Vad är statisk jämvikt?

August 11

Statisk jämvikt är en term som används inom fysiken för att beskriva en situation där de totala krafter som verkar på ett föremål i vila lägga till upp till noll. Med andra ord, de krafter som drar föremålet i olika riktningar balansera ut, vilket orsakar att föremålet att förbli orörlig. För ett objekt att vara i statisk jämvikt, måste det också vara i translationell jämvikt och i rotations jämvikt, vilket innebär att de yttre krafter och externa moment som verkar på föremålet måste summera till exakt noll.

Inom fysiken är krafter rörelse beskrivs ofta i termer av vektorer. En vektor är en abstrakt matematiskt begrepp som används för att representera både riktningen och storleken på en kraft. Om en låda skulle dras ett visst avstånd till vänster, till exempel, skulle vektorn indikera både riktningen för kraften och avståndet häcken drogs.

Newtonâ € s första rörelselag säger att ett föremål kvar på en konstant hastighet om summan av vektorkrafter på det objektet är noll. Objekt i vila kommer att bo på vila, om inte påverkas av en kraft, och föremål i rörelse kommer, likaså bo på samma hastighet, om inte agerat på. Vektorn summan kallas också den resulterande kraften, eller nettokraft.

I ett fall av statisk jämvikt, är krafterna som verkar på ett föremål, men vektorsumman av alla krafter som verkar på det objektet är noll. Detta innebär att motsatta vektorer ut varandra exakt, vilket resulterade i noll nettokraft på föremålet. Även krafter är närvarande, förblir orörlig objektet. För att fortsätta exemplet ovan, om lådan var dras både vänster och höger samtidigt med exakt samma mängd kraft och exakt motsatta vridmoment, skulle alla vektorer vara emot exakt varandra och lådan skulle inte flytta. Det skulle vara i statisk jämvikt.

När de yttre krafter som verkar på ett föremål ut varandra, är objektet sägs vara i translationell jämvikt, den första i skick för statisk jämvikt. Det andra villkoret är rotations jämvikt. I rotations jämvikt, nettovridmomentet, eller rotationskraft, måste verkar på föremålet vara noll. Om, till exempel, är lådan dras vänster och höger utan även vrids runt en axel, skulle det inte vara i statisk jämvikt, eftersom vridmomentet skulle få den att röra sig. En lika stor och motsatt kraft vridmoment skulle krävas för att ställa lådan i rotations jämvikt.