Artikull rreth Llojeve të ekuilibrit të trup i ngurtë
Jo të gjitha gjërat që gjejmë në jetën e përditshme pushojnë gjithmonë. Ndoshta në fillim objekti pushon, por nëse lëviz (për shembull nga era) objektet mund të lëvizin. Problemi është nëse pas lëvizjes, objektet kthehen në pozicionin e tyre origjinal apo jo. Kjo varet nga lloji i ekuilibrit të objektit. Pas lëvizjes, do të ketë tre mundësi, përkatësisht:
(1) objekti kthehet në pozicionin e tij origjinal,
(2) objekti largohet nga pozicioni i tij origjinal,
(3) objekti mbetet në pozicionin e tij të ri.
Nëse, pasi objekti të kthehet në pozicionin e tij origjinal, ai është në një ekuilibër të qëndrueshëm. Nëse, pas lëvizjes, objekti lëviz edhe më tej, atëherë objekti është në një ekuilibër të paqëndrueshëm. Anasjelltas, nëse, pas lëvizjes, objekti mbetet në pozicionin e tij të ri, atëherë objekti është në një ekuilibër neutral.
1. Ekuilibër i qëndrueshëm
Një objekt që fillimisht është i palëvizur, nëse mbi të ushtrohet forcë ose çift rrotullues (ekziston një forcë rezultante ose një moment rezultant i forcës), atëherë objekti do të lëvizë. Ekuilibri është i qëndrueshëm nëse, pas lëvizjes, objekti kthehet në pozicionin e tij origjinal. Objektet në lëvizje kthehen në pozicionin e tyre origjinal për shkak të forcës rezultante ose momentit rezultant të forcës që shfaqet pasi objekti lëviz.
Shembulli 1. Një objekt është varur nga një litar në një tampon. Së pari, objekti pushon. Pasi shtyhet, objekti lëviz dhe kthehet në pozicionin e tij origjinal. Pesha e objektit është në qendër të objektit, ndërsa pika mbështetëse është midis litarit dhe mbështetëses. Objektet në lëvizje kthehen në pozicionin e tyre origjinal për shkak të gravitetit që rezulton në drejtimin horizontal (wx). Tensioni i litarit (T) dhe komponenti i gravitetit në drejtimin vertikal (wy) eliminojnë njëra-tjetrën sepse këto dy forca kanë të njëjtën madhësi por drejtim të kundërt.
Shembulli 2. Objekti në luginë. Fillimisht, objekti pushon. Pasi lëvizet, objekti lëviz djathtas dhe majtas, pastaj kthehet në pozicionin e tij origjinal. Topi lëviz për t'u kthyer në pozicionin e tij origjinal për shkak të gravitetit që rezulton në drejtimin horizontal (wx). Komponenti i gravitetit në drejtimin vertikal (wy) dhe forca normale (N) eliminojnë njëra-tjetrën sepse të dy forcat kanë të njëjtën madhësi, por drejtimi është i kundërt.
Shembulli 3. Fillimisht, objekti pushon. Qendra e gravitetit është qendra e objektit, dhe pika e mbështetjes është në bazën e objektit në kontakt me planin e sheshtë. Pasi lëviz në të djathtë, objekti ngrihet në të djathtë. Nëse pozicioni i qendrës së gravitetit është ende në të majtë të pikës së mbështetjes, atëherë objekti mund të kthehet ende në pozicionin e tij origjinal. Objekti mund të lëvizë përsëri në pozicionin e tij origjinal për shkak të momentit rezultues të forcës së gjeneruar nga graviteti. Në këtë rast, pika e mbështetjes vepron si boshti i rrotullimit. Anasjelltas, nëse objekti lëviz në të majtë, atëherë objekti të ngritur majtas. Nëse pozicioni i qendrës së gravitetit është ende në të djathtë të pikës mbështetëse, objekti mund të kthehet ende në pozicionin e tij origjinal.
Për raste si shembulli 3, objektet janë ende në ekuilibër të qëndrueshëm nëse, pasi të ngrihen, qendra e gravitetit të objektit nuk kalon nëpër pikën mbështetëse. Nëse, pasi të ngrihet në të djathtë, qendra e gravitetit kalon pikën e mbështetjes, objekti largohet nga pozicioni i tij origjinal. Ky është një shembull i ekuilibrit të paqëndrueshëm.
2. Ekuilibër i paqëndrueshëm
Ekuilibri është i paqëndrueshëm nëse objekti fillimisht është i palëvizshëm për shkak të forcës rezultante ose momentit rezultant të forcës që vepron mbi objektin. Pas lëvizjes, objekti nuk kthehet në pozicionin e tij origjinal, por largohet nga pozicioni i tij origjinal.
Shembulli 1. Një objekt fillimisht i palëvizshëm për shkak të interferencës. Pas lëvizjes, objekti vazhdon të largohet nga pozicioni i tij. Objekti largohet nga pozicioni i tij origjinal sepse pas lëvizjes, pozicioni i qendrës së gravitetit është në të djathtë të pikës mbështetëse. Kur qendra e gravitetit është në të djathtë të pikës mbështetëse, lind momenti rezultues i forcës, i cili e largon objektin nga pozicioni i tij origjinal.
Shembulli 2. Objekti është fillimisht mbi kulmin.
Pasi lëvizet, objekti vazhdon të largohet
nga pozicioni i tij origjinal. Objekti largohet nga pozicioni i tij origjinal për shkak të pranisë së komponentëve të gravitetit në drejtimi horizontal (wx).
3. Ekuilibri neutral
Ekuilibri neutral nëse pas lëvizjes për shkak të ndërhyrjes, objekti qëndron në pozicionin e saj të ri. Objektet nuk lëvizin përsëri në pozicionin e tyre origjinal dhe objektet nuk lëvizin larg nga pozicioni origjinal.
Shembulli 1: Një top fillimisht qëndron në një plan të sheshtë, është në lëvizje. Pasi ndalon së lëvizuri, topi qëndron në pozicionin e tij të ri. Topi nuk kthehet në pozicionin e tij origjinal ose nuk largohet nga pozicioni i tij origjinal.
Bazuar në shpjegimin e mësipërm, mund të konkludohet:
Së pari, nëse qendra e gravitetit të objektit është nën pikën mbështetëse, objekti është në ekuilibër të qëndrueshëm. Për shembull, një objekt është varur nga një litar në një tampon.
Së dyti, nëse qendra e gravitetit të një objekti është mbi pikën mbështetëse, ekuilibri i objektit është relativ. Objektet mund të jenë të qëndrueshme, objektet gjithashtu mund të jenë të paqëndrueshme.
Së treti, ekuilibri i objekteve varet nga forma dhe madhësia e objekteve. Objektet më të gjera janë më të qëndrueshme sesa objektet jo të gjera.
Së katërti, ekuilibri i objekteve varet nga distanca e qendrës së gravitetit nga pika e mbështetjes.
Nëse qendra e gravitetit është larg pikës mbështetëse, atëherë objekti është në një ekuilibër të paqëndrueshëm. Anasjelltas, nëse qendra e gravitetit është afër pikës mbështetëse, atëherë ekuilibri është i paqëndrueshëm.
