия.