Članek o vrstah ravnovesja togo telo
Vse stvari, ki jih najdemo v vsakdanjem življenju, ne mirujejo vedno. Morda predmet sprva miruje, če pa ga premaknemo (na primer z vetrom), se predmeti lahko premaknejo. Problem je, ali se predmeti po premikanju vrnejo v prvotni položaj ali ne. To je odvisno od vrste ravnotežja predmeta. Po premikanju bodo obstajale tri možnosti, in sicer:
(1) predmet se vrne v prvotni položaj,
(2) predmet se premakne stran od svojega prvotnega položaja,
(3) predmet ostane na svojem novem mestu.
Če je predmet po vrnitvi v prvotni položaj v stabilnem ravnovesju. Če se po premiku premakne še dlje, je v nestabilnem ravnovesju. Nasprotno, če predmet po premiku ostane v novem položaju, je v nevtralnem ravnovesju.
1. Stabilno ravnovesje
Če na predmet, ki sprva miruje, deluje sila ali navor (obstaja rezultanta sile ali rezultantni moment sile), se bo predmet premaknil. Ravnotežje je stabilno, če se predmet po premiku vrne v prvotni položaj. Premikajoči se predmeti se vrnejo v prvotni položaj zaradi rezultante sile ali rezultantnega momenta sile, ki se pojavi po premiku predmeta.
Primer 1. Predmet je obešen na vrvi na odbojnik. Najprej predmet miruje. Po potisku se predmet premakne in vrne v prvotni položaj. Teža predmeta je v središču predmeta, medtem ko je oporna točka med vrvjo in oporo. Premikajoči se predmeti se zaradi nastale gravitacije v vodoravni smeri (wx) vrnejo v prvotni položaj. Napetost vrvi (T) in komponenta gravitacije v navpični smeri (wy) se medsebojno izničujeta, ker imata ti dve sili enako velikost, vendar nasprotno smer.
Primer 2. Predmet v dolini. Predmet sprva miruje. Po premiku se predmet premakne v desno in levo, nato pa se vrne v prvotni položaj. Žoga se zaradi nastale gravitacije v vodoravni smeri (wx) premakne v prvotni položaj. Komponenta gravitacije v navpični smeri (wy) in normalna sila (N) se medsebojno izničujeta, ker imata sili enako velikost, smer pa nasprotno.
Primer 3. Predmet sprva miruje. Težišče je središče predmeta, podporna točka pa je pri dnu predmeta, ki se dotika ravne ravnine. Po premiku v desno se predmet dvigne v desno. Če je položaj težišča še vedno levo od vrtišča, se predmet še vedno lahko vrne v prvotni položaj. Predmet se lahko premakne nazaj v prvotni položaj zaradi nastalega momenta sile, ki ga ustvarja gravitacija. V tem primeru podporna točka deluje kot os vrtenja. Nasprotno, če se predmet premakne v levo, se predmet dvignjeno v levo. Če je težišče še vedno desno od podporne točke, se predmet še vedno lahko vrne v prvotni položaj.
V primerih, kot je primer 3, so predmeti še vedno v stabilnem ravnovesju, če po dvigu težišče predmeta ne prehaja skozi oporno točko. Če po dvigu v desno težišče preide oporno točko, se predmet premakne stran od prvotnega položaja. To je primer nestabilnega ravnovesja.
2. Nestabilno ravnovesje
Ravnotežje je nestabilno, če je telo sprva negibno zaradi rezultante sile ali rezultantnega momenta sile, ki deluje na telo. Po premiku se telo ne vrne v prvotni položaj, temveč se oddalji od prvotnega položaja.
Primer 1. Sprva negiben objekt zaradi interference. Po premikanju se objekt še naprej odmika od svojega položaja. Objekt se odmika od prvotnega položaja, ker je po premikanju položaj težišča desno od podporne točke. Ko je težišče desno od podporne točke, nastane rezultantni moment sile, ki objekt odvrne od prvotnega položaja.
Primer 2. Predmet je sprva nad vrhom.
Po premikanju se predmet še naprej oddaljuje
iz prvotnega položaja. Predmet se odmakne od prvotnega položaja zaradi prisotnosti gravitacijskih komponent v vodoravna smer (wx).
3. Nevtralno ravnovesje
Nevtralno ravnovesje, če se objekt po premikanju zaradi interference ostane v svojem novem položaju. Predmeti se ne premaknejo nazaj v prvotni položaj in predmeti se ne premaknejo stran od prvotnega položaja.
Primer 1: Žoga sprva počiva na ravni ravnini in se premika. Ko se neha premikati, ostane v svojem novem položaju. Žoga se ne vrne v prvotni položaj ali se ne odmakne od prvotnega položaja.
Na podlagi zgornje razlage je mogoče sklepati:
Prvič, če je težišče predmeta pod oporno točko, je predmet v stabilnem ravnovesju. Na primer, predmet je obešen z vrvjo na odbojnik.
Drugič, če je težišče predmeta nad oporno točko, je ravnovesje predmeta relativno. Predmeti so lahko stabilni, predmeti pa so lahko tudi nestabilni.
Tretjič, ravnovesje predmetov je odvisno od oblike in velikosti predmetov. Širši predmeti so stabilnejši od neširokih predmetov.
Četrtič, ravnotežje predmetov je odvisno od oddaljenosti težišča od podporne točke.
Če je težišče daleč od podporne točke, je objekt v nestabilnem ravnovesju. Nasprotno, če je težišče blizu podporne točke, je ravnovesje nestabilno.
