日常生活で目にする物体は、必ずしも常に静止しているとは限りません。物体は最初は静止していても、動かされれば動き出す可能性があります。問題は、動いた後に元の位置に戻るかどうかです。これは、その動き方によって異なります。 物体のバランスの種類 それです。
静止している物体が外乱を受けると(物体に作用する合力または合力モーメントがあると)、物体は動きます。動きの後には、次の 3 つの可能性があります。(1) 物体が元の位置に戻る、(2) 物体が元の位置から遠ざかる、(3) 物体が新しい位置にとどまる。動きの後、物体が元の位置に戻る場合、物体は静止しています。 安定平衡移動後、物体が元の位置からさらに移動した場合、物体は 不安定な均衡一方、移動後も物体が新しい位置に留まる場合は、物体は 中立的なバランス.
安定平衡
静止している物体に、物体を動かすような力やトルクが加えられると、物体は動きます。物体が動いた後に元の位置に戻る場合、その物体は安定平衡状態にあると言えます。物体が元の位置に戻るのは、合力または合力のモーメントが存在するためです。
例2 :
物体が糸で支点から吊り下げられている。最初は物体は静止している。押された後、物体は動き出し、元の位置に戻る。物体の重心は物体の中心にあり、支点は糸と支点の間にある。
物体は水平方向(w)の重力の合力によって元の位置に戻ります。sロープの張力(T)と重力の鉛直方向成分(w)yこれらの2つの力は同じ大きさで逆方向なので、互いに打ち消し合います。
例2 :

物体は谷間にあります。最初は、物体は静止しています。移動後、物体は左右に移動し、その後元の位置に戻ります。物体が元の位置に戻るのは、水平方向(w)に合力重力が働くためです。x重力の鉛直方向成分(wy)と垂直抗力(N)は、大きさが等しく方向が反対であるため、互いに打ち消し合います。
例2 :
最初は、物体は静止しています。重心は物体の中心にあり、支点は物体の底面、つまり平面に接している部分にあります。物体を右に移動させた後、物体は右に持ち上げられます。重心が支点の左側にある場合、重力によって生じる合力モーメントにより、物体は元の位置に戻ることができます。この場合、支点は回転軸として機能します。
逆に、物体が左に移動すると、物体は左に持ち上げられます。 重心 物体が支点の右側にある場合、元の位置に戻ることができます。例3のような問題では、物体を右に持ち上げた後、重心が支点を通過しない場合、物体は安定平衡状態にあります。物体を右に持ち上げた後、重心が支点を通過する場合、物体は元の位置からさらに離れていきます。このような問題では、物体は不安定平衡状態にあります。
不安定な均衡
物体が不安定平衡状態にあるとは、静止状態から、物体に作用する合力または合力モーメントによって動き出す場合をいう。動き出した後、物体は元の位置に戻らず、元の位置から遠ざかる方向に移動する。
例2.
物体は最初は静止しており、その後、外乱(物体に作用する合力または合トルク)によって動き出します。動き出した後、物体は元の位置からさらに離れていきます。物体が元の位置から離れるのは、動き出した後、重心が支点の右側にあるためです。重心が支点の右側にある場合、物体を元の位置から遠ざけるように回転させる合トルクまたは合トルクが発生します。
例2.
物体は最初は山頂で静止している。移動後、物体は元の位置から遠ざかり続ける。物体が元の位置から遠ざかるのは、水平方向(w)に重力成分が存在するためである。x).
中立バランス
物体が中立平衡状態にあるとは、外乱によって移動した後、その新しい位置にとどまる状態を指します。物体は元の位置に戻ることもなく、元の位置から離れることもありません。
例2.
平らな面上に静止していたボールが、何らかの外乱によって動き出す。停止後、ボールは新しい位置に留まる。元の位置に戻ることも、元の位置からさらに遠ざかることもない。
結論
上記の説明に基づき、以下の点が結論付けられる。
最初の物体の重心が支点より下にある場合、その物体は常に安定したバランスを保ちます。例えば、支柱にロープで吊り下げられた物体などがこれに該当します。
第二物体の重心が支点より上にある場合、その物体のバランスは相対的なものである。物体は安定したバランス状態にある場合もあれば、不安定なバランス状態にある場合もある。
ケティガ物体のバランスは、その形状と大きさにも左右されます。幅が広く高さが低い物体は、幅も高さも低い物体よりも安定しています。
キームパット物体のバランスは、重心と支点との距離によって決まります。重心が支点から遠い場合、物体は不安定な平衡状態になりがちです。逆に、重心が支点に近い場合、物体は安定した平衡状態になりがちです。