Name: balanced forces and torque in equilibrium
Uploaded: 2023-09-22T11:49:20.000Z
Duration: 1 min 23 s
Channel: JoVE

Bir parçacığa farklı kuvvetler etki ettiğinde, ancak hareketi zamanla değişmediğinde, dengede olduğu söylenir. Denge statik veya dinamik olarak kategorize edilebilir.
Bir parçacık hareketsizse, statik dengede olduğu söylenir ve sabit hızla hareket ediyorsa, parçacığın dinamik dengede olduğu söylenir.
Bir parçacığın dengede olması için aynı anda iki koşulu sağlaması gerekir. İlk olarak, parçacığa etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamı olan net kuvvet sıfıra eşit olmalıdır. 
İkincisi, parçacıktan geçen bir eksen etrafında parçacığa etki eden net tork sıfır olmalıdır, bu da net momentin de sıfıra eşit olduğunu gösterir.
Merkezinden eşit uzaklıkta bir ahşap kalasın iki ucuna yerleştirilmiş iki eşit kütle düşünün. Tahtanın merkezi silindirik bir pivot üzerine yerleştirilmiştir. Böyle bir durumda, net kuvvet olduğu için statik denge kurulur ve sistem üzerindeki net tork sıfırdır.

<ol>
	<li>Hibbeler, R.C. (2016). Mühendislik Mekaniği \u2012 Statik ve Dinamik. Hoboken, New Jersey: Pearson Prentice Salonu. Sayfa 87.</li>
	<li>Stax'ı açın. (2023). Üniversite Fiziği Cilt 1. [Web sürümü]. <a href="https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/12-1-conditions-for-static-equilibrium">https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/12-1-conditions-for-static-equilibrium adresinden alındı</a>.</li>
</ol>

bir partikül için denge koşulları

Bir nesne denge durumundayken ya hareketsizdir ya da sabit bir hızla hareket etmektedir. İki tür denge vardır: statik denge ve dinamik denge. Statik denge, bir nesnenin hareketsiz olduğu durumdur, oysa dinamik denge, bir nesnenin sabit bir hızla hareket ettiği durumdur. Her iki durumda da, nesne üzerinde etki eden kuvvetlerin dengede olması gerekmektedir.

Denge kavramını anlamak için öncelikle bir nesne üzerinde etki eden kuvvetlere bakalım. Farklı kuvvetler bir nesne üzerinde etki ettiğinde, birbirlerini ekleyebilir, çıkarabilir veya iptal edebilirler. Eğer bir nesne üzerinde etki eden tüm kuvvetlerin vektör toplamı sıfır ise, nesne hareketsiz veya sabit bir hızla hareket ediyordur.

Bir nesnenin denge durumunda olması için karşılaması gereken ilk koşul, üzerine etki eden net kuvvetin sıfır olmasıdır. Bu, nesne üzerinde etki eden tüm kuvvetlerin vektör toplamının sıfır olması anlamına gelir. Başka bir deyişle, nesne üzerinde etki eden kuvvetler dengede olmalıdır. Örneğin, düz bir zeminde park edilmiş bir aracı düşünelim. Yerçekimi kuvveti araca etki etse de, araca yerden etki eden kuvvet (normal kuvvet) tarafından dengelemektedir, bu da sıfır net kuvvet ve denge anlamına gelir.

Nesnenin denge durumunda olması için karşılaması gereken ikinci koşul, net tork ve böylece net momentin de sıfır olmasıdır. Nesnenin dönel hareketine neden olan bir tork örneği, bir pervotede bulunan bir ahşap tahtadır. Her iki ucunda eşit ağırlığa sahip iki kitle, bir tork oluşturur, ancak tahtanın merkezinden eşit uzaklıkta oldukları için torklar birbirlerini dengeleyerek sıfır net tork ve statik dengeye yol açar.

Bir Partikül için Denge Koşulları

Bir cisim dengede olduğunda, ya hareketsizdir ya da sabit bir hızla hareket etmektedir. İki tür denge vardır: statik ve dinamik. Duruk...

Education

JoVE Core

Mechanical Engineering

Makine Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

Equilibrium of a Particle

Bir Parçacığın Dengesi

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

Equilibrium Conditions for a Particle

balanced forces and torque in equilibrium

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium.

Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other.

Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum of all the forces is zero, the object is in equilibrium. That is why the net force must be zero. A parked car on a level surface is a simple example. Gravity pulls it downward, and the normal force from the ground pushes upward to balance it.

The second condition for equilibrium is zero net torque. Torque is the turning effect of a force, and it can cause rotation. Net torque, or the total moment, must also be zero. A wooden plank on a pivot shows this idea. If two equal masses sit at equal distances from the center, their torques cancel, and the plank stays in static equilibrium.

Balanced Forces and Torque in Equilibrium

balanced-forces-and-torque-in-equilibrium

equilibrium conditions for a particle

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium. Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other. Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum...

free-body diagram

Free-Body Diagrams for Force Analysis

Free-body diagrams help analyze the forces acting on an object in mechanics. They give a simple picture of a stationary or moving object and show why it moves the way it does. By turning a complex situation into a clear sketch, they make it easier to write the equation needed to solve the problem. To draw a free-body diagram, first choose the object or system you want to study. Then isolate it from its surroundings and draw it as a dot or a simple outline. Add arrows for every important...

steps for free-body diagram

Free-Body Diagram for Two-Block Motion

A free-body diagram helps analyze two-block motion in mechanics. It shows the forces acting on a system so the net force can be found and the acceleration can be calculated. The example in this lesson uses two blocks linked by a massless string over a frictionless pulley. Block 1 moves across a table while block 2 falls under gravity. The two blocks are treated as one isolated system. External forces are then identified and drawn as vector arrows on the diagram. For block 1, the forces...

free-body diagrams: problem solving

Free-Body Diagrams on Inclined Planes

Free-body diagrams help show the forces acting on an object on an inclined plane. A free-body diagram is a simple drawing that focuses only on the object or system being studied. It leaves out extra details so the force problem is easier to analyze and solve. For an example, a 10 kg block is released on a ramp that is 30° to the horizontal. The coefficient of friction is 0.2. The diagram for this block includes the weight from gravity, the normal force, and the frictional force. These are the...

coplanar forces

Resolving Coplanar Force Components

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium. A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net...

categories of equilibrium

Types of Equilibrium in Forces

Equilibrium in physics describes how forces act on a body so it stays still or moves at a constant speed. In two-dimensional force systems, equilibrium can be grouped into several categories based on how the forces are arranged. Collinear equilibrium is the simplest case. The forces act along one straight line, so only one force equation is needed in the direction of those forces. The other equations are already satisfied. Coplanar concurrent equilibrium is another category. In this case, all...

key terms and concepts

Learn how balanced forces and zero net torque keep an object in static or dynamic equilibrium, with examples like a parked car and a plank on a pivot.

Balanced Forces and Torque in Equilibrium | JoVE K12

JoVE Core Makine Mühendisliği, denge, kuvvetler, kafes kiriş analizi ve yapısal mekanik gibi temel konuları kapsayan kısa, anlaşılması kolay animasyonlu videolar sunar. Gerçek dünyadaki uygulamalarını keşfedin ve bilim insanlarının önderlik ettiği deneylerle bu kavramların uygulanmasına tanık olun.

mechanical engineering

Balanced Forces and Torque in Equilibrium

Description

Transcript

Tags