දෘඩ ශරීරයක සමතුලිතතාවය සඳහා පළමු කොන්දේසිය :
නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය පවසන්නේ වස්තුවක් මත ක්රියා කරන ප්රතිඵල බලය (වස්තුව අංශුවක් ලෙස සැලකේ) ශුන්යයට සමාන නොවේ නම්, වස්තුව නියත ත්වරණයකින් චලනය වන බවයි, එහිදී වස්තුවේ චලනයේ දිශාව ප්රතිඵල බලයේ දිශාවට සමාන වේ. ප්රතිඵල බලය ශුන්ය නම්, වස්තුව නිශ්චලව පවතී හෝ වස්තුව නියත වේගයකින් චලනය වේ.
වස්තුවක් නිශ්චලව හෝ නියත වේගයකින් චලනය වන විට, එම වස්තුවට ත්වරණයක් නොමැත (a). ත්වරණය (a) = 0 නිසා, ඉහත සමීකරණය මෙසේ වෙනස් වේ:
මෙම සමීකරණය x-අක්ෂය, y-අක්ෂය සහ z-අක්ෂය මත එහි සංරචක වලට වියෝජනය කළ හැක.
බලවේග තිරස් දිශාවට පමණක් ක්රියා කරන්නේ නම්, 1 සමීකරණය භාවිතා වේ. බලවේග සිරස් දිශාවට පමණක් ක්රියා කරන්නේ නම්, 2 සමීකරණය භාවිතා වේ. බලවේග තලයක (ද්විමාන) ක්රියා කරන්නේ නම්, 1 සහ 2 සමීකරණ භාවිතා වේ. බලවේග අවකාශයක (ත්රිමාණ) ක්රියා කරන්නේ නම්, 1, 2 සහ 3 සමීකරණ භාවිතා වේ.
බලය යනු දෛශික රාශියකි, එයට විශාලත්වය සහ දිශාව යන දෙකම ඇත. කාටිසියානු ඛණ්ඩාංක (x, y, සහ z අක්ෂ) වෙත යොමු වන අතර රීතිවලට අනුව, බලය සෘණ x-අක්ෂයට (වමට) සමාන්තර නම් හෝ බලය සෘණ y-අක්ෂයට (පහළට) සමාන්තර නම්, බලය සෘණ වේ. ප්රතිවිරුද්ධව, බලය ධන x-අක්ෂයට (දකුණට) සමාන්තර නම් හෝ බලය ධන y-අක්ෂයට (ඉහළට) සමාන්තර නම්, බලය ධන වේ.
උදාහරණ 1.
ශීර්ෂ පාඨය:
F = ආතන්ය බලය, fg = ඝර්ෂණ බලය, N = සාමාන්ය බලය, w = ගුරුත්වාකර්ෂණය, m = ස්කන්ධය, g = ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇතිවන ත්වරණය.
වස්තුවක් නිශ්චලව පවතින්නේ එම වස්තුව මත ක්රියා කරන සියලු බලවල එකතුව ශුන්ය වන බැවිනි.
වස්තුව මත ක්රියා කරන සෑම බලයක්ම සමාලෝචනය කරන්න.
තිරස් දිශාවට ක්රියා කරන බලවේග (x-අක්ෂය):
ආතන්ය බලය (F) සහ ඝර්ෂණ බලය (f)g) විශාලත්වයෙන් සමාන නමුත් ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවන් ඇත. ආතන්ය බලයේ දිශාව දකුණට හෝ ධන x-අක්ෂය දිගේ (ධන බලය) වන අතර, ප්රතිවිරුද්ධව ඝර්ෂණ බලයේ දිශාව වමට හෝ සෘණ x-අක්ෂය දිගේ (සෘණ ලකුණ) වේ. බල දෙකෙහිම විශාලත්වය සමාන වන නිසා (එකම ඊතල දිගකින් නිරූපණය වේ) සහ බල දෙකෙහිම දිශාව ප්රතිවිරුද්ධ බැවින්, මෙම බල දෙකෙහි එකතුව ශුන්යයට සමාන වේ.
සිරස් දිශාවට ක්රියා කරන බල (y-අක්ෂය):
සිරස් සංරචකය (y-අක්ෂය) මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයක් (w) සහ සාමාන්ය බලයක් (N) ඇත. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ දිශාව පෘථිවියේ මධ්යයට හෝ සෘණ y-අක්ෂයේ දිශාවට (සෘණ ලකුණක් සහිත බලය) ලම්බකව පිහිටා ඇති අතර, සාමාන්ය බලය ධන y-අක්ෂයේ දිශාවට (ධන ලකුණක් සහිත බලය) වේ. මෙම බල දෙකෙහි විශාලත්වය සමාන වේ, නමුත් ඒවායේ දිශාවන් ප්රතිවිරුද්ධ බැවින් බල දෙක එකිනෙක අවලංගු වේ.
ඉහත උදාහරණයේ ඇති වස්තුව නිශ්චලව පවතී, මන්ද තිරස් අක්ෂය සහ සිරස් අක්ෂය යන දෙකෙහිම වස්තුව මත ක්රියා කරන ප්රතිඵල බලය ශුන්යයට සමාන වේ.
උදාහරණ 2.
මෙම වස්තුව මත ක්රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ සාමාන්ය බල එකිනෙක අවලංගු වන බැවින් ඒවා නොපෙන්වයි. රූපයේ දැක්වෙන පරිදි වස්තුවේ කෙළවර දෙකටම F බලයක් යොදන්නේ නම්, බල දෙකෙහි විශාලත්වය සමාන නමුත් ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවලට පවතී. වස්තුව නිශ්චලව පවතිනු ඇත්ද?
මෙය තේරුම් ගැනීමට ඔබට උපකාර කිරීම සඳහා, මේසයක් මත පොතක් තබන්න. මුලදී පොත නිශ්චලව පවතින්නේ පොතේ ප්රතිඵල බලය ශුන්ය වන බැවිනි. ඊළඟට, පින්තූරයේ පෙන්වා ඇති පරිදි, පොතේ දෙපැත්තටම බලයක් යොදන්න. පින්තූරයේ පෙන්වා ඇති පරිදි විශාලත්වය සහ දිශාව සහිත පොතේ කෙළවරට බලයක් යොදන්නේ නම්, මෙය පොත භ්රමණය වීමට සමාන වන අතර ඇත්ත වශයෙන්ම පොත භ්රමණය වේ. F බලය නිසා ඇතිවන බලයේ මොහොතක් ඇති බැවින් පොත භ්රමණය වේ. භ්රමණ අක්ෂය පොතේ මැද පිහිටා ඇත. වස්තුව මත ක්රියා කරන ඝර්ෂණ බලයක් නොමැති නම්, ප්රතිඵල බලයේ මොහොත F බල දෙකෙන් නිපදවන බලයේ මොහොතවල එකතුවයි. වස්තුවේ භ්රමණ දිශාව දක්ෂිණාවර්තව ඇති බැවින් බලයේ මොහොත දෙකම සෘණ වේ.
දෘඩ ශරීරයක සමතුලිතතාවය සඳහා දෙවන කොන්දේසිය
ඉහත උදාහරණය 2 මත පදනම්ව, වස්තුවක් මත බලයේ ප්රතිඵල ඝූර්ණය ශුන්ය නොවේ නම් (වස්තුව දෘඩ වස්තුවක් ලෙස සැලකේ), එවිට වස්තුව භ්රමණය වන බව නිගමනය කළ හැකිය.
වස්තුවක් භ්රමණය නොවීමට (චලනය නොවීමට) නම්, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස බලයේ මොහොත ශුන්ය විය යුතුය. වස්තුවක් භ්රමණය නොවන විට, එයට කෝණික ත්වරණයක් නොමැත. කෝණික ත්වරණය ශුන්ය බැවින්, ඉහත සමීකරණය මෙසේ වෙනස් වේ:
අංශු සමතුලිතතා ගැටළු සඳහා උදාහරණ සහ දෘඩ ශරීර සමතුලිතතා ගැටළු සඳහා උදාහරණ අධ්යයනය කරන්න.
