Równowaga (mechanika)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Schematyczne przedstawienie równowagi trwałej
Schematyczne przedstawienie równowagi chwiejnej
Schematyczne przedstawienie równowagi obojętnej
Schematyczne przedstawienie równowagi metastabilnej

Równowaga w mechanice – stan układu mechanicznego, w którym wszystkie punkty układu pozostają w spoczynku względem wybranego układu odniesienia.

Badaniem stanów równowagi zajmuje się dział fizyki zwany statyką.

Dla brył sztywnych znajdujących się w polu grawitacyjnym, wyróżnia się następujące stany równowagi oraz warunki ich występowania:

  • równowaga trwała (stabilna) – ma miejsce, kiedy środek ciężkości jest położony w najniższym możliwym punkcie, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości względem punktu podparcia lub zawieszenia powodujący jego powrót do położenia pierwotnego, w którym to położeniu energia potencjalna ma najmniejszą wartość.
  • równowaga chwiejna – ma miejsce, kiedy środek ciężkości znajduje się powyżej punktu podparcia, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości wychylających je w taki sposób, że przemieszcza się ono, zmniejszając swoją energię potencjalną, do momentu osiągnięcia równowagi trwałej (stabilnej), kiedy energia potencjalna osiąga najmniejszą wartość.
  • równowaga obojętna – ma miejsce wtedy, gdy energia potencjalna ma taką samą wartość we wszystkich położeniach ciała, a przy odchyleniu ciała względem położenia równowagi, energia potencjalna nie zmienia się.
  • równowaga metastabilna – ma miejsce wtedy, kiedy ciało zajmuje położenie, w którym energia potencjalna osiąga lokalne minimum (ciało otoczone jest barierą potencjału). Przy wytrąceniu ciała z położenia równowagi niewielką siłą, powraca ono do położenia pierwotnego, natomiast przy wytrąceniu większą siłą ciało znajduje nowe położenie o mniejszej energii potencjalnej.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Wojciech Rubinowicz i Wojciech Królikowski, Mechanika teoretyczna wyd. V, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1971, s. 164