(1)有固定转动轴的物体的平衡是指物体静止,或绕转轴匀速转动;
(2)有固定转动轴物体的平衡条件是合力矩为零,即∑Fx=0,也就是顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和。
一般平衡条件:
合力为零,合力矩同时为零,即∑Fx=0,∑Fy=0,∑M=0。
具体如下:
1、简介
力矩可以使物体向不同的方向转动。如果这两个力矩的大小相等,杠杆将保持平衡。这是我们在初中学过的杠杆平衡条件,是力矩平衡的最简单的情形。如果把把物体向逆时针方向转动的力矩规定为正力矩,使物体向顺时针方向转动的力矩规定为负力矩,则有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和为零。
2、原理定义
力矩可以使物体向不同的方向转动。如果这两个力矩的大小相等,杠杆将保持平衡。这是我们在初中学过的杠杆平衡条件,是力矩平衡的最简单的情形。如果把把物体向逆时针方向转动的力矩规定为正力矩,使物体向顺时针方向转动的力矩规定为负力矩,则有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和为零。
3、主要案例
弹簧支吊架主要是以力矩平衡原理为依据来进行设计的。在负载位移规定的范围之内,负载力矩以及弹簧力矩始终都保持着平衡。所以,使用恒吊支撑的管道以及设备发生位移的时候,能够获得恒定的支承力,不会给管道以及设备带来任何的附加应力。恒吊通常都是在需要减少位移应力的地方来使用。
幼儿园科学物体平衡的条件是:物体的重心必须处于支撑点的中心,也就是物体的重心必须处于支撑点的正中心,这样物体才能够保持平衡。此外,物体的支撑点也必须要稳固,支撑点必须要有足够的稳定性,才能够保持物体的平衡,否则物体会发生倾斜,无法保持平衡。另外,物体的重量也必须要均衡,物体的重量不能太重,也不能太轻,否则物体就会发生偏斜,无法保持平衡。最后,物体的形状也是影响物体平衡的一个重要因素,物体的形状必须要合理,才能够保持物体的平衡。
电桥平衡的条件:当电桥平衡时,B、D两点的电位相等,所以A、B间的电压等于A、D间的电压,B、C间的电压等于D、C间的电压,即:UAB=UAD, UBC=UDC。
这时,通过检流计的电流Ig=0,所以通过AB和BC两臂的电流相等,设为I;通过AD和DC两臂的电流也相等,设为I′。
根据欧姆定律:
UAB=IR1,UAD= I′R3,UBC=IR2,UDC= I′R4。
代入上面二式,可得:IR1= I′R3,IR2= I′R4。
把上面两式相除得到:
, 此式就是电桥的平衡条件。
除了平衡电桥外,实际中还常用到非平衡电桥。
平衡电桥:
电桥一般分线式电桥和箱式电桥,其原理基本上是一样的,就是一组接有好多电阻和电表的电路图,当线路某两个特定的接点的电势相等时,就称其平衡电桥,常用它来精确地测电阻。原理如图是一种特殊结构的电路──直流单臂电桥。
如图是一种特殊结构的电路──直流单臂电桥,R1、R2、R3和R4叫电桥的臂,检流计G接于CD之间称为“桥”。一般情况下R1、R3两端的电压不相等,即C、D两点间的电势不等,G中有电流通过。改变R1、R3的大小,可以使UAC=UAD,这时G中无电流通过。当G中无电流时叫做“电桥平衡”。本实验就是研究R1、R2、R3和R4之间满足什么关系时电桥平衡。
研究直线电桥的平衡条件实验方法
目的和要求
平衡电桥 通过实验研究直线电桥──惠斯通电桥的平衡条件,并学习它的使用方法。
仪器和器材
直线电桥(J2364型),检流计(J0409型或J0409-1型),简式电阻箱(J2362-1型),滑动变阻器(J2354-1型),单刀开关(J2352型),干电池2节,导线若干。
实验方法
1.如图4。16-1,将直线电桥的电阻丝AB(附在标尺上)、电阻箱R1、R2,检流计G,滑动变阻器R0,电源E和开关S接成如图4.16-2所示电路。
D为电阻丝上滑动头,并带有按键开关,将D按下时,桥的支路才接通。电阻丝AB粗细均匀,故其阻值与长度成正比。电工技术之家
电路接好后应进行全面检查,特别要检查电阻箱R1、R2的接触是否良好,触头处电路是否畅通。检查后把R0的阻值调至最大。
2.调整电阻箱R1和R2的阻值,使R1/R2=1.5。合上开关S,将滑动头D移至AB的中央。
瞬时按下滑动头D的按键开关,观察检流计指针偏转的大小及方向,然后将D向某方向移动几厘米,再按下按键开关,此时检流计指针如偏转减小,则继续沿这方向移动D,直至检流计中的电流为零,这时滑动头D所在位置就是电桥平衡的位置。如果D向该方向移动后,在按下按键开关时检流计的指针偏转增大,说明平衡位置不在这边,应向反方向移动D。
为了准确找到平衡位置,可减小R0的阻值,提高电桥AB间的电压,以提高其灵敏度。
杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,欲使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
杠杆简介
杠杆是一种简单机械,初中物理学中把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫作杠杆。
杠杆五要素:支点:杠杆绕着转动的点,通常用字母O来表示。动力:使杠杆转动的力,通常用F1来表示。阻力:阻碍杠杆转动的力,通常用F2来表示。动力臂:从支点到动力作用线的距离,通常用L1表示。阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,通常用L2表示。
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