平移平衡

本文解释了什么是平移平衡。您会发现平移平衡与第一平衡条件（或惯性原理）之间的关系。您还将能够看到几个平移平衡的示例，最后，您将有一个关于该主题的已解决练习可供练习。

什么是平移平衡？

平移平衡是身体静止或匀速的物理状态。当作用在物体上的力的总和为零时，就会发生平移平衡。

因此，当刚体处于平动平衡时，这意味着它的加速度为零。类似地，如果力系统处于平移平衡，则系统上的合力为零。

回想一下，在物理学中，平移是一种物体位置改变的运动。这就是为什么平移平衡意味着平移以平衡的方式（以恒定的速度）发生或者根本没有平移。

翻译平衡有两种类型：

• 静态平移平衡：力的总和为零并且也处于静止状态的物体。
• 动态平移平衡：力的矢量和为零且以恒定速度运动的物体。

平衡的首要条件

当物体处于平动平衡时，称满足第一个平衡条件。

因此，当系统的力之和为零时，满足第一个平衡条件。请记住，不应将力的模数相加，而应将其作为向量相加，即每个轴的力之和应为零。

因此，如果我们使用共面力（二维），为了使物体处于平移平衡，必须分别添加水平力（X 轴）和垂直力（Y 轴），并且两个总和必须为 0 。

平移和旋转平衡

当力之和与力矩之和为零时，刚体处于平移和旋转平衡。或者换句话说，当合力和合力矩为零时，物体处于平移和旋转平衡。

在这种情况下，物体的线速度将为零或恒定，同样，其角速度将为零或恒定。因此它既没有线性加速度也没有角加速度。

此外，当物体同时处于力平衡和力矩平衡时，称该物体处于平衡状态。

平移平衡的例子

考虑到平移平衡的定义，我们将分析三个不同的例子来完成对这个术语的含义的理解。

例如，以下悬挂在绳子上的物体处于平移平衡状态，因为所有力都平衡。重物的力由力T ₂以及力T ₁和T ₃的垂直分量补偿。另一方面，力T ₁和T ₃的水平分量相互补偿。

事实上，任何静止在地面上的物体都处于力平衡状态，因为施加在其上的唯一力是重量和法向力，并且这两个力彼此相反。

平移平衡的另一个例子是汽车沿道路匀速行驶。任何以恒定速度运动的物体意味着它的加速度为零，因此力的总和也为零。

解决了平移平衡练习

• 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：