Rovnováha těl. Rovnováha mechanické soustavy Fyzika rovnováhy sil

Z toho vyplývá, že pokud je geometrický součet všech vnějších sil působících na těleso roven nule, pak je těleso v klidu nebo vykonává rovnoměrné přímočarý pohyb. V tomto případě je zvykem říkat, že síly působící na tělo se navzájem vyrovnávají. Při výpočtu výslednice lze všechny síly působící na těleso aplikovat na těžiště.

Aby bylo nerotující těleso v rovnováze, je nutné, aby výslednice všech sil působících na těleso byla rovna nule.

$(\overrightarrow(F))=(\overrightarrow(F_1))+(\overrightarrow(F_2))+...= 0$

Může-li se těleso otáčet kolem určité osy, pak pro jeho rovnováhu nestačí, aby výslednice všech sil byla nulová.

Rotační účinek síly závisí nejen na její velikosti, ale také na vzdálenosti mezi čárou působení síly a osou otáčení.

Délka kolmice vedené od osy otáčení k přímce působení síly se nazývá rameno síly.

Součin modulu síly $F$ a ramene d se nazývá moment síly M. Momenty těch sil, které mají tendenci otáčet těleso proti směru hodinových ručiček, jsou považovány za kladné.

Pravidlo momentů: těleso s pevnou osou otáčení je v rovnováze, pokud je algebraický součet momentů všech sil působících na těleso vzhledem k této ose roven nule:

V obecném případě, kdy se těleso může pohybovat translačně a rotovat, je pro rovnováhu nutné splnit obě podmínky: výsledná síla je rovna nule a součet všech momentů sil je roven nule. Obě tyto podmínky pro mír nestačí.

Obrázek 1. Indiferentní rovnováha. Kolo odvalující se na vodorovném povrchu. Výsledná síla a moment sil se rovnají nule

Kolo odvalující se po vodorovné ploše je příkladem indiferentní rovnováhy (obr. 1). Pokud se kolo v kterémkoli bodě zastaví, bude v rovnováze. Spolu s indiferentní rovnováhou rozlišuje mechanika stavy stabilní a nestabilní rovnováhy.

Rovnovážný stav se nazývá stabilní, pokud při malých odchylkách tělesa od tohoto stavu vznikají síly nebo momenty síly, které mají tendenci vrátit těleso do rovnovážného stavu.

Při malém vychýlení tělesa ze stavu nestabilní rovnováhy vznikají síly nebo momenty síly, které mají tendenci těleso z rovnovážné polohy vyvést. Míč ležící na rovném vodorovném povrchu je ve stavu indiferentní rovnováhy.

Obrázek 2. Různé typy rovnováhy koule na podložce. (1) -- indiferentní rovnováha, (2) -- nestabilní rovnováha, (3) -- stabilní rovnováha

Kulička umístěná v horním bodě kulového výčnělku je příkladem nestabilní rovnováhy. Nakonec je kulička na dně kulového vybrání ve stavu stabilní rovnováhy (obr. 2).

U tělesa s pevnou osou otáčení jsou možné všechny tři typy rovnováhy. Indiferenční rovnováha nastává, když osa rotace prochází těžištěm. Ve stabilní a nestabilní rovnováze je těžiště na svislé přímce procházející osou rotace. Navíc, pokud je těžiště pod osou rotace, rovnovážný stav se ukáže jako stabilní. Pokud je těžiště umístěno nad osou, je rovnovážný stav nestabilní (obr. 3).

Obrázek 3. Stabilní (1) a nestabilní (2) rovnováha homogenního kruhového disku upevněného na ose O; bod C je těžištěm disku; $(\overrightarrow(F))_t\ $-- gravitace; $(\overrightarrow(F))_(y\ )$-- elastická síla osy; d -- rameno

Zvláštní případ je rovnováha těla na podpěře. V tomto případě není pružná podpůrná síla aplikována na jeden bod, ale je rozložena po základně těla. Těleso je v rovnováze, pokud svislá čára vedená těžištěm těla prochází oblastí podpory, tj. uvnitř obrysu tvořeného čarami spojujícími body podpory. Pokud tato čára neprotíná oblast podpory, tělo se překlopí.

Problém 1

Nakloněná rovina je nakloněna pod úhlem 30o k horizontále (obr. 4). Je na něm těleso P, jehož hmotnost je m = 2 kg. Tření lze zanedbat. Závit prohozený blokem svírá s nakloněnou rovinou úhel 45o. Při jaké hmotnosti břemene Q bude těleso P v rovnováze?

Obrázek 4

Těleso je pod vlivem tří sil: tíhové síly P, tahu závitu se zatížením Q a pružné síly F ze strany roviny, která na něj tlačí ve směru kolmém k rovině. Rozdělme sílu P na její složky: $\overrightarrow(P)=(\overrightarrow(P))_1+(\overrightarrow(P))_2$. Podmínka $(\overrightarrow(P))_2=$ Pro rovnováhu, vezmeme-li v úvahu zdvojnásobení síly pohybujícím se blokem, je nutné, aby $\overrightarrow(Q)=-(2\overrightarrow(P))_1$ . Proto podmínka rovnováhy: $m_Q=2m(sin \widehat((\overrightarrow(P))_1(\overrightarrow(P))_2)\ )$. Dosazením hodnot získáme: $m_Q=2\cdot 2(sin \left(90()^\circ -30()^\circ -45()^\circ \right)\ )=1,035\ kg$ .

Když je vítr, upoutaný balón nevisí nad bodem na Zemi, ke kterému je připojen kabel (obr. 5). Napětí lanka je 200 kg, úhel s vertikálou je a=30$()^\circ$. Jaká je síla tlaku větru?

\[(\overrightarrow(F))_в=-(\overrightarrow(Т))_1;\ \ \ \ \left|(\overrightarrow(F))_в\right|=\left|(\overrightarrow(Т)) _1\right|=Тg(sin (\mathbf \alpha )\ )\] \[\left|(\overrightarrow(F))_в\right|=\ 200\cdot 9,81\cdot (sin 30()^\circ \ )=981\ N\]

Druhy rovnováhy

Abychom mohli posoudit chování tělesa v reálných podmínkách, nestačí vědět, že je v rovnováze. Tuto bilanci musíme ještě vyhodnotit. Existuje stabilní, nestabilní a indiferentní rovnováha.

Rovnováha těla se nazývá udržitelného, pokud při vychýlení z ní vzniknou síly, které vrátí těleso do rovnovážné polohy (obr. 1 poloha 2). Ve stabilní rovnováze zaujímá těžiště těla nejnižší ze všech blízkých poloh. Poloha stabilní rovnováhy je spojena s minimem potenciální energie ve vztahu ke všem blízkým sousedním polohám tělesa.

Rovnováha těla se nazývá nestabilní, jestliže při sebemenší odchylce od ní způsobí výslednice sil působících na těleso další vychýlení tělesa z rovnovážné polohy (obr. 1, poloha 1). V poloze nestabilní rovnováhy je výška těžiště maximální a potenciální energie maximálně ve vztahu k ostatním blízkým polohám těla.

Rovnováha, při které posun tělesa v libovolném směru nezpůsobí změnu sil na něj působících a rovnováha tělesa je zachována, se nazývá lhostejný(obr. 1 pozice 3).

Indiferentní rovnováha je spojena s konstantní potenciální energií všech blízkých stavů a ​​výška těžiště je ve všech dostatečně blízkých polohách stejná.

Těleso s osou rotace (například jednotné pravítko, které se může otáčet kolem osy procházející bodem O, znázorněné na obrázku 2) je v rovnováze, pokud vertikální přímka procházející těžištěm tělesa prochází osa otáčení. Pokud je navíc těžiště C výše než osa rotace (obr. 2.1), pak při jakékoli odchylce od rovnovážné polohy se potenciální energie snižuje a moment tíže vůči ose O vychyluje těleso dále od os. rovnovážná poloha. Toto je nestabilní rovnovážná poloha. Pokud je těžiště pod osou otáčení (obr. 2.2), pak je rovnováha stabilní. Pokud se těžiště a osa otáčení shodují (obr. 2,3), pak je rovnovážná poloha indiferentní.

rovnovážný fyzikální posun

Těleso s opěrnou plochou je v rovnováze, pokud svislá čára procházející těžištěm tělesa nepřesahuje opěrnou plochu tohoto tělesa, tzn. za obrysem tvořeným body dotyku tělesa s podpěrou v tomto případě nezávisí pouze na vzdálenosti mezi těžištěm a podpěrou (tedy na její potenciální energii v gravitačním poli Země). ale také na umístění a velikosti opěrné plochy tohoto těla.

Obrázek 2 ukazuje tělo ve tvaru válce. Pokud je nakloněn pod malým úhlem, vrátí se do původní polohy 1 nebo 2. Pokud je nakloněn pod úhlem (pozice 3), tělo se překlopí. Pro danou hmotu a opěrnou plochu je stabilita tělesa tím vyšší, čím níže se nachází jeho těžiště, tzn. tím menší je úhel mezi přímkou ​​spojující těžiště těla a krajním bodem dotyku opěrné plochy s vodorovnou rovinou.

Třída: 10

Prezentace na lekci

Zpět dopředu

Pozornost! Náhledy snímků slouží pouze pro informační účely a nemusí představovat všechny funkce prezentace. Jestli máte zájem tato práce, stáhněte si prosím plnou verzi.

Cíle lekce: Prostudujte si stav rovnováhy těles, seznamte se s různé typy Zůstatek; zjistit podmínky, za kterých je těleso v rovnováze.

Cíle lekce:

• Vzdělávací: Studujte dvě podmínky rovnováhy, typy rovnováhy (stabilní, nestabilní, indiferentní). Zjistěte, za jakých podmínek jsou tělesa stabilnější.
• Vzdělávací: Podporovat rozvoj kognitivního zájmu o fyziku. Rozvoj dovedností porovnávat, zobecňovat, zdůrazňovat to hlavní a vyvozovat závěry.
• Vzdělávací: Kultivovat pozornost, schopnost vyjádřit svůj názor a obhájit jej, rozvíjet komunikační schopnosti studentů.

Typ lekce: lekce o učení nové látky s počítačovou podporou.

Zařízení:

1. Disk „Práce a síla“ z „Elektronické lekce a testy.
2. Tabulka "Podmínky rovnováhy".
3. Naklápěcí hranol s olovnicí.
4. Geometrická tělesa: válec, krychle, kužel atd.
5. Počítač, multimediální projektor, interaktivní tabule nebo obrazovka.
6. Prezentace.

Během vyučování

Dnes se v lekci dozvíme, proč jeřáb nespadne, proč se hračka Vanka-Vstanka vždy vrátí do původního stavu, proč nespadne šikmá věž v Pise?

I. Opakování a aktualizace znalostí.

1. První Newtonův zákon. Na jakou podmínku zákon odkazuje?
2. Na jakou otázku odpovídá druhý Newtonův zákon? Formule a formulace.
3. Na jakou otázku odpovídá třetí Newtonův zákon? Formule a formulace.
4. Jaká je výsledná síla? Jak se nachází?
5. Z disku „Pohyb a interakce těles“ vyplňte úkol č. 9 „Výsledek sil s různými směry“ (pravidlo pro sčítání vektorů (2, 3 cvičení)).

II. Učení nového materiálu.

1. Co se nazývá rovnováha?

Rovnováha je stav odpočinku.

2. Podmínky rovnováhy.(snímek 2)

a) Kdy je tělo v klidu? Z jakého zákona to vyplývá?

První rovnovážná podmínka: Těleso je v rovnováze, pokud je geometrický součet vnějších sil působících na těleso roven nule. ∑F = 0

b) Nechte na desku působit dvě stejné síly, jak je znázorněno na obrázku.

Bude to v rovnováze? (Ne, ona se otočí)

Pouze centrální bod je v klidu, zbytek se pohybuje. To znamená, že aby bylo těleso v rovnováze, je nutné, aby součet všech sil působících na každý prvek byl roven 0.

Druhá podmínka rovnováhy: Součet momentů sil působících ve směru hodinových ručiček se musí rovnat součtu momentů sil působících proti směru hodinových ručiček.

∑ M ve směru hodinových ručiček = ∑ M proti směru hodinových ručiček

Moment síly: M = F L

L – rameno síly – nejkratší vzdálenost od opěrného bodu k linii působení síly.

3. Těžiště těla a jeho umístění.(snímek 4)

Těžiště těla- je to bod, kterým prochází výslednice všech rovnoběžných gravitačních sil působících na jednotlivé prvky tělesa (pro libovolnou polohu tělesa v prostoru).

Najděte těžiště následujících obrázků:

4. Druhy bilancí.

A) (snímky 5–8)

Závěr: Rovnováha je stabilní, pokud při malé odchylce od rovnovážné polohy existuje síla, která má tendenci ji do této polohy vrátit.

Poloha, ve které je jeho potenciální energie minimální, je stabilní. (snímek 9)

b) Stabilita těles umístěných v místě podpory nebo na linii podpory.(snímky 10–17)

Závěr: Pro stabilitu tělesa umístěného v jednom bodě nebo linii podpory je nutné, aby těžiště bylo pod bodem (linií) podpory.

c) Stabilita těles umístěných na rovném povrchu.

(snímek 18)

1) Opěrná plocha– ne vždy se jedná o povrch, který je v kontaktu s tělem (ale ten, který je omezen čarami spojujícími nohy stolu, stativu)

2) Analýza snímku z „Elektronické lekce a testy“, disk „Práce a síla“, lekce „Druhy rovnováhy“.

Obrázek 1.

1. Jak se liší stoličky? (oblast podpory)
2. Který je stabilnější? (S větší plochou)
3. Jak se liší stoličky? (Umístění těžiště)
4. Která je nejstabilnější? (Které těžiště je níže)
5. Proč? (Protože jej lze naklonit do většího úhlu, aniž by se převrátil)

3) Experimentujte s vychylovacím hranolem

1. Na desku položíme hranol s olovnicí a začneme jej postupně zvedat o jednu hranu. co vidíme?
2. Dokud olovnice protíná povrch ohraničený podpěrou, je zachována rovnováha. Ale jakmile vertikální čára procházející těžištěm začne přesahovat hranice nosné plochy, cokoli se překlopí.

Analýza snímky 19–22.

Závěry:

1. Tělo, které má největší opěrnou plochu, je stabilní.
2. Ze dvou těles o stejné ploše je stabilní to, jehož těžiště je níže, protože lze jej naklonit bez převrácení pod velkým úhlem.

Analýza snímky 23–25.

Které lodě jsou nejstabilnější? Proč? (Ve kterém je náklad umístěn v nákladovém prostoru, a ne na palubě)

Která auta jsou nejstabilnější? Proč? (Pro zvýšení stability aut při odbočování je povrch vozovky nakloněn ve směru zatáčení.)

Závěry: Rovnováha může být stabilní, nestabilní, indiferentní. Stabilita těles je tím větší, čím více větší plocha podpěry a nižší těžiště.

III. Aplikace poznatků o stabilitě těles.

1. Které speciality nejvíce potřebují znalosti o tělesné rovnováze?
2. Projektanti a konstruktéři různých konstrukcí (výškové budovy, mosty, televizní věže atd.)
3. Cirkusoví umělci.
4. Řidiči a další odborníci.

(snímky 28–30)

1. Proč se „Vanka-Vstanka“ vrací do rovnovážné polohy při jakémkoli naklonění hračky?
2. Proč stojí šikmá věž v Pise šikmo a nepadá?
3. Jak cyklisté a motocyklisté udržují rovnováhu?

Závěry z lekce:

1. Existují tři typy rovnováhy: stabilní, nestabilní, indiferentní.
2. Stabilní poloha tělesa, ve které je jeho potenciální energie minimální.
3. Čím větší je opěrná plocha a čím nižší je těžiště, tím větší je stabilita těles na rovném povrchu.

Domácí práce: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)

Použité zdroje a literatura:

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Fyzika. Stupeň 10.
2. Filmový pás „Sustainability“ 1976 (naskenovaný mnou na filmovém skeneru).
3. Disk „Pohyb a interakce těles“ z „Elektronické lekce a testy“.
4. Disk „Práce a síla“ z „Elektronické lekce a testy“.

Obor mechaniky, ve kterém se studují podmínky rovnováhy těles, se nazývá statika. Z druhého Newtonova zákona vyplývá, že pokud je vektorový součet všech sil působících na těleso roven nule, pak si těleso zachovává svou rychlost nezměněnou. Zejména pokud je počáteční rychlost nulová, tělo zůstává v klidu. Podmínku pro konstantní rychlost tělesa lze zapsat jako:

nebo v průmětech na souřadnicové osy:

.

Je zřejmé, že těleso může být v klidu pouze s ohledem na jeden konkrétní souřadnicový systém. Ve statice se studují podmínky rovnováhy těles právě v takovém systému. Předpoklad Rovnováhu lze také získat uvažováním pohybu těžiště systému hmotné body. Vnitřní síly neovlivňují pohyb těžiště. Zrychlení těžiště je určeno vektorovým součtem vnějších sil. Ale pokud je tento součet nula, pak zrychlení těžiště je , a následně rychlost těžiště je . Jestliže v počátečním okamžiku , pak těžiště tělesa zůstává v klidu.

První podmínka pro rovnováhu těles je tedy formulována následovně: rychlost tělesa se nemění, je-li součet vnějších sil působících v každém bodě roven nule. Výsledná podmínka pro klidové těžiště je nutnou (nikoli však postačující) podmínkou rovnováhy pevný.

Příklad

Může se stát, že všechny síly působící na tělo jsou vyrovnané, přesto se tělo zrychlí. Například, pokud dvě stejné a opačně směřující síly (nazývají se dvojice sil) působí na těžiště kola, pak bude kolo v klidu, pokud jeho počáteční rychlost byla nula. Pokud tyto síly působí na různé body, kolo se začne otáčet (obr. 4.5). To se vysvětluje tím, že těleso je v rovnováze, když je součet všech sil v každém bodě tělesa nulový. Pokud je však součet vnějších sil roven nule a součet všech sil působících na každý prvek tělesa není roven nule, pak těleso nebude v rovnováze rotační pohyb (jako v uvažovaném příkladu). ). Pokud se tedy těleso může otáčet kolem určité osy, pak pro jeho rovnováhu nestačí, aby výslednice všech sil byla nulová.

Pro získání druhé podmínky rovnováhy použijeme rovnici rotačního pohybu, kde je součet momentů vnějších sil vzhledem k ose rotace. Když , pak b = 0, což znamená, že úhlová rychlost tělesa se nemění. Pokud v počátečním okamžiku w = 0, pak se tělo nebude v budoucnu otáčet. V důsledku toho je druhou podmínkou mechanické rovnováhy požadavek, aby algebraický součet momentů všech vnějších sil vzhledem k ose rotace byl roven nule:

V obecném případě libovolného počtu vnějších sil lze podmínky rovnováhy znázornit v následujícím tvaru:

,

.

Tyto podmínky jsou nezbytné a dostatečné.

Příklad

Rovnováha může být stabilní, nestabilní a indiferentní. Rovnováha je stabilní, pokud při malých posunech tělesa z rovnovážné polohy mají síly a momenty síly na něj tendenci vrátit těleso do rovnovážné polohy (obr. 4.6a). Rovnováha je nestabilní, pokud aktivní síly přitom vynášejí těleso ještě dále z rovnovážné polohy (obr. 4.6b). Pokud jsou při malých posuvech tělesa působící síly ještě vyrovnané, pak je rovnováha indiferentní (obr. 4.6c). Míč ležící na rovném vodorovném povrchu je ve stavu indiferentní rovnováhy. Kulička umístěná na vrcholu kulového výčnělku je příkladem nestabilní rovnováhy. Nakonec je kulička na dně kulové prohlubně ve stavu stabilní rovnováhy.

Zajímavým příkladem vyvážení těla na podpěře je šikmá věž v italském městě Pisa, kterou podle legendy používal Galileo při studiu zákonů volného pádu těles. Věž má tvar válce o poloměru 7 m. Vrchol věže je odkloněn od svislice o 4,5 m.

Šikmá věž v Pise se proslavila tím, že je velmi nakloněná. Věž padá. Výška věže je 55,86 metrů od země na nejnižší straně a 56,70 metrů na nejvyšší straně. Jeho hmotnost se odhaduje na 14 700 tun. Aktuální sklon je asi 5,5°. Svislá čára vedená středem hmoty věže protíná základnu přibližně 2,3 m od jejího středu. Věž je tedy ve stavu rovnováhy. Rovnováha se poruší a věž spadne, když odchylka jejího vrcholu od svislice dosáhne 14 m. Zřejmě se tak brzy nestane.

Věřilo se, že zakřivení věže bylo původně zamýšleno architekty, aby demonstrovali své mimořádné dovednosti. Mnohem pravděpodobnější je ale něco jiného: architekti věděli, že staví na krajně nespolehlivém základu, a zabudovali proto do návrhu možnost snadné odchylky.

Když reálně hrozilo zřícení věže, ujali se toho moderní inženýři. Ta byla vtažena do ocelového korzetu z 18 kabelů, základ byl zatížen olověnými bloky a zároveň byla zemina zpevněna čerpáním betonu pod zem. Pomocí všech těchto opatření se podařilo zmenšit úhel sklonu šikmé věže o půl stupně. Odborníci tvrdí, že nyní může stát ještě minimálně 300 let. Z fyzikálního hlediska Přijatá opatření znamená, že rovnovážné podmínky věže se staly spolehlivějšími.

U tělesa s pevnou osou otáčení jsou možné všechny tři typy rovnováhy. Indiferenční rovnováha nastává, když osa rotace prochází těžištěm. Ve stabilní a nestabilní rovnováze je těžiště na svislé přímce procházející osou rotace. Navíc, pokud je těžiště pod osou rotace, rovnovážný stav se ukazuje jako stabilní (obr. 4.7a). Pokud je těžiště umístěno nad osou, je rovnovážný stav nestabilní (obr. 4.7b).

Zvláštním případem rovnováhy je rovnováha těla na podložce. V tomto případě není pružná podpůrná síla aplikována na jeden bod, ale je rozložena po základně těla. Těleso je v rovnováze, pokud svislá čára vedená těžištěm těla prochází oblastí podpory, to znamená uvnitř obrysu tvořeného čarami spojujícími body podpory. Pokud tato čára neprotíná oblast podpory, tělo se překlopí.

Těleso je v klidu (nebo se pohybuje rovnoměrně a přímočarě), pokud je vektorový součet všech sil, které na něj působí, roven nule. Říká se, že síly se navzájem vyrovnávají. Když máme co do činění s tělesem určitého geometrického tvaru, při výpočtu výsledné síly lze všechny síly aplikovat na těžiště tělesa.

Podmínka pro rovnováhu těles

Aby těleso, které se neotáčí, bylo v rovnováze, je nutné, aby výslednice všech sil na něj působících byla rovna nule.

F → = F 1 → + F 2 → + . . + Fn → = 0 .

Na obrázku výše je znázorněna rovnováha tuhého tělesa. Blok je v rovnovážném stavu pod vlivem tří sil, které na něj působí. V bodě O se protínají čáry působení sil F 1 → a F 2 →. Působištěm gravitace je těžiště tělesa C. Tyto body leží na stejné přímce a při výpočtu výsledné síly F 1 →, F 2 → a m g → jsou přivedeny do bodu C.

Podmínka, že výslednice všech sil je rovna nule, nestačí, pokud se těleso může otáčet kolem určité osy.

Rameno síly d je délka kolmice vedené od čáry působení síly k místu jejího působení. Moment síly M je součin ramene síly a jeho modulu.

Moment síly má tendenci otáčet tělesem kolem jeho osy. Ty momenty, které otáčejí tělo proti směru hodinových ručiček, jsou považovány za pozitivní. Jednotkou měření momentu síly v mezinárodní soustavě SI je 1 Newtonmetr.

Definice. Pravidlo okamžiků

Pokud je algebraický součet všech momentů působících na těleso vzhledem k pevné ose rotace roven nule, pak je těleso ve stavu rovnováhy.

M1+M2+. . +Mn=0

Důležité!

V obecném případě, aby tělesa byla v rovnováze, musí být splněny dvě podmínky: výsledná síla musí být rovna nule a musí být dodrženo pravidlo momentů.

V mechanice existuje odlišné typy Zůstatek. Rozlišuje se tedy stabilní a nestabilní a také indiferentní rovnováha.

Typickým příkladem indiferentní rovnováhy je odvalující se kolo (nebo koule), které, pokud se v kterémkoli bodě zastaví, bude ve stavu rovnováhy.

Stabilní rovnováha je taková rovnováha tělesa, kdy při jejích malých výchylkách vznikají síly nebo momenty síly, které mají tendenci vrátit těleso do rovnovážného stavu.

Nestabilní rovnováha je stav rovnováhy, s malou odchylkou, od které síly a momenty sil mají tendenci ještě více vyvést těleso z rovnováhy.

Na obrázku výše je poloha koule (1) - indiferentní rovnováha, (2) - nestabilní rovnováha, (3) - stabilní rovnováha.

Těleso s pevnou osou otáčení může být v kterékoli z popsaných rovnovážných poloh. Prochází-li osa rotace těžištěm, nastává indiferenční rovnováha. Ve stabilní a nestabilní rovnováze je těžiště umístěno na svislé přímce, která prochází osou rotace. Když je těžiště pod osou rotace, rovnováha je stabilní. Jinak je to naopak.

Zvláštním případem rovnováhy je rovnováha těla na podložce. V tomto případě je pružná síla rozložena po celé základně těla, spíše než aby procházela jedním bodem. Těleso je v klidu v rovnováze, když svislá čára vedená středem hmoty protíná oblast podpory. V opačném případě, pokud čára z těžiště nespadá do obrysu tvořeného čárami spojujícími opěrné body, tělo se překlopí.

Příkladem rovnováhy těla na podpěře je slavná šikmá věž v Pise. Podle legendy z něj Galileo Galilei shazoval koule, když prováděl své pokusy o studiu volného pádu těles.

Čára vedená od středu hmoty věže protíná základnu přibližně 2,3 m od jejího středu.

Pokud si všimnete chyby v textu, zvýrazněte ji a stiskněte Ctrl+Enter