Egyensúlyi helyzetek

21137

Ha egy testet egy random pontján random helyzetében felfüggesztünk vagy alátámasztunk és ott nyugalomban elengedjük, akkor nagy eséllyel "magától" (pontosabban a rá ható erők hatására) kimozdul, kilendül ebből a helyzetéből:

De azért találhatunk olyan felfüggesztési vagy alátámasztási pontokat és helyzeteket is, ahol nyugalomban elengedve nem jön mozgásba, hanem "úgy marad":

Egy test minden olyan helyzetét, amelyben nyugalomból elengedve továbbra is nyugalomban marad, egyensúlyi helyzetnek nevezzük. Egyensúlyi helyzethez két feltételnek kell teljesülnie: a rendszerre ható erőknek és forgatónyomatékoknak is nulla kell legyen az eredője:

$$\Sigma F=0$$

$$\Sigma M=0$$

Ilyen vizsgálódásokat folytatva 3-féle egyensúlyi helyzetet különböztethetünk meg:

Az egyensúlyi helyzetből kissé kimozdítva, majd nyugalomban elengedve 3-féle dolog történhet a testtel:

  • visszaindul az egyensúlyi helyzete felé
  • még jobban eltávolodig az egyensúlyi helyzetétől
  • ott marad nyugalomban

Ez alapján nevezzük az egyensúlyi helyzeteket stabilnak, instabilnak vagy közömbösnek:

Táblázatban összefoglalva:

 $\Sigma F$ és $\Sigma M$ eredő erő és eredő forgatónyomatékA testet az egyensúlyi helyzetéből kissé kimozdítva   
és ott nyugalomban elengedve a test:
Az egyensúlyi helyzetben a a test helyzeti energiájának:
stabilaz egyensúlyi helyzet felé (szög)gyorsítvisszaindul az egyensúlyi helyzete feléminimuma van
instabilaz egyensúlyi helyzettől eltávolítóan (szög)gyorsíttávolodik az egyensúlyi helyzetétőlmaximuma van
közömbösott is nullaa kimozdított helyzetben nyugalomban maradnem változik