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Strahlgleichungen sind ein wesentlicher Bestandteil der Mechanik und eine hervorragende Möglichkeit, Ihre mathematischen und physikalischen Fähigkeiten zu verbessern. Die Fähigkeit zur Berechnung der auf Balken einwirkenden Kräfte ist von grundlegender Bedeutung für den Bau, die wissenschaftliche Ausbildung und sogar für grundlegende Heimwerkerarbeiten wie das Bauen von Regalen.
Mit Beam-Gleichungen können Sie auch unbekannte Dinge herausfinden, z. B. wie viel eine Box wiegt oder wie lang ein Beam ist, indem Sie die Gleichungen neu anordnen. Dies ist eine Möglichkeit, Zeit und Mühe zu sparen, wenn Sie das Gewicht eines festen Objekts kennen müssen, ohne den Aufwand zu haben, das zu zerlegen, woran es befestigt ist.
Zeichnen Sie ein Diagramm mit den auf den Balken einwirkenden Kräften und der Länge des Balkens. Dies erleichtert die Visualisierung des Problems und ermöglicht es Ihnen, alle bereitgestellten Informationen in einem Bild zusammenzufassen. Dies wird in Büchern oft als Freikörperdiagramm bezeichnet.
Verwenden Sie eine Skala, um die im Uhrzeigersinn auf den Balken wirkende Kraft (falls vorhanden) zu bestimmen, gemessen in Newton (N). Befindet sich die Kraft links vom Ausgleichspunkt, bewirkt das Einwirken nach oben (Anheben) einen Moment im Uhrzeigersinn. Wenn rechts vom Ausgleichspunkt eingewirkt wird, verursacht eine nach unten gerichtete Kraft (Schwerkraft) ein Moment im Uhrzeigersinn. Beschriften Sie die Kraft im Uhrzeigersinn mit "Fc".
Verwenden Sie ein Lineal, um den horizontalen Abstand in Metern (m) zwischen der Kraft im Uhrzeigersinn und der Mitte des Ausgleichspunkts zu messen, falls vorhanden. Beschriften Sie diesen Abstand mit "dc".
Verwenden Sie eine Skala, um die Kraft gegen den Uhrzeigersinn zu bestimmen, gemessen in Newton (N), die auf den Balken wirkt, falls vorhanden. Befindet sich die Kraft links vom Ausgleichspunkt, verursacht das Einwirken nach unten (Schwerkraft) ein Moment gegen den Uhrzeigersinn. Wenn rechts vom Ausgleichspunkt eingewirkt wird, bewirkt eine nach oben gerichtete Kraft (Anheben) ein Moment gegen den Uhrzeigersinn. Beschriften Sie die Kraft im Uhrzeigersinn mit "Fa".
Verwenden Sie ein Lineal, um den horizontalen Abstand in Metern (m) zwischen der Kraft gegen den Uhrzeigersinn und dem Schwerpunkt zu messen, falls vorhanden. Beschriften Sie diesen Abstand mit "da". Inzwischen sollte ein Unbekannter aufgetaucht sein: "Fc", "dc", "Fa" oder "da".
Berechnen Sie die Momente im Uhrzeigersinn (Mc), indem Sie die Formel für einen Moment verwenden:
Mc = Fc x dc.
Ein Moment im Uhrzeigersinn entspricht der Kraft im Uhrzeigersinn multipliziert mit dem horizontalen Abstand vom Ausgleichspunkt.
Berechnen Sie die Momente gegen den Uhrzeigersinn (Ma), indem Sie die Formel für einen Moment verwenden:
Ma = Fa x da.
Ein Moment gegen den Uhrzeigersinn entspricht der Kraft gegen den Uhrzeigersinn multipliziert mit dem horizontalen Abstand vom Ausgleichspunkt.
Lassen Sie die Momente im Uhrzeigersinn gleich den Momenten gegen den Uhrzeigersinn sein, um die Werte zu finden, wenn sie im Gleichgewicht sind:
Fa x da = Fc x dc
Dies ist in der Physik als Gleichgewicht bekannt.
Machen Sie die unbekannte Kraft oder Distanz zum Untersuchungsgegenstand, indem Sie die Formel neu anordnen, um das Unbekannte auf einer Seite der Gleichung zu isolieren. Dies geschieht, indem die andere Seite der Gleichung durch die bekannte Kraft oder Distanz dividiert wird.
Wenn wir zum Beispiel dc finden wollen, dividieren Sie die Gleichung durch Fc:
dc = (Fa x da) / Fc
Geben Sie die bekannten Zahlen in die Gleichung ein und lösen Sie die Gleichung für das Unbekannte. Die gelöste Gleichung gibt die Kraft oder Distanz an, die erforderlich ist, um die beiden Seiten des Balkens auszugleichen.
Die Antwort muss gleich oder größer als diese Zahl sein, wenn wir das Objekt anheben möchten.