Równowaga statyczna - II

Równowaga statyczna to szczególny przypadek w mechanice, który jest bardzo ważny w życiu codziennym. Występuje, gdy wypadkowa siła i wypadkowy moment obrotowy działający na obiekt lub układ wynoszą zero. Oznacza to, że zarówno przyspieszenia liniowe, jak i kątowe wynoszą zero. Zatem obiekt pozostaje w spoczynku lub jego środek masy porusza się ze stałą prędkością. Nie oznacza to jednak, że na obiekt w układzie nie działają żadne siły. Tak naprawdę na Ziemi istnieje bardzo niewiele scenariuszy, w których na dany obiekt nie działają żadne siły. Na przykład, jeśli osoba przechodzi przez most, wywiera na most siłę skierowaną w dół, proporcjonalną do jej masy, a most wywiera na osobę równą i przeciwną siłę skierowaną w górę. W niektórych przypadkach most może ugiąć się pod wpływem siły wywieranej przez osobę skierowaną w dół, a w skrajnych przypadkach, gdy siły są wystarczająco duże, most może ulec poważnemu odkształceniu lub nawet pęknięciu.

Zastosowanie równowagi statycznej można zaobserwować w mostach, wieżach i innych złożonych systemach. Na przykład wszystkie mosty są poddawane pewnym naprężeniom, zarówno pod wpływem własnego ciężaru, jak i ciężaru przemieszczających się po nich ładunków. Mosty wiszące, podobnie jak most Golden Gate, to złożony układ obiektów poddawanych działaniu bardzo dużych sił i znajdujących się w równowadze. Kable podtrzymujące most są elastyczne i ich elastyczność została wzięta pod uwagę podczas projektowania mostu. Podobnie drapacze chmur mają złożony system stalowych belek poddawanych działaniu ogromnych sił, które razem tworzą sztywny system w równowadze statycznej. Elastyczność odgrywa rolę w materiałach używanych do budowy budynków, ponieważ muszą one być w stanie wytrzymać pewne zginanie, zwłaszcza na obszarach, gdzie często występują trzęsienia ziemi. Co więcej, dźwigi użyte do budowy tych budynków również znajdują się w równowadze, a skomplikowany system lin i krążków linowych służy do podnoszenia i opuszczania materiałów konstrukcyjnych.

Ten tekst jest adaptacją Openstax, Uniwersytet Fizyki, tom 1, sekcja 12.1: Warunki równowagi statycznej.