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静态平衡 - II
12.2
考虑一根在竖直平面内自由旋转的杆。当在杆的两侧各悬挂两个相等的重物时,若系统中的合力与合力矩均为零,则可建立静态平衡。
在受力分析图中,每个重物所受的重力方向向下,而一个 法向力等于所挂重物的总重量,方向向上作用于支点,从而平衡系统中的力。
如果两个重物到转轴的距离相等,则作用在这些点上的力矩大小相等但方向相反,因此合力矩为零。于是便建立了静态平衡。
如果一个重物向转轴靠近,该重物产生的力矩会减小。因此,会产生一个净力矩,使杆发生转动。
尽管系统中的合力是平衡的,但由于违反了第二个条件,系统并未处于静力平衡状态。
静态平衡是力学中的一个特例,在日常生活中非常重要。 当物体或系统上的净力和净扭矩都为零时,就会发生这种情况。 这意味着线加速度和角加速度均为零。 因此,物体处于静止状态,或其质心以恒定速度移动。 然而,这并不意味着没有力作用在系统内的物体上。 事实上,地球上很少有任何特定物体不受力的情况。 例如,如…