تعادل اجسام متحرک

تعادل اجسام متحرک » سکون فقط یکی از شکل های تعادل است . جسمی هم که با سرعت ثابت در خط راست حرکت می کند در حالت تعادل است . تعادل حالتی است که در آن تغییری صورت نمی گیرد . توپ بولینگی که با سرعت ثابت در خط راست حرکت می کند نیز در حال تعادل است - ته زمانی که به میله ها برخورد کند . چه در حال سکون ( تعادل ایستایی ) یا غلتش یکنواخت در خط راست ( تعادل جنبشی ) ، است .

از قانون اول نیوتون نتیجه می گیریم جسمی که فقط تحت تأثیر یک نیروست نمی تواند در حال تعادل باشد . چون نیروی خالص نمی تواند صفر باشد . فقط وقتی دو یا چند نیرو بر آن اثر کنند می تواند در تعادل باشد . با توجه به این که حالت حرکت جسم تغییر می کند یا نه ، می فهمیم که جسم در حال تعادل است یا نیست .

صندوقی را در نظر بگیرید که روی کف کارخانه ای به صورت افقی هل داده می شود . این صندوق با سرعت ثابت در خط راست حرکت می کند ، و در تعادل جنبشی است . این موضوع نشان می دهد که بیش از یک نیرو به صندوق وارد می شود . پس نیروی دیگری وجود دارد - احتمالاً نیروی اصطکاک بین صندوق و زمین . این واقعیت که نیروی خالص وارد بر صندوق صفر است نشان می دهد که نیروی اصطکاک باید برابر و در جهت مخالف نیروی فشار وارد بر صندوق باشد .

قاعده ی تعادل ، ، روشی منطقی برای مشاهده ی تمام اجسام در حال سکون - سنگ های متعادل کننده ، اشیای موجود در اتاق شما ، و تیر های فولادی پل ها یا ساختمان ها - در اختیار می گذارد . پیکربندی آن ها از هرچه باشد ، در حالت تعادل ایستایی ، تمام نیرو های وارد بر جسم به صفر متوازن می شوند . همین موضوع در مورد اجسامی هم که حرکت یکنواخت دارند صدق می کند ، یعنی سرعتشان کم یا زیاد نمی شود ، یا تغییر جهت نمی دهند . در حالت تعادل جنبشی ، نیز تمام نیرو های وارد بر یک جسم به صفر متوازن می شوند . قاعده ی تعادل یکی از قواعدی است که به شما امکان می دهد بیش از ناظری عادی بفهمید . دانستن دلایل پایداری اجسام در دنیای روزمره لذت بخش است .

صورت های متفاوتی از تعادل وجود دارد . در آینده ، در باره ی تعادل چرخشی صحبت خواهیم کرد ، و تعادل گرمایی را نیز بررسی خواهیم کرد . فیزیک ، همه جا هست ...

برای آشنایی با موارد مرتبط دیگر مطالب وبسایت فیزیک برای زندگی را ببینید ...

نظر شما در مورد این مطلب چیست ؟ در بخش نظرات منتظریم !

با فیزیک برای زندگی همراه باشید ...

قاعده تعادل

قاعده ی تعادل در فیزیک چیست ؟ » اگر نخی را دور بسته ی شکری 2 پوندی ببندید و آن را به ترازویی بی وزن آویزان کنید ، ترازو پایین می آید تا 2 پوند را نشان دهد . فنر کشیده شده تحت تأثیر نیروی کششی موسوم به کشش قرار دارد . همین ترازو در آزمایشگاه علوم ( فیزیک ) احتمالاً طوری مدرج شده است که همین نیرو را 9N نشان دهد . هم پوند و هم نیوتون یکای وزن اند که بدین ترتیب یکای نیرو نیز هستند . بسته ی شکر با نیروی گرانشی 2 پوند - یا هم ارز آن ، 9 نیوتون - جذب زمین می شود . اگر دوبرابر این مقدار شکر را از ترازو بیاویزید ، قرائت آن 18 نیوتون می شود . 

توجه کنید که دو نیرو بر بسته ی شکر وارد می شود - نیروی کشش بالاسو و نیروی وزن پایین سو . دو نیروی وارد بر بسته مساوی و در جهت مخالف اند و اثر یکدیگر را خنثی می سازند . در نتیجه بسته ساکن باقی می ماند . طبق قانون اول نیوتون ، هیچ نیروی خالصی بر بسته وارد نمی شود . می توان از زاویه ی دیگری قانون اول نیوتون را دید که تعادل مکانیکی است .

وقتی نیروی خالص وارد بر جسمی صفر است ، می گوییم آن جسم در تعادل مکانیکی است ( در ادامه ی مطالب سایت خواهیم دید ، که شرط دیگر تعادل مکانیکی آن است که گشتاور خالص برابر 0 باشد ) . با نماد گذاری ریاضی ، قاعده ی تعادل عبارت است از :

نماد نشانه ی جمع برداری است و F نیرو ها را نشان می دهد .

برای جسم آویزان در حال سکون ، مثل بسته ی شکر ، این قاعده بیان می کند که نیرو های بالاسوی وارد بر جسم باید با نیرو های پایین سویی که بر جسم وارد می شوند متوازن شده باشند تا جمع برداری صفر شود . ( در کمیت های برداری جهت در نظر گرفته می شود ، بنابراین اگر نیرو های بالاسو + باشند ، نیرو های پایین سو - می شوند ، و هنگام جمع زدن در واقع از هم کم می شوند. )

نظر شما در مورد این مقاله چیست ؟ در بخش نظرات منتظریم !

با فیزیک برای زندگی همراه باشید ...