Қатты дененің тепе-теңдігінің шарты

Дененің белгілі бір координаттар жүйесіне қатысты ғана тыныштықта болатыны анық. Статикада денелердің тепе-теңдік шарттары дәл осындай жүйеде зерттеледі. Дененің барлық бөліктерінің (элементтерінің) жылдамдығы мен үдеуі тепе-теңдік жағдайында нөлге тең болады. Осыны ескере отырып, массалар центрі қозғалысында теореманы қолдана отырып, денелердің тепе-теңдігі үшін қажетті шарттардың бірін құруға болады.

Ішкі күштер масса центрінің қозғалысына әсер етпейді, өйткені олардың қосындысы әрқашан нөлге тең. Дененің (немесе денелер жүйесінің) масса центрінің қозғалысын тек сыртқы күштер анықтайды.

Дененің тепе-теңдігінде оның барлық элементтерінің үдеуі нөлге тең болғандықтан, массаның центрінің үдеуі нөлге тең болады. Бірақ масса центрінің үдеуі денеге қолданылатын сыртқы күштердің векторлық қосындысымен анықталады. Сондықтан тепе-теңдік кезінде бұл сома нөлге тең болуы керек.

Шынында да, егер Ft сыртқы күштерінің қосындысы нөлге тең болса, онда массаның центрінің үдеуі а = 0 болады. Демек, масса центрінің жылдамдығы v = const болады. Егер бастапқы сәтте масса центрінің жылдамдығы нөлге тең болса, онда кейін де масса центрі тыныштықта қалады.

Масса центрінің қозғалмауы үшін алынған шарт — бұл қатты дененің тепе-теңдігі үшін қажетті шарт. Бұл бірінші тепе-теңдік шарты деп аталады.

Денелер тепе-теңдігінің екінші шарты

Денеге әсер ететін сыртқы күштердің қосындысының нөлге теңдігі тепе-теңдік үшін қажет, бірақ жеткіліксіз. Бұл шарт орындалған кезде міндетті түрде тек масса орталығы тыныштықта болады. Бұл тексеру қиын емес.

Тепе теңдік шарттар

Біз суретте көрсетілгендей, өлшемдері тең және бағыттары қарама-қарсы күштермен әр түрлі нүктелерде тақтаға жүгінеміз (мұндай екі күш жұп деп аталады). Бұл күштердің қосындысы нөлге тең: F + (-F) = 0. Бірақ тақта айналады.

Егер оның бастапқы жылдамдығы (күш қолданғанға дейінгі жылдамдық) нөлге тең болса, тек масса орталығы ғана тыныштықта болады.

Осыған ұқсас бағыттары әртүрлі, модульдері бірдей қарама-қарсы күштер велосипедтің немесе автомобильдің рульін айналу осьтері бойынша айналдырады.

Бұл жерде не болып жатқанын түсіну қиын емес. Кез келген дене оның әр элементіне әсер ететін барлық күштердің қосындысы нөл болған кезде тепе-теңдік жағдайында болады. Бірақ егер сыртқы күштердің қосындысы нөлге тең болса, онда дененің әр элементіне қолданылатын барлық күштердің қосындысы нөлге тең болмауы мүмкін. Бұл жағдайда дене тепе-теңдік күйінде болмайды. Қарастырылған мысалдарда тақта мен доңғалақ тепе-теңдікте емес, өйткені осы денелердің жеке элементтеріне әсер ететін барлық күштердің қосындысы нөлге тең емес. Денелер айналады.

Айналмалы қозғалыс
Айналмалы қозғалыс инерция
Scroll Up