Τι είναι η στατική ισορροπία;

Η στατική ισορροπία είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται στη φυσική για να περιγράψει μια κατάσταση στην οποία οι συνολικές δυνάμεις που δρουν σε ένα αντικείμενο σε ηρεμία προστίθενται στο μηδέν.Με άλλα λόγια, οι δυνάμεις που τραβούν το αντικείμενο σε διαφορετικές κατευθύνσεις εξισορροπούν, προκαλώντας το αντικείμενο να παραμείνει ακίνητο.Για να υπάρχει ένα αντικείμενο σε στατική ισορροπία, πρέπει επίσης να βρίσκεται σε μεταφραστική ισορροπία και σε περιστροφική ισορροπία, πράγμα που σημαίνει ότι οι εξωτερικές δυνάμεις και οι εξωτερικές ροπές που δρουν στο αντικείμενο πρέπει να συνοψίζουν ακριβώς το μηδέν.που περιγράφονται από την άποψη των φορέων.Ένας φορέας είναι μια αφηρημένη μαθηματική έννοια που χρησιμοποιείται για να αντιπροσωπεύει τόσο την κατεύθυνση όσο και το μέγεθος μιας δύναμης.Εάν ένα κιβώτιο τραβήχτηκε μια ορισμένη απόσταση προς τα αριστερά, για παράδειγμα, ο φορέας θα έδειχνε τόσο την κατεύθυνση της δύναμης όσο και της απόστασης που τραβήχτηκε το κιβώτιο.

Ο πρώτος νόμος κίνησης του Νεύτωνα δηλώνει ότι ένα αντικείμενο θα παραμείνει σε σταθερή ταχύτητα εάν το άθροισμα των δυνάμεων των φορέων σε αυτό το αντικείμενο είναι μηδέν.Τα αντικείμενα σε ηρεμία θα παραμείνουν σε κατάσταση ηρεμίας, εκτός εάν ενεργούν από μια δύναμη και τα αντικείμενα σε κίνηση θα παραμείνουν, επίσης, στην ίδια ταχύτητα, εκτός εάν ενεργήσει.Το άθροισμα του φορέα ονομάζεται επίσης η προκύπτουσα δύναμη ή η καθαρή δύναμη.

Σε περίπτωση στατικής ισορροπίας, οι δυνάμεις ενεργούν σε ένα αντικείμενο, αλλά το άθροισμα του φορέα όλων των δυνάμεων που δρουν σε αυτό το αντικείμενο είναι μηδέν.Αυτό σημαίνει ότι οι αντιτιθέμενοι φορείς ακυρώνονται ακριβώς, με αποτέλεσμα τη μηδενική καθαρή δύναμη στο αντικείμενο.Παρόλο που υπάρχουν δυνάμεις, το αντικείμενο παραμένει ακίνητο.Για να συνεχιστεί το παράδειγμα που δόθηκε παραπάνω, εάν το κιβώτιο τραβήχτηκε τόσο αριστερά όσο και δεξιά ταυτόχρονα με ακριβώς την ίδια δύναμη και ακριβώς αντίθετη ροπή, όλοι οι φορείς θα αντιτίθενται ακριβώς μεταξύ τους και το κιβώτιο δεν θα κινηθεί.Θα ήταν σε στατική ισορροπία. Όταν οι εξωτερικές δυνάμεις που ενεργούν σε ένα αντικείμενο ακυρώσουν ο ένας τον άλλον, το αντικείμενο λέγεται ότι βρίσκεται σε μεταφραστική ισορροπία, την πρώτη κατάσταση που είναι απαραίτητη για τη στατική ισορροπία.Η δεύτερη κατάσταση είναι η περιστροφική ισορροπία.Στην περιστροφική ισορροπία, η καθαρή ροπή ή η περιστροφική δύναμη, η δράση στο αντικείμενο πρέπει να είναι μηδέν.Εάν, για παράδειγμα, το κιβώτιο τραβιέται αριστερά και δεξιά, αλλά επίσης στριμώνεται γύρω από έναν άξονα, δεν θα ήταν σε στατική ισορροπία, επειδή η ροπή θα την προκαλούσε να κινηθεί.Μια ίση και αντίθετη δύναμη της ροπής θα πρέπει να ρυθμίσει το κιβώτιο στην περιστροφική ισορροπία.