Первое условие равновесия

Физика > Первое условие равновесия

Задача обучения

• Определить первое условие равновесия.

Основные пункты

• Для определения состояния равновесия существует два условия.
• Первое: чистая сила должна приравниваться к нулю.
• Если сила равна нулю, то сила в любом направлении приравнивается к нулю.

Термин

• Смещение – движение тела по линейному пути без деформации или вращения. Каждая частичка смещается с одинаковой скоростью и в одном направлении.
• Вращательный момент – вращательный эффект силы, измеряемый в ньютонах на метр.
• Сила – физическая величина, способная выталкивать, тянуть и ускорять объект.

Первое условие равновесия

В чем заключается первое условие равновесия? Объект оказывается в равновесии, если отсутствует ускорение. То есть, общие силы и чистый вращательный момент должны приравниваться к нулю. В виде уравнения выглядит как:

F_net = 0.

Чтобы добиться подобного состояния, силы вдоль каждой оси смещения должны в сумме давать ноль. Например, чистые внешние силы вдоль х и у = 0, а именно:

net F_x = 0 и net F_y = 0.

Условие F_net = 0 срабатывает для статистического равновесия (скорость = 0) и динамического (скорость – постоянная).

Нарисованный ниже человек пребывает в статическом равновесии, так как влияющие на него силы суммируются к нулю. Здесь обе силы – вертикальные.

Неподвижный человек пребывает в статическом равновесии

Автомобиль внизу оказался в динамическом равновесии, так как перемещается со стабильной скоростью. Силы направлены горизонтально и вертикально, но во всех направлениях = 0. Приложенная сила между дорогой и шинами уравновешивается воздушным трением, а вес машины поддерживается нормальными силами.

Эта машина пребывает в динамическом равновесии, потому что смещается со стабильной скоростью. Силы во всех направлениях сбалансированы.

---