Mekanika ekvilibro

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

Fizika sistemo (partiklo, aro da partikloj aŭ rigida korpo) estas en "mekanika ekvilibro" kiam la vektora sumo de ĉiuj eksteraj fortoj kaj tordomomantoj nuliĝas.

Kadre de la neŭtona mekaniko necesas, ke la sekvaj kondiĉoj de ekvilibro estu plenumitaj:

  1. \sum \vec F_{i} = \vec{0}  – La rezultanto de ĉiuj eksteraj fortoj devas egali al nulo
  2. \sum \vec M_{i} = \vec{0}  – La sumo de la momantoj ĉirkaŭ iu punkto devas egali al nulo

Rigida korpo en mekanika ekvilibro spertas nek linian nek rotacian akcelon; tamen ĝi povas esti rekte movanta aŭ rotacianta kun konstanta rapido.

Alternativa difino de ekvilibro konstatas, ke rigida korpo estas en "statika ekvilibro", kiam sia potencialo atingas ekstremumon. Tio signifas, ke la unua derivaĵo de la energio iĝas nul kaj ne okazas energiflukso.

Ekvilibro metastabila (1), malstabila (2) kaj stabila (3).
\frac{\mathrm dE}{\mathrm dx} = 0 


La parto de fiziko, kiu okupiĝas pri la statikaj ekvilibroj, estas statiko.

Stabila, labila kaj indiferenta ekvilibro
Ekvilibroj

El la kondiĉoj de ekvilibro sekvas:

Por rigida korpo ĉiuj statike difinitaj taskoj estas solveblaj helpe de la kondiĉoj de ekvilibro.
Por kunmetitaj sistemoj necesas, ke la kondiĉoj de ekvilibro estu kontentigitaj por ĉiuj korpoj de la sistemo.

Stabila, labila kaj indiferenta ekvilibro[redakti | redakti fonton]

La difino implikanta energion povas esti etendata por doni informojn pri la stabileco de la ekvilibro-stato. Sufiĉas rigardi la duan derivaĵon de la energio. Oni povas distingi tri specojn de ekvilibro laŭ ilia stabileco:

Stabila ekvilibro
en la ekvilibra pozicio la dua derivaĵo de la energio estas pozitiva, la potencialo havas minimumon. Post malgranda perturbo la eksteraj fortoj reportas la korpon al ekvilibra pozicio. Se pli ol unu stabila ekvilibro-ŝtato estas ebla por la sistemo, ĉiuj ekvilibroj kies potencialaj energioj estas pli altaj ol la absoluta minimumo, reprezentas metastabilajn statojn.
Labila aŭ malstabila ekvilibro
en la ekvilibra pozicio la dua derivaĵo de la energio estas negativa la potencialo havas maksimumon. Post malgranda perturbo la eksteraj fortoj tute forpuŝas la korpon de la ekvilibra pozicio. Por reporti ĝin tien necesas energio.
Indiferenta ekvilibro
en la ekvilibra pozicio la dua derivaĵo de la energio estas nul kaj en la cirkaŭaĵo la potencialo estas konstanta. Post malgranda perturbo la korpo troviĝas en nova ekvilibra pozicio.