Applied Mathematics · 3rd secondary · First Term

Statics - Parallel coplanar forces — The equilibrium of a system of coplanar forces

About this lesson

This unit covers the equilibrium of a rigid body under the action of a system of coplanar parallel forces. It begins by stating the two necessary and sufficient conditions for equilibrium: the resultant vector of the forces must vanish (R = 0) and the sum of the moments of the forces about a point must vanish (M = 0). It then introduces the use of orthogonal unit vectors (i, j, k) to resolve forces and moments, leading to the algebraic conditions X = 0, Y = 0, and M = 0. The unit provides worked examples and exercises involving uniform rods and boards resting on supports, with weights and boxes, to find reactions and tensions. It also includes problems with ladders resting against smooth or rough walls and floors, and a bar on a rough horizontal plane and a smooth wedge, involving friction and reactions. By the end, a student should be able to apply these equilibrium conditions to solve for unknown forces, reactions, tensions, and positions in various static scenarios.

Main topics in this lesson

  • Equilibrium of a rigid body under coplanar parallel forces
  • Conditions for equilibrium (resultant and moment vanish)
  • Solving problems with uniform rods and boards on supports
  • Problems involving ladders on walls and floors
  • Problems with bars on rough and smooth surfaces
  • Finding reactions, tensions, and coefficients of friction

Key terms and vocabulary

  • Equilibrium
  • Coplanar forces
  • Parallel forces
  • Resultant vector
  • Moments
  • Reaction
  • Support
  • Beam
  • Tension
  • Pulley
  • Rotate
  • Rigid body
  • Uniform rod
  • Uniform board
  • Weight
  • Friction
  • Coefficient of friction
  • Smooth
  • Rough
  • Wedge
  • Ladder
  • Vertical wall
  • Horizontal plane
  • Couple
  • Line of action
  • Equivalence
  • Resultant couple

Questions and answers on Statics - Parallel coplanar forces — The equilibrium of a system of coplanar forces - practice and revision

Multiple choice questions on this lesson in Applied Mathematics for 3rd secondary, First Term, with practice exercises for revision and exam preparation.

1

في مسألة قضيب موضوع على مستوى أفقي خشن وحرف أملس، إذا كان القضيب في حالة اتزان فإن رد فعل الحرف الأملس يكون:

  • 1 عموديًا على القضيب
  • 2 موازيًا للقضيب
  • 3 عموديًا على المستوى الأفقي
  • 4 في اتجاه وزن القضيب
2

عند حل مسألة اتزان قضيب على مسندين، فإن اختيار نقطة لأخذ العزوم حولها:

  • 1 يمكن أن يكون أي نقطة على القضيب أو خارجه
  • 2 يجب أن يكون عند أحد المسندين فقط
  • 3 يجب أن يكون عند مركز ثقل القضيب فقط
  • 4 يجب أن يكون عند نهاية القضيب فقط
3

جسم جاسئ تؤثر عليه قوى متوازية مستوية، فإذا كان مجموع القوى يساوي صفرًا ومجموع العزوم حول نقطة يساوي صفرًا، فإن الجسم:

  • 1 يبقى ساكنًا أو يتحرك بسرعة ثابتة
  • 2 يتحرك بعجلة ثابتة
  • 3 يدور بعجلة زاوية
  • 4 يتحرك في مسار منحنٍ
4

في مسألة سلم يستند على حائط أملس وأرض خشنة، فإن قوة الاحتكاك تؤثر عند:

  • 1 نقطة تلامس السلم مع الأرض
  • 2 نقطة تلامس السلم مع الحائط
  • 3 مركز ثقل السلم
  • 4 أعلى نقطة في السلم
5

في مسألة لوح منتظم يرتكز على مسندين، إذا كان اللوح متزنًا فإن رد الفعل عند كل مسند:

  • 1 يعتمد على توزيع الأوزان ومواضعها
  • 2 يساوي دائمًا نصف وزن اللوح
  • 3 يساوي وزن اللوح كاملًا
  • 4 يساوي صفرًا
6

عند حل مسألة اتزان قضيب على مسندين باستخدام متجهات الوحدة، فإن الشرط M = 0 يعني أن:

  • 1 مجموع العزوم حول النقطة المختارة يساوي صفرًا
  • 2 مجموع القوى الأفقية يساوي صفرًا
  • 3 مجموع القوى الرأسية يساوي صفرًا
  • 4 المحصلة تساوي صفرًا

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