عندما يكون التوازن توازنًا ثابتًا: 9 حقائق


تستند هذه المقالة إلى حقائق تتعلق عندما يكون التوازن هو توازن ثابت ، ولماذا يكون النظام في حالة التوازن توازن ثابت وكيف.

عندما تظل جميع مكونات النظام في الباقي وتكون القوة الكلية المؤثرة على كل جسيم من هذا النظام صفرًا ، فيمكن القول إن النظام في حالة توازن ثابت. يتم تحقيق التوازن الثابت من خلال النظام عندما يكون في حالة راحة أو يتحرك في زي موحد اقتراح.

في حالة التوازن الثابت ، يتم استخدام جميع القوى التي تعمل على جسم معين لتحقيق التوازن مع بعضها البعض. هذا هو سبب عدم تحرك الجسم وتماسكه.

إذا أخذنا مثالًا على الجسر المعلق ، فسنكون قادرين على رؤية أن جميع القوى التي تعمل على الجسر في الاتجاه الصاعد متوازنة بالقوى التي تعمل في الاتجاه الهابط.

متى يكون النظام في حالة توازن ثابت؟

هذا لوصف عندما يكون التوازن هو توازن ثابت. يمكن القول إن الجسم في حالة توازن ثابت إذا كان يواصل حركته الترجمية المنتظمة أو الحركة الدورانية المنتظمة أو في حالة سكون. إذا أخذنا في الاعتبار الإطار المرجعي لجسم ما ، فيمكن القول أنه إذا كان الجسم لا يتحرك ولا يدور ، فإن الجسم في حالة توازن ثابت في هذا الإطار المرجعي المحدد.

بخلاف ذلك ، هناك شرطان ضروريان للحصول على توازن ثابت للجسم. هم انهم:

  • إذا كان مجموع كل القوى الخارجية التي تؤثر على الجسم تساوي صفرًا ، فهذا يعني أن هذا الجسم في حالة توازن ثابت.
  • إذا كان الشرط المتمثل في الحفاظ على عزم الدوران الخارجي الصافي لهذا الجسم هو zeronis ، يُقال أن الجسم في حالة توازن ثابت.
عندما يكون التوازن هو توازن ثابت
توازن ثابت من ويكيبيديا

لماذا النظام في حالة توازن ثابت؟

هناك عدد من الأسباب عندما يكون التوازن هو توازن ثابت. لذا فإن السبب الأول هو أن الجسد يبقى في حالة راحة. هذا يعني أنه إذا كانت هناك قوة تعمل على ذلك الجسم لإبقائه في حالة حركة ، فسيتم تطبيق قوة أخرى لإيقاف حركته. هذا هو السبب في أنها في حالة راحة.

إذا كانت التسارع الخطي أو الزاوي كلاهما صفرًا في حالة الجسم ، فمن الواضح أن الجسم يتحرك في حركة خطية منتظمة أو حركة دائرية منتظمة على التوالي. بخلاف هذا يمكن أن يكون في حالة راحة. هذا يعني أن الجسم في حالة ثبات.

كيف يكون النظام في توازن ثابت؟

من الأمثلة الشائعة جدًا لوصف كيف يكون النظام في حالة توازن ثابت عندما يظل الجسم في حالة راحة على سطح أفقي. في الواقع ، يتم استيفاء الشرط الرئيسي للتوازن الثابت هنا والذي يخبرنا أنه إذا كانت قوتان متساويتان تعملان على نفس الجسم وفي اتجاه معاكس ، فإن الجسم في حالة توازن ثابت.

هناك قوتان تعملان على هذا الجسم. تحاول القوة الأولى تحريك هذا الجسم بينما القوة الثانية هي قوة الاحتكاك التي تعمل بين السطح الأفقي وهذا الجسم في الاتجاه المعاكس لمقاومة حركته.

يمكن أيضًا اعتبار Athelete في حالة راحة كمثال على التوازن الثابت. صلابته هي نتيجة قوتين تعملان على الأثيليت. هناك قوتان تؤثران على جسد ذلك الرياضي. القوة الأولى هي قوة الجاذبية غير الملامسة والثانية هي قوة رد الفعل التي تعمل في الاتجاه المعاكس لقوة الجاذبية.

تعمل قوة الجاذبية التي تمثل وزن ذلك الرياضي في الاتجاه الهبوطي بينما تكون قوة رد الفعل المطبقة من الأرض التي يقف عليها الرياضي في الاتجاه التصاعدي. هاتان القوتان متساويتان ومتعاكستان. ومن ثم فإن الرياضي في راحة. ∑F = 0 حيث ∑F هو مجموع هاتين القوتين.

كيف تعرف ما إذا كان التوازن في حالة توازن ثابت؟

هناك عدد من الشروط التي يجب أن يستوفيها الجسم ، بحيث يمكن وصفه بأنه جسم في حالة توازن ثابت. إذا تم الحفاظ على كل هذه الشروط من قبل الجسم ، فيمكن القول أنه في حالة توازن ثابت. الشروط هي:

  • يجب أن يكون مجموع كل القوى المؤثرة على الجسم صفرًا. ∑F = 0
  • يجب أن يكون مجموع كل عزم الدوران الخارجي الذي يؤثر على الجسم صفرًا. ∑τ = 0 حيث ∑τ هو مجموع عزم الدوران الخارجي الذي يؤثر على الجسم.
  • يجب أن يكون الزخم الخطي للجسم صفرًا.
  • يجب أن يكون التسارع الخطي والعجلة الزاوية صفرًا.

يتم استيفاء هذه الشروط من خلال جميع الهياكل الأكبر مثل المباني والجسور وما إلى ذلك ، ومن ثم فهي أمثلة على نظام في توازن ثابت.

متى يكون الجسم الصلب في حالة توازن ثابت؟

عندما يظل الجسم الصلب في حالة توازن ثابت فإنه يصبح غير قابل للتشوه في الطبيعة. القوى التي تعمل على هذا الجسم ليست متزامنة في طبيعتها. الشرط الأكثر أهمية الذي يجب استيفاؤه هو أن مجموع كل القوى يجب أن يكون صفرًا وأن يكون مجموع عزم القوى أيضًا صفرًا.

ماذا يعني وجود شيء ما في حالة توازن ثابت؟

هناك عدد من الأشياء التي يمكن استنتاجها من نظام في حالة توازن ثابت. هم انهم:

  • مجموع كل القوى المؤثرة على النظام هو صفر في كل اتجاه. ∑ F.x= 0 ، ∑Fy= 0 ، ∑Fz= 0 (في حالة النظام ثلاثي الأبعاد)
  • مجموع عزم الدوران الخارجي الذي يؤثر على الجسم هو صفر في كل اتجاه. ∑τx= 0 ، ∑τy= 0 ، ∑τz=0
  • الزخم الخطي للنظام هو صفر.
  • التسارع الخطي والزاوي للنظام يساوي صفرًا.

وصف السيناريو عندما يكون النظام في حالة توازن ثابت

يمكننا أخذ مثال توازن عزم الدوران. هناك نقطة ارتكاز تدعم الحزمة الأفقية ضمن توازن عزم الدوران. على جانبي نقطة الارتكاز يجب ربط الجماهير. إذا ظلت الحزمة الأفقية جامدة أو لا تدور ، فسيظل النظام في حالة توازن. إذا بقيت الحزمة عند المستوى ، فسيكون النظام متوازنًا.

في الختام

تستند هذه المقالة بالكامل إلى حقائق مختلفة تتعلق بالتوازن الثابت مثل عندما يكون النظام في حالة توازن ثابت ، ولماذا يمكن القول أن النظام في حالة توازن ثابت ، وكيف يتم الحصول على التوازن الثابت بواسطة نظام ، وأمثلة على التوازن الثابت وما إلى ذلك.

عنكيتا بيسواس

مرحباً ... أنا أنكيتا بيسواس. لقد حصلت على درجة البكالوريوس في الفيزياء بمرتبة الشرف وماجستير في الإلكترونيات. أعمل حاليًا مدرسًا للفيزياء في مدرسة ثانوية عليا. أنا متحمس جدًا لمجال فيزياء الطاقة العالية. أحب أن أكتب مفاهيم فيزيائية معقدة بكلمات مفهومة وبسيطة. دعنا نتواصل عبر LinkedIn:

آخر المقالات