Усилие в точке опоры рычага

[creck]

Здравствуйте уважаемые форумчане! Возникла потребность решить задачу по физике(или по сопромату, не знаю). Сам я не имею отношения к точным наукам (работаю в медицине), поэтому решить не смог. Требуется найти усилие в точке опоры рычага.
Имеются тиски (которые не поднимаются и не ломают гвоздь, а только его жестко держат), в которые зажат гвоздь (или деревяшка, не важно), к краю гвоздя прикладываем силу, например, 10 Н, какая сила возникает в месте стыка гвоздя и тисков (предположим что гвоздь гнется или ломается только в этом месте,
а по всей остальной длине он абсолютно жесткий)??? Ведь если использовать классическое правило рычага там получается бесконечная сила (на середине расстояния получается сила в 20 Н, на трети 30 и т.д.). Беглый просмотр учебников физики и сопромата результатов не дал (слишком много там всего для меня непонятного написано).

https://cloud.mail.ru/public/aA89/z8WHCcZib Схематичная зарисовка

[EUgeneUS]

creck

Школьная задача:
Если Вы не сильно зажмёте тиски, только чтобы они удерживали гвоздь от падения. То у Вас будет две точки опоры: верхний край одной губки и нижний край другой губки.

Если Вы сильно зажмёте тиски, то напряжения в гвозде как-то будут распределяться, гвоздь будет давить на губки не в двухточках. Тут, видимо, уже сопромат.

[rockclimber]

creck в сообщении #1337254 писал(а):

Имеются тиски (которые не поднимаются и не ломают гвоздь, а только его жестко держат), в которые зажат гвоздь (или деревяшка, не важно), к краю гвоздя прикладываем силу, например, 10 Н, какая сила возникает в месте стыка гвоздя и тисков

Не совсем корректно сформулированный вопрос. Вы хотите знать, при какой силе, действующей на конец гвоздя, он сломается?

creck в сообщении #1337254 писал(а):

Беглый просмотр учебников физики и сопромата результатов не дал (слишком много там всего для меня непонятного написано).

Насколько я помню свой курс сопромата, с подобных задач он начинался, и задач проще там вообще не было (ну разве что на сжатие/растяжение, но это ж вообще чуть ли не школьный уровень). Если это непонятно, то не знаю, что посоветовать. Выпишите сюда все, что непонятно, вам посоветуют учебники на уровень проще.

[Xey]

creck в сообщении #1337254 писал(а):

если использовать классическое правило рычага там получается бесконечная сила

Если нарисовать гвоздь, имеющий толщину, так все вроде понятно.

[creck]

Цитата:

Не совсем корректно сформулированный вопрос. Вы хотите знать, при какой силе, действующей на конец гвоздя, он сломается?

И это тоже, сломается или погнется, как будет проходить линия перелома. Меня вообще интересует моя прикладная задача: усилие, возникающая в месте стыка импланта и кости при жевательной нагрузке. Какое максимальное усилие может возникнуть, при каких условиях сломается кость, при каких сломается имплант или погнется, от чего это зависит. Если посоветуете учебник или задачник(желательно еще раздел где все это написано, а то мне надо еще разобраться со всякими дифурами, эпюрами т.д. ) буду благодарен.

-- 07.09.2018, 16:32 --

Xey в сообщении #1337261 писал(а):

creck в сообщении #1337254 писал(а):

если использовать классическое правило рычага там получается бесконечная сила

Если нарисовать гвоздь, имеющий толщину, так все вроде понятно.

Не понятно, какое брать соотношение плеч? Толщины и длины гвоздя?

[GraNiNi]

creck в сообщении #1337254 писал(а):

к краю гвоздя прикладываем силу, например, 10 Н, какая сила возникает в месте стыка гвоздя и тисков

Это типичная задача для балки с защемленным концом, где вычисляют поперечную силу и изгибающий момент.

Изгибающий момент будет равен произведению силы, приложенной к концу гвоздя, на его дину.

[creck]

GraNiNi в сообщении #1337266 писал(а):

creck в сообщении #1337254 писал(а):

к краю гвоздя прикладываем силу, например, 10 Н, какая сила возникает в месте стыка гвоздя и тисков

Это типичная задача для балки с защемленным концом, где вычисляют поперечную силу и изгибающий момент.

Изгибающий момент будет равен произведению силы, приложенной к концу гвоздя, на его дину.

Спасибо

-- 07.09.2018, 17:08 --

Только мне важен не изгибающий момент, а во сколько раз сила необходимая для перелома гвоздя, приложенная к его краю, меньше силы, которую надо приложить к условному ножу если им разрезать гвоздь на условном столе. (ведь чтобы сломать палку зажатую в тисках нужно меньше силы, чем если давить на эту палку, лежащyю на земле).

[wrest]

creck в сообщении #1337254 писал(а):

Беглый просмотр учебников физики и сопромата результатов не дал (слишком много там всего для меня непонятного написано).

Имхо, вам надо бы поискать не учебники физики и сопромата, а руководства\учебники\материалы по протезированию зубов имплантами, где все ваши вопросы должны быть уже отражены, причем сразу с нужными значениями (напр. характеристиками костей и т.п.).
Наверняка в медицинских институтах на стоматологических факультетах всё это рассказывают.
Кроме того, наверняка есть специальный "зубной" софт который всё это моделирует.

Читая книжки по сопромату\дифурам и строя эпюры, вы вряд ли сможете сделать верные предположения о реальных условиях (типа вашего -- "зажато в тиски", "к краю прикладываем силу" и т.п.).

-- 07.09.2018, 16:15 --

creck в сообщении #1337270 писал(а):

Только мне важен не изгибающий момент, а во сколько раз сила необходимая для перелома гвоздя, приложенная к его краю, меньше силы, которую надо приложить к условному ножу если им разрезать гвоздь на условном столе.

Если "условный нож" очень-очень условно-острый, то он просто-напросто легко разрежет ваш условный гвоздь, при небольшой силе...

[GraNiNi]

creck в сообщении #1337264 писал(а):

Меня вообще интересует моя прикладная задача: усилие, возникающая в месте стыка импланта и кости при жевательной нагрузке. Какое максимальное усилие может возникнуть, при каких условиях сломается кость, при каких сломается имплант или погнется, от чего это зависит.

Теперь понятно, что гвоздь здесь ни при чем.

Алгоритм расчета такой же, как и для гвоздя.
1. Находим максимальный изгибающий момент (в сечении того материала, что изгибается), как произведение приложенной силы на длину (чего-то по схеме).

2.Находим момент сопротивления сечения.
Для простых геометрических сечений (круг, квадрат, кольцо и пр.) есть уже готовые формулы и таблицы.
Для сечений сложной формы - вычисления усложняются.

3.Делим максимальный изгибающий момент на момент сопротивления сечения и находим максимальное напряжение в сечении, которое не должно превышать табличные значением предела текучести для данного (пластичного, как гвоздь) материала или предела прочности (для хрупких, как фарфор, материалов).

[creck]

Спасибо

[wrest]

Штырь-имплант, имхо, сломать о кости челюсти в которые он врос вообще нереально. Если только хороший такой хук провести и то...
Ну а как мы знаем из соседней темы про чудо-отвертку, туда вкручивается винт, который удерживает коронку, вот его наверно сломать не повредив челюсть при желании можно (но там будет имхо сдвиг, а не сгиб)

[creck]

Редко, но ломается т.к. толщина шейки импланта всего 0,3 мм