หลักการส่งผ่านของกองกำลัง (แบบฝึกหัดที่มีการแก้ไข) - กายภาพ - 2025

หลักการของ transmissibility ของกองกำลังแสดงให้เห็นว่าสมดุลหรือการเคลื่อนไหวสถานการณ์ของร่างกายแข็งไม่เปลี่ยนแปลงถ้าเป็นพลังบางอย่างที่ทำหน้าที่ในประเด็นที่เฉพาะเจาะจงในร่างกายจะถูกแทนที่ด้วยอีก สำหรับสิ่งนี้จะได้รับการพิจารณาในลักษณะนี้จะต้องพบสองสถานที่

หลักฐานประการแรกคือแรงใหม่มีขนาดเท่ากันและประการที่สองคือใช้ทิศทางเดียวกันแม้ว่าจะอยู่คนละจุดบนร่างกายก็ตาม กองกำลังทั้งสองมีผลเหมือนกันในร่างกายที่แข็ง ดังนั้นจึงเป็นกองกำลังที่เทียบเท่ากัน

ดังนั้นหลักการของการส่งผ่านจึงยืนยันว่าสามารถส่งแรงไปในทิศทางเดียวกันได้ ในทำนองเดียวกันควรสังเกตว่าผลกระทบเชิงกลของแรงสามารถเป็นได้ทั้งแบบหมุนและแบบแปลได้ ตัวอย่างที่ใช้ได้จริงเกี่ยวกับความหมายของหลักการของการถ่ายทอดคือเมื่อร่างกายถูกผลักหรือดึง

หากค่าของแรงที่ร่างกายถูกดึงหรือผลักเท่ากันและแรงทั้งสองถูกนำไปใช้ในทิศทางเดียวกันการเคลื่อนที่ที่ได้จะเหมือนกันทุกประการ ดังนั้นสำหรับจุดประสงค์ของการเคลื่อนไหวผลลัพธ์ก็เหมือนกันไม่ว่าร่างกายจะถูกผลักหรือดึง

ร่างกายแข็ง

ร่างกายที่แข็ง (ที่ไม่ทำให้เสียรูป) คือร่างกายใด ๆ ที่ไม่ได้รับการเสียรูปทรงเมื่อมีการใช้แรงภายนอกกับมัน

ความคิดเกี่ยวกับร่างกายที่แข็งยังคงเป็นอุดมคติทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับการศึกษาการเคลื่อนไหวและสาเหตุของการเคลื่อนไหวของร่างกาย

คำจำกัดความที่แม่นยำยิ่งขึ้นของร่างกายที่แข็งคือสิ่งที่กำหนดว่าเป็นระบบของจุดวัสดุซึ่งระยะห่างระหว่างจุดต่าง ๆ ของร่างกายไม่ได้ถูกแก้ไขโดยการกระทำของระบบกองกำลัง

ความจริงก็คือร่างกายและเครื่องจักรที่แท้จริงไม่เคยแข็งอย่างสมบูรณ์และพบกับความผิดปกติแม้เพียงเล็กน้อยภายใต้การกระทำของกองกำลังและน้ำหนักบรรทุกที่ใช้กับพวกมัน

ข้อ จำกัด ของหลักการถ่ายทอด

หลักการถ่ายทอดมีข้อ จำกัด บางประการ ประการแรกและชัดเจนที่สุดคือในกรณีที่แรงกระทำหรือแรงกระทำต่อร่างกายที่ผิดรูป ในกรณีนั้นการเสียรูปของร่างกายจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับจุดที่ใช้กองกำลัง

ข้อ จำกัด อีกประการหนึ่งคือสิ่งที่สามารถมองเห็นได้ในกรณีต่อไปนี้ สมมติว่ามีแรงสองแรงที่ใช้ในแนวนอนที่ส่วนท้ายของร่างกายทั้งสองในทิศทางเดียวกัน แต่ในทิศทางตรงกันข้าม

ตามหลักการของความสามารถในการส่งผ่านแรงทั้งสองสามารถถูกแทนที่ด้วยแรงใหม่สองแรงที่ใช้ในทิศทางเดียวกัน แต่ตรงกันข้ามกับแรงเดิม

สำหรับวัตถุประสงค์ภายในการเปลี่ยนตัวจะไม่มีผล อย่างไรก็ตามสำหรับผู้สังเกตการณ์ภายนอกการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานจะเกิดขึ้น: ในกรณีหนึ่งกองกำลังที่ใช้จะเป็นความตึงเครียดและในอีกกรณีหนึ่งพวกเขาจะเข้าใจ

ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าหลักการของการส่งผ่านสามารถใช้ได้เฉพาะจากสมมติฐานของการประยุกต์ใช้กับของแข็งแข็งในอุดมคติและจากมุมมองของผู้สังเกตภายในเท่านั้น

ตัวอย่าง

ตัวอย่างแรก

กรณีในทางปฏิบัติของการประยุกต์ใช้หลักการของการส่งผ่านเกิดขึ้นเมื่อคุณต้องการเคลื่อนย้ายรถโดยกลุ่มคน

รถจะเคลื่อนที่ไปในทางเดียวกันไม่ว่าจะถูกผลักหรือดึงไปข้างหน้าตราบใดที่คนใช้แรงเป็นเส้นตรงเดียวกัน

ตัวอย่างที่สอง

อีกตัวอย่างง่ายๆที่หลักการของการส่งผ่านเป็นจริงของรอก สำหรับจุดประสงค์ของการเคลื่อนที่จุดบนสตริงที่ใช้แรงจะไม่แยแสตราบใดที่ใช้แรงในปริมาณเท่ากัน ด้วยวิธีนี้จะไม่มีผลต่อการเคลื่อนไหวหากเชือกมีความยาวมากหรือน้อย

แบบฝึกหัดที่แก้ไข

แบบฝึกหัด 1

ระบุว่าเป็นไปตามหลักการของการส่งผ่านหรือไม่ในกรณีต่อไปนี้:

กรณีแรก

แรง 20 N ที่ใช้ในแนวนอนบนร่างกายที่แข็งจะถูกแทนที่ด้วยแรงอีก 15 N ที่จุดอื่นบนร่างกายแม้ว่าทั้งสองจะถูกนำไปใช้ในทิศทางเดียวกัน

สารละลาย

ในกรณีนี้หลักการของการส่งผ่านจะไม่เป็นจริงเนื่องจากแม้ว่าทั้งสองแรงจะถูกนำไปใช้ในทิศทางเดียวกัน แต่แรงที่สองจะไม่มีขนาดเท่ากับแรงแรก ดังนั้นจึงไม่มีเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้ประการหนึ่งของหลักการของการส่งผ่าน

กรณีที่สอง

แรง 20 N ที่ใช้ในแนวนอนบนร่างกายที่แข็งจะถูกแทนที่ด้วยอีก 20 N โดยใช้ที่จุดอื่นของร่างกายและในแนวตั้ง

สารละลาย

ในโอกาสนี้หลักการของการส่งผ่านไม่ได้รับการปฏิบัติเนื่องจากแม้ว่าทั้งสองแรงจะมีโมดูลัสเท่ากัน แต่ก็ไม่ได้นำไปใช้ในทิศทางเดียวกัน อีกครั้งหนึ่งในเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้ของหลักการของการส่งผ่านไม่มีอยู่ อาจกล่าวได้ว่าแรงทั้งสองเทียบเท่ากัน

กรณีที่สาม

แรง 10 N ที่ใช้ในแนวนอนบนร่างกายที่แข็งจะถูกแลกเปลี่ยนเป็นอีก 10 N ที่จุดอื่นบนร่างกาย แต่ในทิศทางและทิศทางเดียวกัน

สารละลาย

ในกรณีนี้หลักการของการส่งผ่านจะเป็นจริงเนื่องจากแรงทั้งสองมีขนาดเท่ากันและถูกนำไปใช้ในทิศทางและทิศทางเดียวกัน เงื่อนไขที่จำเป็นทั้งหมดของหลักการของการส่งผ่านได้รับการปฏิบัติตาม อาจกล่าวได้ว่าแรงทั้งสองเทียบเท่ากัน

กรณีที่สี่

แรงเคลื่อนไปในทิศทางของแนวปฏิบัติของคุณ

สารละลาย

ในกรณีนี้หลักการของการส่งผ่านจะถูกเติมเต็มเนื่องจากเป็นแรงเดียวกันขนาดของแรงที่กระทำจะไม่แตกต่างกันและเลื่อนไปตามแนวการกระทำ อีกครั้งเงื่อนไขที่จำเป็นทั้งหมดของหลักการของการส่งผ่านได้รับการตอบสนอง

แบบฝึกหัด 2

แรงภายนอกสองแรงถูกนำไปใช้กับร่างกายที่แข็ง แรงทั้งสองถูกนำไปใช้ในทิศทางเดียวกันและในทิศทางเดียวกัน ถ้าโมดูลัสของตัวแรกคือ 15 N และของที่สองคือ 25 N เงื่อนไขใดที่แรงภายนอกตัวที่สามที่แทนที่ผลลัพธ์ของสองตัวก่อนหน้าจะต้องเป็นไปตามหลักการของการส่งผ่าน

สารละลาย

ในแง่หนึ่งค่าของแรงผลลัพธ์จะต้องเป็น 40 N ซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มโมดูลัสของทั้งสองแรง

ในทางกลับกันแรงที่เกิดขึ้นจะต้องกระทำ ณ จุดใด ๆ บนเส้นตรงที่เชื่อมต่อจุดประยุกต์สองจุดของทั้งสองแรง

อ้างอิง

1. ร่างกายแข็ง (nd) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
2. แรง (nd). ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
3. คัทเนลล์, จอห์นดี.; จอห์นสันเคนเน็ ธ ดับเบิลยู. (2546). ฟิสิกส์รุ่นที่หก Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
4. คอร์เบน, HC; ฟิลิปสเตห์เล (1994). กลศาสตร์คลาสสิก นิวยอร์ก: สิ่งพิมพ์ Dover
5. ไฟน์แมน, Richard P. ; ลีเทย์; แซนด์แมทธิว (2010). ไฟน์แมนบรรยายเกี่ยวกับฟิสิกส์ ฉบับที่ 1: กลศาสตร์การแผ่รังสีและความร้อนเป็นหลัก (New millennium ed.) นิวยอร์ก: BasicBooks