NAČELO PRIJENOSA SILA (RIJEŠENE VJEŽBE) - FIZIČKA - 2024

Načelo prenosivosti snaga pokazuje da je ravnoteža ili prijedlog situacija krutog tijela se ne mijenja ako se neka sila koja djeluje na određene točke na tijelu zamjenjuje drugu. Da bi se ovo razmotrilo na ovaj način, moraju se ispuniti dvije premise.

Prva pretpostavka je da je nova sila iste veličine, a druga je da se primjenjuje isti smjer, čak i ako se nalazi na drugoj točki na tijelu. Dvije sile imaju isti rezultat na krutom tijelu; dakle, one su ekvivalentne sile.

Dakle, princip prenosivosti potvrđuje da se sila može prenositi istim smjerom. Slično tome, treba napomenuti da mehanički učinak sile može biti i rotacijski i translacijski. Praktični primjer značenja načela prenosivosti je kada se tijelo gura ili vuče.

Ako je vrijednost sile kojom se tijelo povlači ili guralo jednaka, a obje sile se primjenjuju u istom smjeru, rezultirajuće gibanje je potpuno isto. Dakle, za potrebe kretanja rezultat je isti, bilo da se tijelo gura ili povlači.

Kruta tijela

Kruto tijelo (koje se ne deformira) je svako tijelo koje ne podliježe deformacijama kada se na njega primijeni vanjska sila.

Ideja o krutom tijelu još uvijek je matematička idealizacija neophodna za proučavanje pokreta i uzroka pokreta tijela.

Preciznija definicija krutog tijela je ono što ga definira kao sustav materijalnih točaka, u kojem se udaljenost između različitih točaka tijela ne mijenja djelovanjem sustava sila.

Istina je da stvarna tijela i strojevi nikada nisu potpuno kruti i podliježu deformacijama, čak i minimalno, pod djelovanjem sila i opterećenja koja se na njih primjenjuju.

Ograničenja načela prenosivosti

Načelo prenosivosti ima određena ograničenja. Prvo i najočitije je u slučaju da primijenjena sila ili sile djeluju na deformabilno tijelo. U tom će slučaju deformacija tijela biti različita ovisno o točki primjene sila.

Drugo ograničenje je ono što se može vidjeti u sljedećem slučaju. Pretpostavimo da se na krajeve tijela horizontalno primjenjuju dvije sile, obje u istom smjeru, ali u suprotnom smjeru.

Prema načelu prijenosa, dvije se sile mogu zamijeniti s dvije nove sile primijenjene u istom smjeru, ali u suprotnim smjerovima od izvornih.

Za unutarnje svrhe, zamjena ne bi imala posljedica. Međutim, za vanjskog promatrača dogodila bi se temeljna promjena: u jednom bi slučaju primijenjene snage bile napetost, a u drugom bi bile razumijevajuće.

Stoga je jasno da je načelo prenosivosti primjenjivo samo od hipoteze njegove primjene na idealne krute krute tvari i iz perspektive unutarnjeg promatrača.

Primjeri

Prvi primjer

Praktični slučaj primjene načela transmisivnosti događa se kada automobil želite premjestiti od strane grupe ljudi.

Automobil će se kretati na isti način bilo da je gurnut ili povučen naprijed, sve dok ljudi primjenjuju silu u istoj ravnoj liniji.

Drugi primjer

Drugi jednostavan primjer u kojem je ispunjeno načelo prenosivosti je remenica. U svrhu kretanja, točka na žici na koju se primjenjuje sila je indiferentna, sve dok se primjenjuje ista količina sile. Na taj način ne utječe na kretanje ako je uže više ili manje dugo.

Riješene vježbe

Vježba 1

Navedite je li ispunjeno načelo prenosivosti u sljedećim slučajevima:

Prvi slučaj

Sila od 20 N, koja se horizontalno primjenjuje na kruto tijelo, zamjenjuje se drugom silom od 15 N primijenjenom drugdje na tijelu, iako su obje primijenjene u istom smjeru.

Riješenje

U ovom slučaju načelo prenosivosti neće biti ispunjeno jer, iako se dvije sile primjenjuju u istom smjeru, druga sila nema jednaku veličinu kao prva. Stoga ne postoji jedan od neophodnih uvjeta načela prenosivosti.

Drugi slučaj

Sila od 20 N, primijenjena vodoravno na kruto tijelo, zamijenjena je drugom također od 20 N, primijenjena u drugoj točki na tijelu i okomito.

Riješenje

Tom prilikom načelo prenosivosti nije ispunjeno jer, iako dvije sile imaju isti modul, one se ne primjenjuju u istom smjeru. Opet, jedan od neophodnih uvjeta načela prenosivosti ne postoji. Može se reći da su dvije sile jednake.

Treći slučaj

Sila od 10 N primijenjena vodoravno na kruto tijelo izmjenjuje se s drugom također 10 N primijenjenom u drugoj točki tijela, ali u istom smjeru i smjeru.

Riješenje

U ovom je slučaju ispunjeno načelo prenosivosti, jer su dvije sile iste veličine i primjenjuju se u istom smjeru i smjeru. Svi potrebni uvjeti načela prenosivosti su ispunjeni. Može se reći da su dvije sile jednake.

Četvrti slučaj

Sila klizi u smjeru vaše linije djelovanja.

Riješenje

U ovom je slučaju ispunjeno načelo prenosivosti jer, budući da je ista sila, veličina primijenjene sile ne varira i ona klizi u svojoj liniji djelovanja. Opet su svi potrebni uvjeti načela prenosivosti ispunjeni.

Vježba 2

Dvije vanjske sile djeluju na kruto tijelo. Dvije sile se primjenjuju u istom smjeru i u istom smjeru. Ako je modul prvog 15 N, a drugog drugog 25 N, koji uvjeti moraju zadovoljiti treću vanjsku silu koja zamjenjuje rezultirajuću dvije prethodne kako bi ispunila načelo prenosivosti?

Riješenje

S jedne strane, vrijednost rezultirajuće sile mora biti 40 N, što je rezultat dodavanja modula dviju sila.

S druge strane, rezultirajuća sila mora djelovati u bilo kojoj točki na ravnoj liniji koja spaja dvije točke primjene dviju sila.

Reference

1. Kruto tijelo (drugo). U Wikipediji. Preuzeto 25. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
2. Sila (nd). U Wikipediji. Preuzeto 25. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
3. Cutnell, John D.; Johnson, Kenneth W. (2003). Fizika, Šesto izdanje. 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 predaje fiziku. Svezak I: Uglavnom mehanika, zračenje i toplina (Novo tisućljeće izd.). New York: BasicBooks.