NAČELO PRENOSLJIVOSTI SIL (REŠENE VAJE) - FIZIČNO - 2025

Načelo prenosljivosti sil kaže, da je ravnotežna ali gibanja stanje togega telesa ne spremeni, če je neka sila, ki deluje na določeno točko na telesu nadomesti z drugo. Da se to lahko šteje, morata biti dve prostori.

Prva predpostavka je, da je nova sila enake velikosti, druga pa, da se uporablja ista smer, tudi če je na drugem mestu na telesu. Obe sili imata enak rezultat na togo telo; torej so enakovredne sile.

Načelo prenosljivosti torej potrjuje, da se sila lahko prenaša po isti smeri. Podobno je treba opozoriti, da je mehanski učinek sile lahko rotacijski in translacijski. Praktičen primer pomena načela prenosljivosti je, ko telo potisnemo ali potegnemo.

Če je vrednost sile, s katero telo potegnemo ali potisnemo, enaka in obe sili delujeta v isti smeri, je posledično gibanje popolnoma enako. Tako je za namene gibanja rezultat enak, ne glede na to, ali telo potisnemo ali potegnemo.

Trda telesa

Togo telo (ki se ne deformira) je vsako telo, ki se ne podvrže deformacijam, kadar nanj deluje zunanja sila.

Ideja o trdem telesu je še vedno matematična idealizacija, potrebna za preučevanje gibanja in vzrokov za gibanje teles.

Natančnejša opredelitev togega telesa je tisto, kar ga definira kot sistem materialnih točk, pri čemer razdalja med različnimi točkami telesa ni spremenjena z delovanjem sistema sil.

Resnica je, da resnična telesa in stroji nikoli niso popolnoma togi in pod vplivom sil in obremenitev, ki se nanje nanašajo, nikoli niso podvrženi deformacijam.

Omejitve načela prenosljivosti

Načelo prenosljivosti ima nekatere omejitve. Prvo in najbolj očitno je v primeru, da uporabljena sila ali sile delujejo na deformabilno telo. V tem primeru bo deformacija telesa drugačna, odvisno od točke uporabe sil.

Druga omejitev je tisto, kar je razvidno v naslednjem primeru. Predpostavimo, da sta na konca telesa vodoravno uporabljeni dve sili, obe v isti smeri, vendar v nasprotni smeri.

Po načelu prenosljivosti bi bilo mogoče obe sili nadomestiti z dvema novima silama, ki delujeta v isti smeri, vendar v nasprotni smeri od prvotnih.

Za notranje namene nadomestitev ne bi imela posledic. Vendar bi se za zunanjega opazovalca zgodila temeljna sprememba: v enem primeru bi bile uporabljene sile napetost, v drugem pa razumevanje.

Zato je jasno, da je načelo prenosljivosti uporabno le od hipoteze njegove uporabe do idealnih togih trdnih snovi in ​​z vidika notranjega opazovalca.

Primeri

Prvi primer

Praktični primer uporabe načela prenosljivosti se zgodi, ko želite avtomobil premikati skupina ljudi.

Avto se bo premikal enako, ne glede na to, ali ga potisnemo ali potegnemo naprej, dokler bodo ljudje uporabili silo v isti ravni črti.

Drugi primer

Drug preprost primer, kjer je načelo prenosljivosti izpolnjeno, je princip škripca. Pri gibanju je točka na vrvici, na katero se uporablja sila, brezbrižna, dokler velja enaka količina sile. Na ta način ne vpliva na gibanje, če je vrv bolj ali manj dolga.

Rešene vaje

Vaja 1

Navedite, ali je načelo prenosljivosti izpolnjeno v naslednjih primerih:

Prvi primer

Sila 20 N, uporabljena vodoravno na togo telo, se nadomesti z drugo silo 15 N, uporabljeno na drugi točki na telesu, čeprav sta obe uporabljeni v isti smeri.

Rešitev

V tem primeru načelo prenosljivosti ne bo izpolnjeno, saj čeprav dve sili delujeta v isti smeri, druga sila nima enake razsežnosti kot prva. Zato eden od nepogrešljivih pogojev načela prenosljivosti ne obstaja.

Drugi primer

Sila 20 N, uporabljena vodoravno na togo telo, se nadomesti z drugo, prav tako 20 N, ki se uporabi na drugi točki telesa in navpično.

Rešitev

Ob tej priložnosti načelo prenosljivosti ni izpolnjeno, saj čeprav imata sili enak modul, se ne uporabljata v isti smeri. Ponovno eden od nepogrešljivih pogojev načela prenosljivosti ne obstaja. Lahko bi rekli, da sta sili dve enakovredni.

Tretji primer

Sila 10 N, uporabljena vodoravno na togo telo, se zamenja za drugo, tudi 10 N, uporabljena na drugi točki telesa, vendar v isti smeri in smeri.

Rešitev

V tem primeru je izpolnjeno načelo prenosljivosti, saj sta sili enake velikosti in se uporabljata v isti smeri in smeri. Izpolnjeni so vsi potrebni pogoji načela prenosljivosti. Lahko bi rekli, da sta sili dve enakovredni.

Četrti primer

Sila drsi v smeri vaše linije delovanja.

Rešitev

V tem primeru je načelo prenosljivosti izpolnjeno, saj se, če je ista sila, velikost uporabljene sile ne spreminja in drsi v svoji liniji delovanja. Ponovno so izpolnjeni vsi potrebni pogoji načela prenosljivosti.

Vaja 2

Na togo telo delujeta dve zunanji sili. Obe sili delujeta v isti smeri in v isti smeri. Če je modul prvega 15 N, drugi pa 25 N, kakšne pogoje mora izpolnjevati tretja zunanja sila, ki nadomešča rezultat obeh prejšnjih, da izpolni načelo prenosljivosti?

Rešitev

Po eni strani mora vrednost dobljene sile znašati 40 N, kar je rezultat dodajanja modula obeh sil.

Po drugi strani mora izhajajoča sila delovati v kateri koli točki na ravni črti, ki povezuje obe točki uporabe obeh sil.

Reference

1. Togo telo (drugo). V Wikipediji. Pridobljeno 25. aprila 2018 z es.wikipedia.org.
2. Sila (nd). V Wikipediji. Pridobljeno 25. aprila 2018 z en.wikipedia.org.
3. Cutnell, John D .; Johnson, Kenneth W. (2003). Fizika, šesta izdaja. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
4. Corben, HC; Philip Stehle (1994). Klasična mehanika. New York: Publikacije Dover.
5. Feynman, Richard P .; Leighton; Sands, Matthew (2010). Feynman predava o fiziki. Zvezek I: V glavnem mehanika, sevanje in toplota (novo tisočletje izd.). New York: BasicBooks.