Δυνάμεις και ισορροπία

Συνισταμένη μηδέν δεν σημαίνει ακίνητο.

25 λεπτά

Θα μάθεις να

Να βρίσκεις τη συνισταμένη δυνάμεων που βρίσκονται στην ίδια ευθεία.
Να αναγνωρίζεις πότε ένα σώμα ισορροπεί, ακόμη κι όταν κινείται.
Να σχεδιάζεις τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα και να ελέγχεις αν αλληλοαναιρούνται.

Ισορροπία δεν σημαίνει ακινησία

Ένα αλεξίπτωτο κατεβαίνει με σταθερή ταχύτητα $5$ m/s. Κινείται συνεχώς — κι όμως, στη γλώσσα της φυσικής, ισορροπεί.

Ο λόγος: η συνισταμένη των δυνάμεων πάνω του είναι μηδέν. Το βάρος το τραβάει κάτω, η αντίσταση του αέρα το κρατάει πάνω, και οι δύο έχουν ίσο μέτρο.

Ισορροπία σημαίνει ότι τίποτα δεν αλλάζει στην κίνηση: ούτε το μέτρο της ταχύτητας ούτε η κατεύθυνσή της. Και η ακινησία είναι απλώς η ειδική περίπτωση όπου η ταχύτητα είναι μηδέν.

Δυνάμεις στην ίδια ευθεία

Όταν οι δυνάμεις είναι στην ίδια ευθεία, η συνισταμένη βγαίνει με πρόσθεση και αφαίρεση:

Ίδια κατεύθυνση: τα μέτρα προστίθενται.
Αντίθετη κατεύθυνση: αφαιρούνται, και η συνισταμένη έχει την κατεύθυνση της μεγαλύτερης.

\Sigma F = F_1 - F_2

Τρεις καταστάσεις, ένα ερώτημα

Για κάθε περίπτωση, πρόσθεσε τις δυνάμεις κατά διεύθυνση. Πρόσεξε ότι δύο από τις τρεις ισορροπούν ενώ κινούνται.

Διάλεξε κατάσταση

Οριζόντια συνισταμένη0 N

Κατακόρυφη συνισταμένη0 N

Ισορροπία · ακίνητοΤο τραπέζι σπρώχνει το βιβλίο προς τα πάνω με δύναμη ίση με το βάρος του. Χωρίς αυτή την κάθετη αντίδραση, το βιβλίο θα έπεφτε.

Οι δυνάμεις που ξεχνιούνται

Σε κάθε σώμα που ακουμπά σε επιφάνεια υπάρχουν σχεδόν πάντα:

Δύναμη	Από ποιον	Κατεύθυνση
Βάρος $B$	τη Γη	κατακόρυφα προς τα κάτω
Κάθετη αντίδραση $N$	την επιφάνεια	κάθετα στην επιφάνεια
Τριβή $T$	την επιφάνεια	αντίθετα στην κίνηση

Η κάθετη αντίδραση είναι αυτή που ξεχνιέται περισσότερο. Χωρίς αυτήν, τίποτα δεν θα στεκόταν πάνω σε τραπέζι.

Ας το κάνουμε μαζί

Παράδειγμα 1

Σε κιβώτιο ασκούνται 50 N προς τα δεξιά και 30 N προς τα αριστερά. Ποια η συνισταμένη;

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 2

Λάμπα 8 kg κρέμεται ακίνητη από συρματόσχοινο. Πόση δύναμη ασκεί το σχοινί; (g = 10 N/kg)

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 3

Αυτοκίνητο κινείται με σταθερή ταχύτητα 90 km/h. Τι ισχύει για τις δυνάμεις πάνω του;

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Ασκήσεις

Από την πιο απλή στην πιο δύσκολη. Κρυμμένη είναι μόνο η απάντηση — ο δρόμος ως εκεί είναι δική σου δουλειά.

Βασική

Πόσο είναι το βάρος σώματος μάζας $12$ kg, με $g = 10$ N/kg;

Τεστ

Δεν μετράει βαθμός — μετράει να δεις τι κατάλαβες. Προσπέρασε όποια θες και γύρνα πίσω όποτε θες.

Σε σώμα ασκούνται δύο δυνάμεις στην ίδια ευθεία:

70

N προς τα δεξιά και

25

N προς τα αριστερά. Ποια είναι η συνισταμένη;

45

N προς τα δεξιά

95

N προς τα δεξιά

45

N προς τα αριστερά

0

Τα κατάφερες;

Να βρίσκεις τη συνισταμένη δυνάμεων που βρίσκονται στην ίδια ευθεία.
Να αναγνωρίζεις πότε ένα σώμα ισορροπεί, ακόμη κι όταν κινείται.
Να σχεδιάζεις τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα και να ελέγχεις αν αλληλοαναιρούνται.

Κάνε το τεστ πιο πάνω και θα δεις εδώ πού στέκεσαι.