Applied Mathematics · 2nd secondary · First Term

Mechanics (Statics) — Equilibrium of a rigid body under the effect of coplanar forces meeting at a point

About this lesson

This unit covers the equilibrium of a rigid body under the effect of coplanar forces meeting at a point. It begins with the simplest case of equilibrium under two forces, stating the conditions (equal magnitude, opposite direction, same line of action). It then extends to three forces, introducing the triangle of forces rule, Lami's rule, and the theorem that three non-parallel forces in equilibrium must have lines of action meeting at a point. The unit also covers equilibrium of a set of coplanar forces meeting at a point, using the condition that the algebraic sum of components in two perpendicular directions is zero. Worked examples and exercises involve bodies like spheres, rods, and weights suspended by strings, often with smooth walls or pulleys, and require finding unknown forces, tensions, reactions, or angles.

Main topics in this lesson

  • Equilibrium of a rigid body under two forces
  • Equilibrium under three coplanar forces meeting at a point
  • Triangle of forces rule
  • Lami's rule
  • Equilibrium of a set of coplanar forces meeting at a point
  • Conditions for equilibrium (sum of components zero)

Key terms and vocabulary

  • equilibrium
  • rigid body
  • coplanar forces
  • meeting at a point
  • resultant
  • triangle of forces rule
  • Lami's rule
  • three forces theorem
  • reaction
  • tension
  • weight
  • smooth wall
  • smooth pulley
  • uniform rod
  • sphere
  • line of action

Questions and answers on Mechanics (Statics) — Equilibrium of a rigid body under the effect of coplanar forces meeting at a point - practice and revision

Multiple choice questions on this lesson in Applied Mathematics for 2nd secondary, First Term, with practice exercises for revision and exam preparation.

1

جسم صلب يتأثر بثلاث قوى متلاقية في نقطة وحالته توازن. إذا كانت القوة الأولى 6 نيوتن والثانية 8 نيوتن ومتعامدتين، فإن القوة الثالثة تساوي:

  • 1 10 نيوتن
  • 2 14 نيوتن
  • 3 2 نيوتن
  • 4 48 نيوتن
2

كرة منتظمة وزنها 50 نيوتن تستند على مستوى مائل أملس بزاوية 30° مع الأفق، فإذا كانت في حالة توازن تحت تأثير وزنها ورد فعل المستوى فقط، فإن رد الفعل يساوي:

  • 1 50 نيوتن
  • 2 25 نيوتن
  • 3 43.3 نيوتن
  • 4 100 نيوتن
3

جسم صلب يتأثر بأربع قوى مستوية متلاقية في نقطة وحالته توازن. أي مما يلي صحيح؟

  • 1 المجموع الجبري لمركبات القوى في اتجاهين متعامدين يساوي صفراً
  • 2 القوى الأربع يجب أن تكون متساوية في المقدار
  • 3 يجب أن تكون القوى الأربع متوازية
  • 4 محصلة أي قوتين تساوي محصلة القوتين الأخريين
4

قضيب منتظم وزنه 30 نيوتن معلق أفقياً بخيطين رأسيين عند طرفيه، فإذا كان القضيب في حالة توازن، فإن الشد في كل خيط يساوي:

  • 1 15 نيوتن
  • 2 30 نيوتن
  • 3 60 نيوتن
  • 4 صفر
5

جسم صلب يتأثر بثلاث قوى متلاقية في نقطة وحالته توازن. إذا كانت القوتان الأولى والثانية متعامدتين، فإن الزاوية بين القوة الثالثة والقوة الأولى تساوي:

  • 1 90°
  • 2 45°
  • 3 180°
  • 4 60°
6

كرة منتظمة وزنها 20 نيوتن تستند على حائط أملس وتشدها قوة أفقية، فإذا كان رد فعل الحائط 15 نيوتن، فإن الشد في الخيط يساوي:

  • 1 25 نيوتن
  • 2 5 نيوتن
  • 3 35 نيوتن
  • 4 20 نيوتن

Turn this unit into a ready quiz

Generate a quiz from this unit, send it to your class, and let the answers be graded for you.

Start free