Равновесие материальной точки
Материальная точка находится в равновесии, если действующие на неё силы взаимно уравновешены: их векторная сумма равна нулю. В этом случае тело либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Согласно законам Ньютона, нулевая сумма сил означает отсутствие ускорения. Поэтому скорость материальной точки не изменяется. Если до начала действия сил тело покоилось, оно останется в покое; если двигалось, продолжит движение с постоянной скоростью.
В координатах условие равновесия записывают через проекции сил на координатные оси: сумма проекций на каждую ось должна быть равна нулю.
Книга лежит на горизонтальном столе. На неё действуют сила тяжести \(mg\), направленная вниз, и сила реакции опоры \(N\), направленная вверх. При покое \(N=mg\), поэтому \(\vec{N}+\vec{mg}=\vec{0}\) — книга находится в равновесии.
Равновесие материальной точки — это не обязательно только покой. Равномерное прямолинейное движение также является равновесным, потому что при нулевой равнодействующей ускорение равно нулю. Для протяжённого тела одного условия суммы сил недостаточно: нужно учитывать ещё и моменты сил. Это рассматривается в статье о равновесии тела.
Тело движется равномерно и прямолинейно. Чему равна равнодействующая всех сил?
Главное
- Равновесие материальной точки означает \(\sum \vec{F}=\vec{0}\).
- При равновесии ускорение равно нулю: тело покоится или движется равномерно и прямолинейно.
- В задачах условие равновесия удобно записывать как \(\sum F_x=0\) и \(\sum F_y=0\).