Рівнова́га — стан фізичної системи, в якому її характеристики не змінюються з часом.
Основні поняття
Розрізняють статичну й динамічну рівновагу. У статичній рівновазі, характерній для макроскопічних механічних систем, рух тіл припиняється.
При динамічній рівновазі, фізичні тіла рухаються, але таким чином, що певні сумарні характеристики системи залишаються незмінними. Наприклад, при течії води в руслі річки висота води й швидкість течії можуть бути фіксованими, попри постійний притік і відтік.
Види рівноваги за стійкістю
Залежно від поведінки фізичної системи при відхиленні від рівноважного стану розрізняють стійку, нестійку й байдужу рівновагу.
- При стійкій рівновазі відхилення викликає появу сил, які намагаються повернути систему до рівноважного стану.
- При нестійкій рівновазі відхилення викликає появу сил, які намагаються вивести систему з положення рівноваги.
- При байдужій рівновазі відхилення переводить систему в новий рівноважний стан, не викликаючи в ній нових сил.
При математичному описі рівноважні стани відповідають стаціонарним точкам кінетичних рівнянь.
Рівновага тіл, які не обертаються
При поступальному русі тіла можна розглядати рух лиш однієї точки тіла — його центра мас. При цьому слід вважати, що в центрі мас зосереджена вся маса тіла й до нього прикладена рівнодійна всіх сил, які діють на тіло. За другим законом Ньютона прискорення цієї точки дорівнює нулю, якщо геометрична сума всіх прикладених до неї сил — рівнодійна цих сил — дорівнює нулю. Це і є умовою рівноваги тіла, яке не обертається.
Для того, щоб тіло, яке може рухатися поступально (без обертання), було в рівновазі, необхідно, щоб геометрична сума сил, прикладених до тіла, дорівнювала нулю.
Але якщо геометрична сума сил дорівнює нулю, то й сума проєкцій векторів цих сил на будь-яку вісь також дорівнює нулю. Тому умову рівноваги тіла можна сформулювати й так:
Для того щоб тіло, яке не обертається, було в рівновазі, необхідно, щоб сума проєкцій прикладених до тіла сил на будь-яку вісь дорівнювала нулю.
Наприклад, у рівновазі перебуває тіло, до якого прикладено дві рівні між собою сили, що діють уздовж однієї прямої, але в протилежних напрямах.
Стан рівноваги — не обов'язково стан спокою. За другим законом Ньютона, якщо рівнодійна всіх сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю, воно може рухатися прямолінійно та рівномірно. При такому русі тіло також перебуває в рівновазі. Наприклад, парашутист, після того як він набув сталої швидкості, перебуває в стані рівноваги.
Якщо рівнодія сил, прикладених до тіла, не дорівнює нулю, то, щоб тіло перебувало в рівновазі, до нього слід прикласти додаткову силу, яка за модулем дорівнює рівнодійній силі, а за напрямом — протилежна їй.
Див. також
Література
- Енциклопедія кібернетики. тт. 1, 2. — К.: Головна редакція УРЕ, 1973. — 584 с.
Посилання
- Рівновага механічної системи; Рівновага сил // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 170. — .
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Ця стаття потребує додаткових для поліпшення її . (грудень 2017) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina rivnovaga Rivnova ga stan fizichnoyi sistemi v yakomu yiyi harakteristiki ne zminyuyutsya z chasom Osnovni ponyattya Rozriznyayut statichnu j dinamichnu rivnovagu U statichnij rivnovazi harakternij dlya makroskopichnih mehanichnih sistem ruh til pripinyayetsya Pri dinamichnij rivnovazi fizichni tila ruhayutsya ale takim chinom sho pevni sumarni harakteristiki sistemi zalishayutsya nezminnimi Napriklad pri techiyi vodi v rusli richki visota vodi j shvidkist techiyi mozhut buti fiksovanimi popri postijnij pritik i vidtik Vidi rivnovagi za stijkistyuZalezhno vid povedinki fizichnoyi sistemi pri vidhilenni vid rivnovazhnogo stanu rozriznyayut stijku nestijku j bajduzhu rivnovagu Pri stijkij rivnovazi vidhilennya viklikaye poyavu sil yaki namagayutsya povernuti sistemu do rivnovazhnogo stanu Pri nestijkij rivnovazi vidhilennya viklikaye poyavu sil yaki namagayutsya vivesti sistemu z polozhennya rivnovagi Pri bajduzhij rivnovazi vidhilennya perevodit sistemu v novij rivnovazhnij stan ne viklikayuchi v nij novih sil Pri matematichnomu opisi rivnovazhni stani vidpovidayut stacionarnim tochkam kinetichnih rivnyan Rivnovaga til yaki ne obertayutsyaPri postupalnomu rusi tila mozhna rozglyadati ruh lish odniyeyi tochki tila jogo centra mas Pri comu slid vvazhati sho v centri mas zoseredzhena vsya masa tila j do nogo prikladena rivnodijna vsih sil yaki diyut na tilo Za drugim zakonom Nyutona priskorennya ciyeyi tochki dorivnyuye nulyu yaksho geometrichna suma vsih prikladenih do neyi sil rivnodijna cih sil dorivnyuye nulyu Ce i ye umovoyu rivnovagi tila yake ne obertayetsya Dlya togo shob tilo yake mozhe ruhatisya postupalno bez obertannya bulo v rivnovazi neobhidno shob geometrichna suma sil prikladenih do tila dorivnyuvala nulyu Ale yaksho geometrichna suma sil dorivnyuye nulyu to j suma proyekcij vektoriv cih sil na bud yaku vis takozh dorivnyuye nulyu Tomu umovu rivnovagi tila mozhna sformulyuvati j tak Dlya togo shob tilo yake ne obertayetsya bulo v rivnovazi neobhidno shob suma proyekcij prikladenih do tila sil na bud yaku vis dorivnyuvala nulyu Napriklad u rivnovazi perebuvaye tilo do yakogo prikladeno dvi rivni mizh soboyu sili sho diyut uzdovzh odniyeyi pryamoyi ale v protilezhnih napryamah Stan rivnovagi ne obov yazkovo stan spokoyu Za drugim zakonom Nyutona yaksho rivnodijna vsih sil prikladenih do tila dorivnyuye nulyu vono mozhe ruhatisya pryamolinijno ta rivnomirno Pri takomu rusi tilo takozh perebuvaye v rivnovazi Napriklad parashutist pislya togo yak vin nabuv staloyi shvidkosti perebuvaye v stani rivnovagi Yaksho rivnodiya sil prikladenih do tila ne dorivnyuye nulyu to shob tilo perebuvalo v rivnovazi do nogo slid priklasti dodatkovu silu yaka za modulem dorivnyuye rivnodijnij sili a za napryamom protilezhna yij Div takozhGembec Kartezianskij vodolaz Tochki LagranzhaLiteraturaEnciklopediya kibernetiki tt 1 2 K Golovna redakciya URE 1973 584 s PosilannyaRivnovaga mehanichnoyi sistemi Rivnovaga sil Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 170 ISBN 978 966 7407 83 4 Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Cya stattya potrebuye dodatkovih posilan na dzherela dlya polipshennya yiyi perevirnosti Bud laska dopomozhit udoskonaliti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Zvernitsya na storinku obgovorennya za poyasnennyami ta dopomozhit vipraviti nedoliki Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno gruden 2017