Второе условие статического равновесия

Физика > Второе условие

Второе условие статического равновесия: чистый вращательный момент, влияющий на объект, приравнивается к нулю.

Задача обучения

• Определить второе условие статического равновесия.

Основные пункты

• Второе условие равновесия: исключить ускоренное вращение.
• Вращающееся тело или система могут пребывать в равновесии, если скорость постоянная.
• Величина вращательного момента вокруг оси вращения выражается как τ = rFsinθ.

Термины

• Равновесие – положение тела в состоянии покоя или равномерного движения, где все силы приравниваются к нулю.
• Вращательный момент – вращательный эффект, измеряющийся в ньютонах на метр.
• Дети на нижнем рисунке отображают статическое равновесие. Подобные объекты не располагают ускорением или же тело движется, но с неизменной скоростью.

Система расположена в статическом равновесии, где ни в одном направлении нет ускорения

Если объекты расположены в статическом равновесии, то чистая сила и вращательный момент должны приравниваться к нулю.

Давайте посмотрим:

Чистая числа должна быть нулевой

Тогда все силы балансируют во всех направлениях. Например, смещающаяся по дороге машина делает это со стабильной скоростью. Она находится в равновесии, потому что нет ускорения в каком-то направлении: F_net = ma = 0.

Чистый вращательный момент должен быть нулевым

Равновесие сохраняется, если скорость вращения стабильна и не поддается влиянию сил.

Можно проследить за воздействующими факторами на примере дверных петель. Величина, направление и точка действия силы определяются как физические величины – вращательный эквивалент силы. Это мера эффективности силы при изменении или ускорении вращения.

В виде уравнения величина вращательного момента выглядит как τ = rFsinθ, где τ (греческая буква тау) – вращательный момент, r – дистанция от точки поворота к точке применения силы, F – величина силы, а θ – угол между силой и вектором, направленным от точки действия к опорной.

---