VAK: FISIKA

KLAS: SS 2

DATUM:

KWARTAAL: 1ste KWARTAAL

VERWYSINGSTEKS

Nuwe Skool Fisika deur MW Anyakoha
SSCE WAEC vorige vrae
UTME vorige vrae

WEEK SES EN SEWE

ONDERWERP: EWEWIG VAN KRAGTE

INHOUD

Beginsels van oomblik
Voorwaardes vir ewewig van 'n rigiede liggaam
Swaartepunt en stabiliteit
Egpaar

Daar word gesê dat 'n liggaam in ewewig is as dit onder die werking van verskeie kragte eenvormig versnel, met eenvormige hoeksnelheid roteer of in rus bly. Byvoorbeeld 'n klip in rus, die aarde wat om die son draai, 'n liggaam wat teen 'n gelykmatige snelheid langs 'n pad beweeg.

VIR WEKE SES EN SEWE

OOMBLIK VAN 'N KRAG

Die moment van 'n krag is die produk van die krag en die loodregte afstand

Moment = Krag x loodregte afstand = FX d Eenheid =Nm

VOORWAARDES VIR EKWILIBRIUM

1.Die som van die opwaartse kragte moet gelyk wees aan die som van die afwaartse kragte.

2.Die som van die kloksgewyse moment bokant 'n punt moet gelyk wees aan die som van antikloksgewyse moment om dieselfde punt

F1 F2 F3

F4 F5

Opwaartse kragte [ U F ] = F1 + F2 + F3

Afwaartse kragte [ D F ] = F4 + F5

Vir 'n liggaam in ewewig,

U F = D F

F1 + F2 + F3 = F4 + F5

F 1 F 2

X 1 X 2

A B

X 3 X 4

F 3 F 4

Vir 'n liggaam in ewewig,

Opwaartse kragte = afwaartse krag,

F 1 + F 2 = F 3 + F 4

(F 1 +F 2 ) – (F 3 +F 4 )=0

Kloksgewys moment = F 2 X 2 + F 4 X 4

Antikloksgewys moment = F1X 1 + F 3 X 3

(F 1 X 1 + F 3 X 3 ) –(F 2 X 2 + F 4 X 4 )= 0

som van kloksgewys moment =som van antikloksgewys moment

EGPAAR

'n Paar is 'n stelsel van twee parallelle, gelyke en teenoorgestelde kragte wat langs dieselfde lyn inwerk. Die effek van 'n paartjie is om die liggaam te draai.

r F

Fig I F

d F

fig ii

Die moment van 'n paar is die produk van een van die kragte en die loodregte afstand tussen die werkingslyne van die twee kragte

In fig (i), M = fx 2r

In fig (ii), M = fxd

Die afstand tussen die twee gelyke kragte word die arm van die paar genoem, die oomblik van 'n paar word ook 'n wringkrag genoem

TOEPASSING VAN DIE EFFEK VAN PAARTE

Dit is makliker om 'n kraan aan of af te draai deur paartjie toe te pas
Dit is makliker om 'n voertuig se stuurwiel te draai deur 'n paartjie met ons twee hande toe te pas in plaas van 'n enkele krag met een arm.

VOORBEELDE 1: 'n Ligstraal AB sit op twee spilpunte C en D . 'n Vrag van 1ON hang by O,2m vanaf die steun by c. Vind die waarde van die reaksiekragte P en Q by C en D.

P O Q

A B

4m 2m 6m

C D

10N (gewig)

P + Q = 10N

X 2 = Q (2 + 6)

20 = 8Q

Q = 20/8 = 2,5 N

Neem 'n oomblik oor D

P x8 = 10 x6

P = 60/8

=7.5N

Q = 10 -7,5

= 2,5 N

VOORBEELD 2: 'n Paal AB van lengte 10m en gewig 600N het sy swaartepunt 4m vanaf die punt A, en lê op horisontale grond. Teken 'n diagram om die kragte te wys wat op die paal inwerk wanneer die punt B hierdie punt lig. bewys dat hierdie krag wat aan die einde A toegepas word nie voldoende sal wees om die einde A van die grond af te lig nie.

4m 6m

'n Grondvlak

600N

Kloksgewys moment =600 x 4 =2400Nm

Antikloksgewys moment =px 10 = 10pNm

P =240Nm

As hierdie krag van 240Nm by A toegepas word, het ons

P= 240Nm

4m 6m

600N

Neem oomblik oor B, ons het

kloksgewys moment =240 x 10 =2400Nm

Antikloksgewys moment =600 x 6 =3600 Nm

Die antikloksgewys-moment is groter as die kloksgewys-moment.

Daarom sal die 240N krag A nie voldoende wees om die einde A op te lig nie, want die draai-effek as gevolg van die 600N krag oorskry dié as gevolg van die 240N krag.

VOORBEELD 3:

60 O

20N

Vind die moment van die krag van 20N in die diagram hierbo oor A en B

Neem 'n oomblik oor A

Kos 60 =d/3m

D= 3 kos 60

D = 1,5m

Moment omtrent A =F x d

M = 20 x 1,5= 30 Nm

Die oomblik omtrent B= 0

VOORBEELD 4: 'n Eenvormige staaf lm lank met 'n gewig van 100N word horisontaal ondersteun op twee meskante wat 10 cm van sy punte af geplaas is. Wat sal die reaksie by die steun wees wanneer 'n 40N las 10cm van die middelpunt van die staaf opgehang word.

R1 R2

10cm 40cm 10cm 30cm 10cm

40N

100N

R1 + R2 = 140N

Neem oomblik sowat R1

R2 x 80 = (100 x 40) + (40 x 50)

80R2 = 4000 + 2000

R2 = 6000/80

R2=75N

R1 = 140 – 75 =65N

VOORBEELD 5. Daar word gevind dat 'n meterreël horisontaal balanseer by die 50cm-merk. Wanneer 'n liggaam met 'n massa van 60kg by die 6cm-merk opgehang word, word gevind dat die balanspunt by die 30cm-merk is, bereken. Die gewig van die meter reël die afstande van die balans wys na die 60 kg massa as die massa na die 13 cm merk geskuif word

6cm 24m2om 50cm

600N W

wx 20 = 24 x 600

w = 14400/20

= 720N

13cm xcm 37cm 50cm

600N 720N

600x(X) = 720(37-X)
600x = 6640 – 720x

600x+ 720x = 6640

x = 6640/1320

x = 20. 18cm

Swaartepunt

Die swaartepunt van 'n liggaam is die punt waardeur die aksielyn van die gewig van die liggaam altyd beweeg, ongeag die posisie van die liggaam. Dit is ook die punt waarop die hele gewig van die liggaam gekonsentreer blyk te wees.

Die massamiddelpunt van 'n liggaam is die punt waarop die totale massa van die liggaam gekonsentreer blyk te wees. Soms kan die massamiddelpunt saamval met die swaartepunt vir klein voorwerpe.

EVALUERING

Verduidelik met behulp van diagramme hoe jy die swaartepunt van vier genoemde gereelde eenvormige liggame kan bepaal.
Beskryf 'n eksperiment om die swaartepunt van 'n onreëlmatige lamina te bepaal.

STABILITEIT VAN OBJEKTE

Daar is drie tipes ewewig - stabiele ewewig, onstabiele ewewig en neutrale ewewig.

Stabiele ewewig: daar word gesê dat 'n liggaam in stabiele ewewig is as dit geneig is om terug te keer na sy oorspronklike posisie wanneer dit effens verplaas word. 'n Lae swaartepunt en wye basis sal voorwerpe in stabiele ewewig plaas, bv. 'n keël wat op sy basis rus; 'n renmotor met lae CG en breë basis; 'n bal of 'n bol in die middel van 'n bak.
Onstabiele ewewig: daar word gesê dat 'n liggaam in 'n onstabiele ewewig is as dit, wanneer dit effens verplaas word, geneig is om verder weg te beweeg van sy oorspronklike posisie, bv. 'n keël of 'n eier wat op sy toppunt rus. Hoë CG en 'n smal basis veroorsaak gewoonlik onstabiele ewewig.
Neutrale ewewig: daar word gesê dat 'n liggaam in neutrale ewewig is as dit, wanneer dit effens verplaas word, geneig is om in sy nuwe posisie tot stilstand te kom, bv. 'n keël of silinder of 'n eier wat op sy sy rus.

EVALUERING

Studente projek.

Elke student sal papiermodel maak van die drie tipes ewewig.

ALGEMENE EVALUERING

'n Eenvormige balk AB van lengte 6m en massa 20kg rus op steun P en Q wat 1m van elke kant van die balk geplaas is. Massas van 10kg en 8kg word onderskeidelik by A en B geplaas. Bereken die reaksies by P en Q (g = 9.8ms -2 )
'n Boks word langs 'n horisontale vloer gestoot deur 'n horisontale krag van 60 N. Daar is 'n wrywingskrag tussen die boks en die vloer van 50 N. Wat is die wins in kinetiese energie van die boks wanneer dit 'n afstand van 4,0 m beweeg?

NAWEEKOPDRAG

Die SI-eenheid van moment is (a) Jm (b)Wm (c)Nm
'n Eenvormige meterreël van massa 100g balanseer by die 40cm-merk wanneer 'n massa X by die 10cm-merk geplaas word. Wat is die waarde van X? (a)33.33g (b)43.33g (C) 53.33g.
Twee kragte elk van grootte 10N werk jn teenoorgestelde rigtings aan die einde van 'n tafel in.As die lengte van die tafel 50cm is.Vind die oomblik van die paar op die blad.(a)0.5Nm (b)5Nm (c) 50Nm .

4 'n Pool AB van lengte 5M en weeg 300N het sy swaartepunt 2.0M vanaf die punt A, en lê op horisontale grond. Bereken die krag wat benodig word om hierdie punt te begin lig

(a) 60N (b)120N (c) 240N.

5 Wanneer 'n liggaam deur verskeie kragte ingewerk word en dit nie versnel of roteer nie, word gesê dat die liggaam in (a) ruimte (b) ewewig (C) beweging is.

TEORIE

1 Noem die voorwaardes wat nodig is vir 'n liggaam om in ewewig te wees, noem die drie tipes ewewig)

12m P

30 0

10N

Gebruik die diagram hierbo om die moment van die krag van 10N om die punt p te bereken.

LEESOPDRAG

Nuwe Sch. Fisika VIR SSS –MW ANYAKOHA BLADSYE 173-182.

Lesnotas volgens weke en kwartaal - Senior Seconder 2