Чтобы исключить поступательное движение тела, его достаточно закрепить в одной точке, например так, как можно закрепить доску на стене, прибив ее одним гвоздем. Поступательное движение такой «прибитой» доски становится невозможным, но доска может поворачиваться вокруг гвоздя, который служит ей осью поворота.
Повороты (или вращения) могут вызывать только такие силы, линии действия которых не проходят через ось вращения. Если по оси вращения на линию действия силы опустить перпендикуляр, то мы получим плечо силы.
? Длину перпендикуляра, опущенного из оси вращения на линию действия силы, называют плечом силы.
Чтобы предотвратить поворот (или вращение), нужно приложить к телу крайней мере две силы: одну, вызывает поворот по часовой стрелке, вторую - против часовой стрелки. Но эти две силы могут быть и неодинаковыми (по модулю). Отсюда следует, что вращающаяся действие силы определяется произведением модуля силы на расстояние от оси вращения до линии действия силы.
> Моментом силы относительно оси вращения тела называют взят со знаком плюс или минус произведение модуля силы на ее плечо
М = ± Fl.
(Н-е).
Моментам сил, вращающих тело против часовой стрелки, принято приписывать положительный знак, а по часовой стрелке - отрицательный.
Понятие момента силы помогает сформулировать условие равновесия тела: тело находится в равновесии, если момент силы, стремится вращать тело в одном направлении, равен моменту силы, которая стремится вращать его в противоположном направлении.
Если к телу, закрепленном на оси, приложено несколько сил, то условие равновесия тела выглядит так:
> Тело, закрепленное на оси, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов сил, приложенных к телу, равна нулю:
М2 + М3 + ... = 0.
Условие равновесия тела в таком виде называют правилом моментов.
Итак, для того чтобы любое тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы геометрическая сумма приложенных к телу сил и сумма моментов этих сил относительно оси вращения равна нулю.
Вопрос к ученикам во время изложения нового материала
1. Каково состояние тела называют в механике равновесием?
2. Означает равновесие обязательно состояние покоя?
3. Когда тело, закрепленное на оси, находиться в равновесии под действием двух сил?
4. Можно применять условия равновесия к телу, когда явная вот вращение отсутствует?