静的は、身体を休息または均一な動きで扱う機械の枝です。工学と物理では、静的を理解することは構造を分析し、移動せずにさまざまな力に耐えることができることにとって不可欠です。この記事は、2つの次元の静的に焦点を当て、特に平衡の問題を解決します。

平衡の理解

オブジェクト上で演じる全ての力がバランスが取れるときに平衡が起こり、純力と加速が全くない。二次元静的では、xとyの方向で演じる力が考慮される。平衡の2種類がある:

  • 静的平衡:[]オブジェクトは残ります。
  • ]ダイナミック平衡:[ オブジェクトは一定速度で移動します。

静的の主な原則

平衡問題の解決には、いくつかの重要な原則を適用しなければなりません。

  • []平衡の最初の条件:[]]]すべての水平方向の力の合計は、等しくゼロでなければなりません。
  • []平衡の秒条件:[]]]すべての垂直方向の合計はゼロに等しい必要があります。
  • [:平衡の三条件:[]]]:任意の点に関する瞬間の合計は、等しいゼロでなければなりません。

ボディ図を解放して下さい

無料のボディ図(FBD)は、オブジェクトのグラフィカルな表現であり、その上で作用する力です。 FBDを描画することは、平衡の問題を解決する重要なステップです。 それは、関与する力と瞬間を視覚化するのに役立ちます。 FBDを作成する方法は次のとおりです。

  • 関心のあるオブジェクトを特定します。
  • 周囲からオブジェクトを隔離します。
  • 体重、適用力、反応を含むオブジェクトに作用するすべての力を引き出します。
  • それぞれの大きさと方向のすべての力をラベル付けします。

平衡問題の解決

平衡問題の解決には、次の手順に従ってください。

  • ステップ1:]] 無料のボディ図を描画します。
  • [ステップ2:]]] 平衡の最初の条件を適用する(ΣFx = 0)。
  • ステップ3:]]]は、平衡(ΣFy = 0)の2番目の条件を適用します。
  • [ステップ4:]]]は、平衡(ΣM = 0)の3番目の条件を適用します。
  • ステップ5:]]は、未知の結果の式を解決します。

問題例

両端でサポートされているビームの簡単な例を、中央に負荷で検討しましょう。 関与する力と反応を分析します。

問題の声明

ビームは、両端(AとB)で6mのビームを支持します。ビームの中心に1000Nの負荷が加えられます。AとBをサポートして反応力を決定します。

ソリューションステップ

1. ビームの自由なボディ図を引く。A (RA)およびB (RB)を支える応答を識別して下さい。

2. 平衡の最初の条件を適用して下さい:

  • ΣFx = 0: 水平方向の力はありません。そのため、この条件は満たされています。

3. 平衡の第2条件を適用して下さい:

  • ΣFy = 0: RA + RB - 1000 N = 0.

4. 平衡の第3条件を適用して下さい:

  • 点点A:ΣM(A) = 0:(RB)(6m) - (1000 N) = 0の点について瞬間をとります。

5. これらの条件を解決して下さい:

  • ΣM(A) = 0, RB = 500 N.
  • RBをΣFy = 0: RA + 500 N - 1000 N = 0、したがって RA = 500 N。

そのため、AとBの反応力は500Nです。

静的用途

静的は、次のようなさまざまな分野で広く使用されています。

  • 土木工学:[]] 橋や建物などの構造解析
  • 機械工学:[]]]]]機械および機械システムの設計。
  • []航空宇宙工学:[]]]航空機および宇宙船の安定性を確保する。

コンテンツ

平衡問題の解決には、二つの次元における静的を理解することが不可欠です。フリーボディ図を使用して、平衡、学生、エンジニアの基本的な原則を適用することで、安定した構造を分析し、設計することができます。これらの概念をマスターすると、機械工学および工学のより高度な研究の基礎を敷設します。