力量的均衡

本文解释了什么是力平衡以及身体何时处于平衡状态。您还将了解力矩平衡以及力和力矩的平衡。此外，您将能够看到一个示例，并且能够通过已解决的力平衡练习进行练习。

力量的均衡

当施加到刚体上的所有力的总和为零时，刚体处于力平衡状态。换句话说，当合力为零时，物体处于力平衡状态。

➤看：合力是什么？

此外，如果刚体处于力平衡条件下，这意味着它将没有加速度。因此，如果身体处于静止状态，它将保持其速度或不移动。

必须考虑到，要使物体处于平移平衡，每个方向上的力之和必须为零（如果我们在空间中工作，则为三个方向；如果我们在平面中工作，则为两个方向）。

如果不满足前面三个条件之一，物体将不平衡力，因此会产生加速度。

瞬时平衡

当施加到刚体上的所有力矩之和为零时，刚体处于力矩平衡状态。换句话说，当产生的动量为零时，物体处于动量平衡。

因此，力矩平衡类似于力平衡，但所有三个旋转轴而不是所有三个纵向轴的总和必须为零。

如果刚性固体不处于力矩平衡，则只要不满足前面的方程即可，因此具有旋转加速度，或者换句话说，物体将开始自行旋转（他从静止开始） 。

力和力矩的平衡

当合力和合力矩为零时，刚体处于力和力矩平衡状态，即当所有力和所有力矩之和为零时，刚体处于力和力矩平衡状态。

从逻辑上讲，只有当所有轴上的力和力矩之和为零时，物体才会处于平衡状态。

正如我们在上面看到的，物体不一定必须同时处于力和力矩的平衡，它也可以仅处于力的平衡而在力矩上表现出一些不平衡，反之亦然。

然而，当物体同时处于力平衡和力矩平衡时，则称该物体处于平衡状态。

平衡条件用于查找施加到物体上的力的值，因为它们允许我们制定方程，并从中我们可以求解未知的力。例如，法向力通常通过垂直平衡方程来计算。

权力平衡的例子

为了充分理解这个概念，让我们看一个平衡力系统的典型例子。

例如，位于地面上的静止物体处于力平衡状态，因为只有重量的力和法向力作用在其上并且彼此相反。因此，所有方向上的力和力矩的总和等于零。

在这种情况下，物体也处于力矩平衡状态，因为没有力矩作用于它。

权力平衡练习已解决

• 如下图所示，两个物体通过一根绳子和一个质量可以忽略不计的滑轮连接起来。如果物体 2 的质量为 7 kg，斜坡的斜率为 50°，则计算物体 1 的质量，使整个系统处于平衡状态。在这种情况下，摩擦力可以忽略不计。

物体 1 位于倾斜的斜坡上，因此首先要做的是将其重量的力进行矢量分解，以获得斜坡轴上的力：

因此，作用在整个系统上的一组力是：

问题陈述告诉我们，力系统处于平衡状态，因此两个物体必须处于平衡状态。根据这些信息，我们可以提出两个物体的平衡方程：

现在我们应用重力公式并简化方程：

最后，我们替换数据并求解物体 1 的质量：