ENTLab
РУСҚазақша
← Барлық тақырып: Физика

Физика · ҰБТ-ға арналған теория

Денелердің тепе-теңдігі және моменттер ережесі

Статика денеге қандай күштер әсер еткенде оның тепе-теңдікте қалатынын қарастырады. Ол иінтірек, шарнирлі арқалық, шығыр және ауырлық центрі туралы есептерде қажет.

Осы тақырып бойынша жаттығуТолық қолжетімділік болса — осы тақырып бойынша жаттығу, болмаса — пән бойынша тегін тест.

ҰБТ бұл тақырыптан нені тексереді

Бөлім: 01 Механика

ҰТО спецификациясының тармағы: 03 Статика

Біздің бағалауымызша, нұсқада бұл тақырып бойынша орта есеппен 1–2 тапсырма болады (40 тапсырманың ішінде).

Осы пән бойынша ҰБТ 2026 спецификациясы: тақырыптар мен тапсырмалар

Не істей білу керек

  • Тепе-теңдік шарттарын жазу: күштердің қосындысы да, күш моменттерінің қосындысы да нөлге тең
  • Күш иінін тауып, моменттер ережесін иінтірекке, шығырға және арқалыққа қолдану
  • Денелер жүйесінің ауырлық центрінің орнын анықтау

Ең бастысы туралы қысқаша

  • Тепе-теңдік шарттары. Күштердің векторлық қосындысы да, кез келген оське қатысты күш моменттерінің алгебралық қосындысы да нөлге тең болса, дене тепе-теңдікте болады.
  • Күш моменті. M = Fd, мұндағы F — күш (Н), d — иін, яғни осьтен күштің әсер ету сызығына дейінгі ең қысқа қашықтық (м); момент Н·м-мен өлшенеді.
  • Көлбеу күштің иіні. Күш осьтен l қашықтықта стерженьге \alpha бұрышпен түсірілсе, иін d = l\sin\alpha. Иін \alpha = 90° кезінде l-ге, 0° мен 180° кезінде нөлге тең.
  • Моменттер ережесі. Сағат тілінің бағытымен айналдыратын моменттердің қосындысы сағат тіліне қарсы айналдыратын моменттердің қосындысына тең; иінтірек пен шығыр үшін F_1 d_1 = F_2 d_2. Осьті шарнир арқылы өткізген ыңғайлы: шарнирдің реакция күші момент бермейді.
  • Ауырлық центрі. Біртекті стерженьнің ауырлық күші оның ортасына түсіріледі. Жеңіл стерженьдегі өлшемдері шағын екі дене үшін m_1 x_1 = m_2 x_2, мұндағы x_1, x_2 — ауырлық центрінен денелерге дейінгі қашықтықтар.

Талдауы бар тапсырма

ENTLab тапсырмалар қорынан, ҰТО нұсқаларынан емес. Алдымен өзің шешіп көр, содан кейін талдауын аш.

Массасы 5 кг біртекті арқалық бір ұшымен қабырғаға шарнир арқылы бекітілген және екінші ұшына байланған трос арқылы горизонталь күйде ұсталып тұр. Трос арқалықпен 30^\circ бұрыш жасайды. Тростың керілу күші тең (g = 10 м/с², \sin 30^\circ = 0{,}5)
  • A)25 Н
  • B)100 Н
  • C)50 Н
  • D)12{,}5 Н
Жауабы мен талдауы

Дұрыс жауап: C

Шарнирге қатысты моменттер ережесін жазамыз (арқалық ұзындығы L). Ауырлық күші арқалықтың ортасына түсірілген, оның иіні \frac{L}{2}; керілу күшінің иіні L\sin 30^\circ. Тепе-теңдік шарты: T L \sin 30^\circ = mg\,\frac{L}{2}, осыдан T = \frac{mg}{2\sin 30^\circ} = \frac{5 \cdot 10}{2 \cdot 0{,}5} = 50 Н. Жауабы C. A нұсқасы (25 Н) — тростың бұрышы ескерілмеген, керілу иіні L-ге тең алынған: T = \frac{mg}{2} = 25 Н. B нұсқасы (100 Н) — ауырлық күші ортаға емес, бос ұшқа түсірілген деп алынған: T = \frac{mg}{\sin 30^\circ} = 100 Н. D нұсқасы (12{,}5 Н) — синусқа бөлудің орнына көбейткен: \frac{mg}{2} \cdot 0{,}5 = 12{,}5 Н.

Жиі кететін қателер

  • Иін ретінде күш түсірілген нүктеге дейінгі қашықтықты алу. Иін — әсер ету сызығына дейінгі қашықтық: көлбеу трос үшін ол l емес, l\sin\alpha.
  • Біртекті арқалықтың ауырлық күшін оның ұшына түсіру. Ол ортаға түсіріледі, сондықтан горизонталь арқалықтың ұшына қатысты иіні ұзындықтың жартысына тең.
  • Иіндердің қатынасын керісінше алу. Үлкен күш кіші иінге әсер етеді: шығырдың ұзын тұтқасына жүктің салмағынан кіші күш жеткілікті.
  • Ауырлық күшінің орнына массаны қою. Моменттер ережесінде қолдың не тростың күші болса, жүк mg күшімен әсер етеді; g барлық күштер ауырлық күштері болғанда ғана қысқарады.

Тақырып бойынша сұрақтар

Күш иіні дегеніміз не және оны қалай табады?
Иін — айналу осінен күштің әсер ету сызығына дейінгі ең қысқа қашықтық, яғни осьтен осы сызыққа түсірілген перпендикулярдың ұзындығы. Күш осьтен l қашықтықта иінтірекпен \alpha бұрыш жасай түсірілсе, иін l\sin\alpha-ға тең. Әсер ету сызығы ось арқылы өтетін күш момент тудырмайды.
Жеңіл стерженьдегі екі жүктің ауырлық центрін қалай табады?
Ауырлық центрі жүктердің арасында, ауыр жүкке жақынырақ орналасады. Одан жүктерге дейінгі қашықтықтар массаларға кері пропорционал: m_1 x_1 = m_2 x_2, ал x_1 + x_2 жүктердің арақашықтығына тең (жүктер ұштарында болса — стерженьнің ұзындығына). Мысалы, ұзындығы 50 см стерженьнің ұштарындағы 2 кг және 3 кг жүктер үшін ауырлық центрінен ауыр жүкке дейін 20 см, жеңіл жүкке дейін 30 см.
Осы тақырып бойынша жаттығу

ENTLab теорияны ҰТО спецификациясы негізінде өз сөзімен жазады. Біз ҰТО емеспіз және онымен ешқандай байланысымыз жоқ.