ጠንካራ አካላትን ሚዛናዊ ለማድረግ የሚያስፈልጉ ሁኔታዎች

ለጠንካራ አካል ሚዛን የመጀመሪያው ሁኔታ :
የኒውተን ሁለተኛ ህግ እንደሚገልጸው በአንድ ነገር ላይ የሚሠራው ውጤት ያለው ኃይል (ነገሩ እንደ ቅንጣት ይቆጠራል) ከዜሮ ጋር እኩል ካልሆነ፣ የነገሩ እንቅስቃሴ አቅጣጫ ከውጤቱ ኃይል አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ በሆነበት ሁኔታ ዕቃው ያለማቋረጥ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል። የውጤቱ ኃይል ዜሮ ከሆነ፣ ዕቃው በእረፍት ላይ ነው ወይም ዕቃው በቋሚ ፍጥነት እየተንቀሳቀሰ ነው።

አንድ ነገር በቋሚ ፍጥነት ሲንቀሳቀስ ወይም ሲንቀሳቀስ፣ ዕቃው ምንም አይነት ፍጥነት የለውም (a)። ምክንያቱም ማፋጠን (a) = 0፣ ከላይ ያለው እኩልታ ወደ፡

ይህ እኩልታ በ x-ዘንግ፣ y-ዘንግ እና z-ዘንግ ላይ ባሉ ክፍሎች ሊከፋፈል ይችላል።

ኃይሎቹ በአግድም አቅጣጫ ብቻ የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታ 1 ጥቅም ላይ ይውላል። ኃይሎቹ በአቀባዊ አቅጣጫ ብቻ የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታ 2 ጥቅም ላይ ይውላል። ኃይሎቹ በፕላን ላይ የሚሰሩ ከሆነ (ሁለት ልኬቶች)፣ እኩልታዎች 1 እና 2 ጥቅም ላይ ይውላሉ። ኃይሎቹ በቦታ (ሶስት ልኬቶች) የሚሰሩ ከሆነ፣ እኩልታዎች 1፣ 2 እና 3 ጥቅም ላይ ይውላሉ።

ኃይል የቬክተር ብዛት ሲሆን መጠኑም ሆነ አቅጣጫው አለው። የካርቴዥያን መጋጠሚያዎች (x፣ y እና z ዘንጎች)ን በመጥቀስ እና እንደ ደንቦቹ፣ ኃይሉ ከአሉታዊ x-ዘንጉ (ወደ ግራ) ጋር ትይዩ ከሆነ ወይም ኃይሉ ከአሉታዊ y-ዘንጉ (ወደ ታች) ጋር ትይዩ ከሆነ፣ ኃይሉ አሉታዊ ነው። በተቃራኒው፣ ኃይሉ ከአዎንታዊ x-ዘንጉ (ወደ ቀኝ) ጋር ትይዩ ከሆነ ወይም ኃይሉ ከአዎንታዊ y-ዘንጉ (ወደ ላይ) ጋር ትይዩ ከሆነ፣ ኃይሉ አዎንታዊ ነው።

ምሳሌ 1 ።

መግለጫ ጽሑፍ፡
F = የመሸከም ኃይል፣ fg = የግጭት ኃይል፣ N = መደበኛ ኃይል፣ w = ስበት፣ m = ክብደት፣ g = በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት።
አንድ ነገር እረፍት ላይ ነው ምክንያቱም በእቃው ላይ የሚንቀሳቀሱት ሁሉም ኃይሎች ድምር ዜሮ ስለሆነ።
በእቃው ላይ የሚሠራውን እያንዳንዱን ኃይል ይገምግሙ።
በአግድም አቅጣጫ (x-ዘንግ) የሚሰሩ ኃይሎች፡

የመወጠር ኃይል (F) እና የግጭት ኃይል (f)_g) ተመሳሳይ መጠን ቢኖራቸውም ተቃራኒ አቅጣጫዎች አሏቸው። የመወዛወዝ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቀኝ ወይም በአዎንታዊ x-ዘንግ (አዎንታዊ ኃይል) በኩል ነው፣ በተቃራኒው ደግሞ የግጭት ኃይል አቅጣጫ ወደ ግራ ወይም በአሉታዊ x-ዘንግ (አሉታዊ ምልክት) በኩል ነው። የሁለቱም ኃይሎች መጠን ተመሳሳይ ስለሆነ (በተመሳሳይ የቀስት ርዝመት የተወከለው) እና የሁለቱም ኃይሎች አቅጣጫ ተቃራኒ ስለሆነ፣ የእነዚህ ሁለት ኃይሎች ድምር ከዜሮ ጋር እኩል ነው።
በአቀባዊ አቅጣጫ (y-ዘንግ) የሚሰሩ ኃይሎች፡

በአቀባዊው ክፍል (y-axis) ላይ የስበት ኃይል (w) እና መደበኛ ኃይል (N) አሉ። የስበት ኃይል አቅጣጫ ከምድር መሃል ጋር ቀጥ ያለ ወይም በአሉታዊ y-axis አቅጣጫ (አሉታዊ ምልክት ያለው ኃይል) ሲሆን፣ መደበኛው ኃይል ደግሞ በአዎንታዊ y-axis አቅጣጫ (አዎንታዊ ምልክት ያለው ኃይል) ነው። የእነዚህ ሁለት ኃይሎች መጠን ተመሳሳይ ነው ነገር ግን አቅጣጫቸው ተቃራኒ ነው፣ ስለዚህ ሁለቱ ኃይሎች እርስ በእርስ ይሰረዛሉ።
ከላይ በምሳሌው ላይ የተጠቀሰው ነገር እረፍት ላይ ነው ምክንያቱም በአግድም ዘንግም ሆነ በአቀባዊ ዘንግ ላይ ባለው ነገር ላይ የሚሠራው ውጤት ያለው ኃይል ከዜሮ ጋር እኩል ነው።

ምሳሌ 2 ።

በዚህ ነገር ላይ የሚንቀሳቀሱት የስበት ኃይል እና መደበኛ ኃይሎች አይታዩም ምክንያቱም እርስ በእርስ ስለሚሰረዙ። በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው አንድ ኃይል F በሁለቱም የነገሩ ጫፎች ላይ ከተተገበረ የሁለቱ ኃይሎች መጠን እኩል ነው ነገር ግን በተቃራኒ አቅጣጫዎች። ዕቃው የማይንቀሳቀስ ሆኖ ይቆያል?
ይህንን ለመረዳት እንዲረዳዎት፣ መጽሐፍ በጠረጴዛ ላይ ያስቀምጡ። መጀመሪያ ላይ መጽሐፉ አሁንም ነው ምክንያቱም በመጽሐፉ ላይ ያለው ውጤት ያለው ኃይል ዜሮ ስለሆነ። በመቀጠል፣ በመጽሐፉ በሁለቱም ጎኖች ላይ ኃይልን ይተግብሩ፣ በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው። አንድ ኃይል በመጽሐፉ መጨረሻ ላይ በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው መጠንና አቅጣጫ ካለው፣ ይህ መጽሐፉን ከማዞር ጋር ተመሳሳይ ነው እና በእርግጥ መጽሐፉ ይሽከረከራል። መጽሐፉ የሚሽከረከረው በኃይል ኤፍ ምክንያት የሚፈጠር የኃይል ቅጽበት ስላለ ነው። የማሽከርከር ዘንግ በመጽሐፉ መሃል ላይ ይገኛል። በእቃው ላይ የሚሠራ የግጭት ኃይል ከሌለ፣ የሚመጣው የኃይል ቅጽበት በሁለቱ ኃይሎች ኤፍ የሚመነጩ የኃይል ቅጽበቶች ድምር ነው። የነገሩ የማሽከርከር አቅጣጫ በሰዓት አቅጣጫ ስለሆነ ሁለቱም የኃይል ቅጽበቶች አሉታዊ እንዲሆኑ።

ለጠንካራ አካል ሚዛን ሁለተኛው ሁኔታ
ከላይ በምሳሌ 2 ላይ በመመስረት፣ በአንድ ነገር ላይ የሚፈጠረው የኃይል ቅጽበት ዜሮ ካልሆነ (ነገሩ እንደ ግትር ነገር ተደርጎ ይቆጠራል)፣ እቃው ይሽከረከራል ብሎ መደምደም ይቻላል።

አንድ ነገር እንዳይሽከረከር (እንዳይንቀሳቀስ)፣ የሚፈጠረው የኃይል ቅጽበት ዜሮ መሆን አለበት። አንድ ነገር የማይሽከረከር ከሆነ፣ ምንም አይነት የማዕዘን ፍጥነት የለውም። የማዕዘን ፍጥነት ዜሮ ስለሆነ፣ ከላይ ያለው እኩልታ ወደሚከተለው ይቀየራል፡

የንጥረ ነገር ሚዛን ችግሮች ምሳሌዎችን እና የጠንካራ የሰውነት ሚዛን ችግሮች ምሳሌዎችን አጥኑ ።

ማጣቀሻ