Статија за видовите рамнотежа на тврдо тело
Не сите работи што ги наоѓаме во секојдневниот живот секогаш мируваат. Можеби на почетокот предметот мирува, но ако се помести (на пример, од ветерот) предметите можат да се движат. Проблемот е дали по движењето, предметите се враќаат во нивната првобитна положба или не. Ова зависи од видот на рамнотежа на предметот. По движењето, ќе има три можности, имено:
(1) објектот се враќа во првобитната положба,
(2) објектот се оддалечува од својата првобитна положба,
(3) објектот останува на својата нова позиција.
Ако по враќањето на предметот во првобитната положба, тој е во стабилна рамнотежа. Ако по движењето, предметот се движи уште подалеку, тогаш тој е во нестабилна рамнотежа. Обратно, ако по движењето, предметот остане во својата нова положба, тогаш тој е во неутрална рамнотежа.
1. Стабилна рамнотежа
Ако на предмет кој првично е во мирување дејствува сила или вртежен момент (постои резултантна сила или резултантен момент на сила), тогаш предметот ќе се движи. Рамнотежата е стабилна ако, по движењето, предметот се враќа во првобитната положба. Подвижните предмети се враќаат во првобитната положба поради резултантата сила или резултантен момент на сила што се појавува откако предметот ќе се движи.
Пример 1. Предмет е обесен со јаже на тампон. Прво, предметот мирува. Откако ќе биде турнат, предметот се движи и се враќа во првобитната положба. Тежината на предметот е во центарот на предметот, додека потпорната точка е помеѓу јажето и потпората. Подвижните предмети се враќаат во првобитната положба поради резултантната гравитација во хоризонтална насока (wx). Затегнатоста на јажето (T) и гравитационата компонента во вертикална насока (wy) се елиминираат едни со други бидејќи овие две сили имаат иста големина, но спротивна насока.
Пример 2. Предметот во долината. Првично, предметот мирува. Откако ќе се помести, предметот се движи надесно и налево, а потоа се враќа во првобитната положба. Топката се движи за да се врати во првобитната положба поради резултантната гравитација во хоризонтална насока (wx). Гравитациската компонента во вертикална насока (wy) и нормалната сила (N) се елиминираат една со друга бидејќи двете сили имаат иста големина, но насоката е спротивна.
Пример 3. Првично, објектот мирува. Центарот на гравитација е центарот на објектот, а точката на потпора е во основата на објектот во контакт со рамната рамнина. По движењето надесно, објектот се крева надесно. Ако положбата на центарот на гравитација е сè уште лево од потпорната точка, тогаш објектот сè уште може да се врати во првобитната положба. Објектот може да се врати во првобитната положба поради резултантниот момент на сила генериран од гравитацијата. Во овој случај, точката на потпора делува како оска на ротација. Обратно, ако објектот се помести налево, тогаш објектот подигнато налево. Ако положбата на центарот на гравитација е сè уште десно од потпорната точка, предметот сè уште може да се врати во својата првобитна положба.
За случаи како пример 3, предметите се сè уште во стабилна рамнотежа ако по подигнувањето, центарот на гравитација на предметот не поминува низ потпорната точка. Ако по подигнувањето надесно, центарот на гравитација поминува покрај потпорната точка, предметот се оддалечува од својата првобитна положба. Ова е пример за нестабилна рамнотежа.
2. Нестабилна рамнотежа
Рамнотежата е нестабилна ако предметот првично е неподвижен поради резултантната сила или резултантниот момент на силата што дејствува на предметот. По движењето, предметот не се враќа во првобитната положба, туку се оддалечува од својата првобитна положба.
Пример 1. Првично неподвижен предмет поради пречки. По движењето, предметот продолжува да се оддалечува од својата позиција. Предметот се оддалечува од својата првобитна позиција бидејќи по движењето, положбата на центарот на гравитација е десно од потпорната точка. Кога центарот на гравитација е десно од потпорната точка, се јавува резултантниот момент на сила, кој го одвраќа предметот од неговата првобитна положба.
Пример 2. Објектот е најпрво над врвот.
Откако ќе се помести, предметот постојано се оддалечува.
од неговата првобитна положба. Објектот се оддалечува од својата првобитна положба поради присуството на гравитациски компоненти во хоризонталната насока (w x ).
3. Неутрална рамнотежа
Неутрална рамнотежа ако по движењето поради пречки, објектот останува во својата нова положба. Објектите не се враќаат во својата првобитна положба и објектите не се оддалечуваат од првобитната положба.
Пример 1: Топката првично стои на рамна рамнина и се движи. Откако ќе престане да се движи, топката останува во својата нова положба. Топката не се враќа во својата првобитна положба или не се оддалечува од својата првобитна положба.
Врз основа на горенаведеното објаснување, може да се заклучи:
Прво, ако центарот на гравитација на предметот е под потпорната точка, предметот е во стабилна рамнотежа. На пример, предмет е обесен со јаже на тампон.
Второ, ако центарот на гравитација на некој објект е над потпорната точка, рамнотежата на објектот е релативна. Објектите можат да бидат стабилни, но и нестабилни.
Трето, рамнотежата на објектите зависи од обликот и големината на објектите. Пошироките објекти се постабилни од нешироките објекти.
Четврто, рамнотежата на предметите зависи од растојанието на центарот на гравитација од потпорната точка.
Ако центарот на гравитација е далеку од потпорната точка, тогаш објектот е во нестабилна рамнотежа. Обратно, ако центарот на гравитација е блиску до потпорната точка, тогаш рамнотежата е нестабилна.
