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Les équations de faisceau sont un élément essentiel de la mécanique et un excellent moyen de parfaire vos compétences en mathématiques et en physique. La capacité à calculer les forces agissant sur les faisceaux est un élément fondamental de la construction, de l’éducation scientifique et même de la rénovation de base des habitations, telle que la construction d’étagères.
Les équations de faisceaux vous permettent également de résoudre des problèmes inconnus, tels que le poids d’une boîte ou sa longueur, en réorganisant les équations. C'est un moyen d'économiser du temps et des efforts si vous avez besoin de connaître le poids d'un objet fixe sans avoir à démonter quoi que ce soit.
Dessinez un diagramme incluant les forces agissant sur la poutre et la longueur de la poutre. Cela aide à visualiser le problème et vous permet de rassembler toutes les informations fournies en une seule image. Ceci est souvent appelé un diagramme de corps libre dans les livres.
Utilisez une échelle pour déterminer la force dans le sens des aiguilles d'une montre agissant sur le faisceau (le cas échéant), mesurée en newtons (N). Si la force est à gauche du point d'équilibrage, le fait de monter (lever) provoque un moment dans le sens des aiguilles d'une montre. Si vous agissez à droite du point d'équilibrage, une force descendante (gravité) provoque un moment dans le sens des aiguilles d'une montre. Étiquetez la force horaire "Fc".
Utilisez une règle pour mesurer la distance horizontale en mètres (m) entre la force dans le sens des aiguilles d'une montre et le centre du point d'équilibrage, le cas échéant. Nommez cette distance "dc".
Utilisez une échelle pour déterminer la force dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, mesurée en Newton (N) agissant sur le faisceau, le cas échéant. Si la force est à gauche du point d'équilibrage, une action vers le bas (gravité) provoque un moment dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Si vous agissez à droite du point d'équilibrage, une force ascendante (levage) provoque un moment dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Étiquetez la force "Fa" dans le sens des aiguilles d'une montre.
Utilisez une règle pour mesurer la distance horizontale en mètres (m) entre la force anti-horaire et le centre du point d'équilibre, le cas échéant. Marquez cette distance "da". A présent, un inconnu devrait apparaître: "Fc", "dc", "Fa" ou "da".
Calculez les moments dans le sens des aiguilles d'une montre (Mc) en utilisant la formule suivante:
Mc = Fc x dc.
Un moment dans le sens des aiguilles d'une montre est égal à la force dans le sens des aiguilles d'une montre multipliée par la distance horizontale depuis le point d'équilibrage.
Calculez les moments dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (Ma) en utilisant la formule suivante:
Ma = Fa x da.
Un moment dans le sens antihoraire est égal à la force dans le sens antihoraire multipliée par la distance horizontale du point d'équilibrage.
Laissez les moments dans le sens des aiguilles d'une montre égaux aux moments dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour trouver les valeurs lorsqu'elles sont en équilibre:
Fa x da = Fc x dc
Ceci est connu en physique sous le nom d'équilibre.
Faites de la force inconnue ou de la distance le sujet de l'enquête en réorganisant la formule pour isoler l'inconnu d'un côté de l'équation. Cela se fait en divisant l'autre côté de l'équation par la force ou la distance connue.
Par exemple, si nous voulons trouver dc, diviser l’équation par Fc:
dc = (Fa x da) / Fc
Entrez les nombres connus dans l'équation et résolvez l'équation pour l'inconnu. L'équation résolue donne la force ou la distance nécessaire pour équilibrer les deux côtés du faisceau.
La réponse doit être égale ou supérieure à ce nombre si nous voulons lever l'objet.