並進平衡

この記事では、並進平衡とは何かについて説明します。並進平衡と最初の平衡条件 (または慣性原理) の関係がわかります。また、平行移動バランスの例をいくつか見ることができ、最後に、このテーマに関する解決済みの演習を行って練習することができます。

並進平衡とは何ですか?

並進平衡は、体が静止しているか一定の速度にある物理的状態です。並進平衡は、物体に作用する力の合計がゼロに等しいときに発生します。

したがって、剛体が並進平衡にあるとき、これはその加速度がゼロであることを意味します。同様に、力の系が並進平衡にある場合、その系に加わる合力はゼロになります。

物理学において、並進とは物体の位置を変える動きであることを思い出してください。これが、並進平衡が、平衡な方法で（一定の速度で）並進が行われること、または単に並進が存在しないことを意味する理由です。

並進平衡には 2 つのタイプがあります。

• 静的並進平衡: 力の合計がゼロで静止している物体。
• 動的並進平衡：力のベクトル和がゼロで一定の速度で運動する物体。

バランスの第一条件

物体が並進平衡にあるとき、最初の平衡条件が満たされていると言われます。

したがって、システムの力の合計がゼロになると、最初の平衡条件が満たされます。力のモジュールは加算されるべきではなく、ベクトルとして加算されるべきであることに留意してください。つまり、各軸の力の合計はゼロでなければなりません。

したがって、同一平面上の力 (2 次元) を扱う場合、物体が並進平衡状態にあるためには、水平方向の力 (X 軸) と垂直方向の力 (Y 軸) を別々に加算する必要があり、2 つの合計が 0 になる必要があります。 。

並進と回転のバランス

剛体は、力の合計とモーメントの合計がゼロに等しい場合、並進および回転の平衡状態にあります。言い換えれば、合成力と合成モーメントがゼロの場合、物体は並進および回転の平衡状態にあります。

この状況では、物体の線速度はゼロまたは一定になり、同様に角速度もゼロまたは一定になります。したがって、直線加速度も角加速度もありません。

さらに、物体が力のバランスとモーメントのバランスの両方にあるとき、その物体は平衡状態にあると言われます。

並進平衡の例

並進平衡の定義を考慮して、この用語の意味を理解するために 3 つの異なる例を分析します。

たとえば、文字列から吊り下げられた次のオブジェクトは、すべての力がバランスするため、並進平衡状態にあります。おもりの力は、力Ｔ _２と、力Ｔ _１およびＴ _３の垂直成分によって補償される。一方、力 T ₁と T ₃の水平成分は互いに補償し合います。

実際、静止している地面に置かれている物体には力の平衡が保たれています。これは、物体に加わる力は重量と垂直抗力だけであり、この 2 つの力は互いに反対しているためです。

並進平衡のもう 1 つの例は、道路に沿って一定の速度で移動する車です。一定の速度で動く物体は加速度がゼロであることを意味し、したがって力の合計もゼロになります。

翻訳バランス演習を解決しました

• 次の図に示すように、2 つのオブジェクトはロープと無視できる質量の滑車によって接続されています。物体 2 の質量が 7 kg で、ランプの傾斜が 50 度の場合、システム全体が平衡状態になるように物体 1 の質量を計算します。この場合、摩擦力は無視できます。

物体 1 は傾斜した斜面上にあるため、最初に行うことは、その重量の力をベクトル分解して斜面の軸の力を取得することです。

したがって、システム全体に作用する一連の力は次のとおりです。

問題文は、力の系が平衡状態にあることを示しているため、2 つの物体は平衡状態にある必要があります。この情報から、2 つの物体の平衡方程式を提案できます。

次に、重力の公式を適用して方程式を簡略化します。

最後に、データを代入して、物体 1 の質量を求めます。