Nem minden tárgy, amivel a mindennapi életben találkozunk, mindig nyugalmi állapotban van. Egy tárgy kezdetben lehet nyugalmi állapotban, de ha elmozdul, akkor elmozdulhat. A kérdés az, hogy a mozgás után visszatér-e eredeti helyzetébe. Ez a mozgástól függ. az objektumegyensúly típusai hogy.
Ha egy nyugalmi állapotban lévő tárgy zavart szenved (eredő erő vagy eredő erőnyomaték hat rá), akkor elmozdul. Elmozdulás után három lehetőség van: (1) a tárgy visszatér eredeti helyzetébe, (2) a tárgy elmozdul eredeti helyzetéből, (3) a tárgy az új helyén marad. Ha elmozdulás után a tárgy visszatér eredeti helyzetébe, akkor a tárgy a következő helyzetben van: stabil egyensúlyHa az objektum mozgatás után tovább mozdul el az eredeti helyzetétől, akkor az objektum a következő helyzetben van: instabil egyensúlyMásrészt, ha az objektum mozgatása után az új helyén marad, akkor az objektum a következő helyen van: semleges egyensúly.
Stabil egyensúly
Egy kezdetben nyugalmi állapotban lévő testre erőt vagy nyomatékot alkalmazunk, amelynek eredményeként eredő erő vagy eredő erőnyomaték mozdítja el a testet, és így az elmozdul. Egy test stabil egyensúlyban van, ha elmozdulása után visszatér eredeti helyzetébe. A test azért mozdul vissza eredeti helyzetébe, mert eredő erő vagy eredő erőnyomaték hat rá.
1. példa :
Egy tárgyat egy húr felfüggeszt egy tartóelemről. Kezdetben a tárgy mozdulatlan. Miután meglökték, elmozdul, majd visszatér eredeti helyzetébe. A tárgy súlypontja a tárgy közepén van, míg a forgáspont a húr és a tartóelem között van.
A tárgy a vízszintes irányú gravitációs erő (w) hatására visszatér eredeti helyzetébe.s). A kötél feszültsége (T) és a nehézségi erő függőleges irányú komponense (wy) kioltják egymást, mivel ez a két erő azonos nagyságú és ellentétes irányú.
2. példa :
A tárgy egy völgyben van. Kezdetben a tárgy mozdulatlan. Elmozdulás után jobbra és balra mozdul, majd visszatér eredeti helyzetébe. A tárgy visszatér eredeti helyzetébe, mivel vízszintes irányú gravitációs erő (w) hat rá.x). A gravitáció függőleges irányú komponense (wy) és a normálerő (N) kiegyenlíti egymást, mivel ez a két erő nagyságrendje megegyezik, de irányúja ellentétes.
3. példa :
Kezdetben a tárgy nyugalomban van. A súlypont a tárgy közepén van, a forgáspont pedig a tárgy alapjánál, amely érintkezik a sík felülettel. Miután jobbra elmozdították, a tárgy jobbra emelkedik. Ha a súlypont továbbra is a forgásponttól balra van, a tárgy a gravitáció által létrehozott erőnyomatéknak köszönhetően továbbra is visszatérhet eredeti helyzetébe. Ebben az esetben a forgáspont a forgástengely szerepét tölti be.
Fordítva, ha a tárgyat balra mozgatjuk, akkor a tárgy balra felemelkedik. Ha a pozíció Súlypont Ha a tárgy továbbra is a forgásponttól jobbra van, akkor is visszatérhet eredeti helyzetébe. A 3. példához hasonló problémák esetén a tárgy továbbra is stabil egyensúlyban van, ha jobbra emelés után a súlypontja nem halad át a forgásponton. Ha jobbra emelés után a súlypontja áthalad a forgásponton, a tárgy továbbra is eltávolodik eredeti helyzetétől. Az ehhez hasonló problémákban a tárgy instabil egyensúlyban van.
instabil egyensúly
Egy test instabil egyensúlyban van, ha a kezdeti nyugalmi állapotban lévő test a rá ható eredő erő vagy erőnyomaték hatására elmozdul. Elmozdulás után a test nem tér vissza eredeti helyzetébe, hanem elmozdul onnan.
1. példa.
Egy tárgy kezdetben nyugalomban van, majd egy zavaró tényező (a tárgyra ható eredő erő vagy eredő nyomaték) miatt elmozdul. Elmozdulás után a tárgy továbbra is eltávolodik eredeti helyzetéből. A tárgy elmozdul eredeti helyzetéből, mert elmozdulás után a súlypontja a forgásponttól jobbra van. Amikor a súlypont a forgásponttól jobbra van, akkor egy eredő nyomaték vagy eredő nyomaték forgatja el a tárgyat eredeti helyzetéből.
2. példa.
A tárgy kezdetben nyugalomban van a csúcson. Elmozdulás után továbbra is eltávolodik eredeti helyzetéből. A tárgy eltávolodik eredeti helyzetéből, mivel van egy vízszintes irányú gravitációs komponens (w).x).
Semleges egyensúly
Egy tárgy semleges egyensúlyban van, ha egy zavaró tényező hatására elmozdulva az új helyén marad. A tárgy nem tér vissza eredeti helyzetébe, és nem is mozdul el eredeti helyzetéből.
1. példa.
Egy sík felületen kezdetben nyugalmi állapotban lévő labda egy zavaró tényező hatására elmozdul. Megállás után a labda az új helyén marad. Nem tér vissza eredeti helyzetébe, és nem is mozdul el attól tovább.
Következtetés
A fenti magyarázat alapján a következő pontok vonhatók le.
ElsőHa egy tárgy súlypontja a forgáspont alatt van, akkor a tárgy mindig stabil egyensúlyban lesz. Például egy kötélen lógó tárgy egy tartón.
MásodikHa egy tárgy súlypontja a forgáspont felett van, akkor a tárgy egyensúlya relatív. Egy tárgy lehet stabil egyensúlyban, vagy lehet instabil.
KetigaEgy tárgy egyensúlya a tárgy alakjától és méretétől is függ. A szélesebb és alacsonyabb tárgyak stabilabbak, mint a kevésbé széles és magasabb tárgyak.
NegyedikEgy tárgy egyensúlya a súlypont és a forgáspont távolságától függ. Ha a súlypont messze van a forgásponttól, a tárgy általában instabil egyensúlyban van. Fordítva, ha a súlypont közel van a forgásponthoz, a tárgy általában stabil egyensúlyban van.
