§ 24. Момент сили

Чи постійно на фізичні тіла діють різноманітні сили? Які сили ти знаєш? А якщо тіло нерухоме, чи діє на нього хоча б одна з сил?

Усе, що відбувається у Всесвіті, викликано силами. Від руху планет до енергії всередині атомів. Сила — це поштовх або тяжіння. Сила може змусити об’єкт рухатися або повертатися. Що більша сила, то більше руху вона може викликати.

Сили можуть бути невидимими. Але ти можеш бачити результати їхньої дії щодня. Прямо зараз на нас діють сили. Зокрема й сила тяжіння, що утримує тебе на стільці. Коли ти катаєшся на гойдалці, переживаєш приємні відчуття. Вони викликані силою, яка підіймає твій живіт вгору, коли ти спускаєшся униз.

Іноді дві або більше сили діють разом на об’єкт. Тоді їхні дії комбіновані. Іноді сили поєднуються, утворюючи велику силу. А іноді вони нейтралізують одна одну. Тоді тіло перебуває в рівновазі. Стан рівноваги фізичного тіла вивчає наука статика.

Статика — це розділ механіки. Вона вивчає сили, які діють на тіла у стані спокою в умовах рівноваги.

Результати вивчення статики необхідно враховувати при проєктуванні будинків, мостів і гребель, кранів та інших подібних механічних пристроїв. Архітектори й інженери розраховують розміри таких конструкцій і машин. Для цього вони спочатку визначають сили, які діють на тіла та їхні частини. Статика надає можливість врахувати навантаження різних сил. Щоб тіло перебувало в рівновазі, сили, які на нього діють, повинні бути також у рівновазі.

Одні й ті ж сили можуть мати різні ефекти. Це залежить від того, як їх використовують. А також від конкретного тіла, до якого їх застосовують.

Сила, яка змушує тіло обертатися, називається обертовим моментом, або моментом сили.

Гойдалка-балансир врівноважується, якщо об’єкти з кожного боку мають рівну вагу. Тому доводиться регулювати своє розміщення на гойдалці. Особливо якщо твоя вага відрізняється від ваги людини на іншому кінці (мал. 74).

Мал. 74. Розміщення на гойдалці-балансирі відповідно до ваги тіла

Мал. 75. Різниця моментів сил під час збільшення плеча сили

Момент сили залежить від відстані між лінією сили й віссю обертання.

Наприклад, гайку легше відкрутити гайковим ключем, ніж пальцями. Це тому що довга ручка гайкового ключа збільшує момент сили. Момент дорівнює силі, помноженій на відстань від осі обертання. Якщо ти використовуєш гайковий ключ у два рази довше, то подвоїш момент сили. Так гайку буде у два рази легше повернути (мал. 75).

Відстань від точки опори до лінії дії сили називається плечем сили.

Під час відкручування гайки «вручну» плече сили менше. А під час використання гайкового ключа — більше.

Висновки

Стан рівноваги фізичного тіла вивчає наука статика.

Статика — це розділ механіки. Вона вивчає сили, які діють на тіла у стані спокою в умовах рівноваги.

Сила, яка змушує тіло обертатися, називається обертовим моментом, або моментом сили.

Момент сили залежить від відстані між лінією сили й віссю обертання.

Відстань від точки опори до лінії дії сили називається плечем сили.

Конспект учня

Статика — це розділ механіки, що вивчає сили, які діють на тіла у стані спокою в умовах рівноваги.

Сила, яка змушує тіло обертатися, називається обертовим моментом, або моментом сили.

Відстань від точки опори до лінії дії сили називається плечем сили.

Запитання і завдання

1. Назви відомі тобі сили, що можуть діяти на фізичне тіло.
2. Який розділ механіки вивчає сили, що діють на тіла у стані кою в умовах рівноваги?
3. Що таке момент сили? Від чого він залежить?
4. Як називається відстань від точки опори до лінії дії сили?
5. Де застосовують результати вивчення науки статики?

Попрактикуй науку разом із дорослими

Спікер

Зміст