物理学における粒子の平衡は、システム上の反対の力が釣り合っている状態として定義されます。内部エネルギーや体の動きが変化しない状態とも言えます。したがって、動きの変化は外力によって生み出されなければなりません。システムにかかる正味の力はゼロです。ニュートンの運動の第 1 法則でわかるように、物体は静止している場合と運動している場合があります。物体にかかるすべての外力の加速度と合計はゼロです。
たとえば、動いている車を観察すると、まっすぐな道を一定の速度で移動していることに気付くでしょう。これは、車に正味の外力が作用していないことを意味します。つまり、この均衡は動的均衡に分類されます。動的均衡の導入を見てみましょう。
動的均衡の概要
まず、さまざまな種類の均衡について理解しましょう。平衡は、静的平衡と動的平衡を含む 2 つの異なるタイプに分類される均一な現象です。しかし、2つの違いは何ですか？これは、例で最もよく理解できます。
物体 A が一定の速度で移動し、すべての力が釣り合っているとします。オブジェクト A は、水平力が摩擦力と釣り合うまで一定の速度で移動し続けます。水平方向の力は運動方向である必要がありますが、摩擦力は反対方向です。したがって、オブジェクト A は動的平衡状態にあります。
一方、左右から2つの力が働いている物体Bがあります。両方の力の大きさは等しくなければなりませんが、方向は反対です。したがって、物体 B は静止状態または静止状態になります。力が釣り合っているので動かない。この場合、物体は静的平衡状態にあります。
動的均衡の意味を詳しく理解しましょう。
動的均衡とは?
したがって、並進運動または回転運動で物体を分析すると、動的平衡を達成できます。並進運動では、すべての力のベクトル和はゼロでなければなりません。したがって、F =ma として加速度もゼロに等しくなります。
∑ Fx =0 ∑ Fy =0
回転運動では、ボディに適用される正味の外部トルクはゼロでなければなりません。したがって、次のように記述できます。
∑τ =0
ここで、動的平衡の意味を理解してみましょう。並進運動と回転運動の両方で、物体は一定の速度で動き続けるため、平衡状態にあります。したがって、動的平衡では、正味の外力とトルクはゼロです。
次の質問は、力が釣り合っているかどうかを判断することです。物体に作用する力は、どの方向にも働くことができます。 1 つの力には 2 つの成分があり、通常は直角、つまり x 方向と y 方向にあることに注意してください。これは、力が大きさと方向の両方を持つベクトル量であるためです。また、このタイプの力システムは、並行力システムとして知られています。
次の状況を考えてみましょう:
ある人が車をある角度で引っ張っています。直線道路を一定速度で移動しているため、車の動きに抵抗する摩擦力 F1 があります。また、反対の力として、引っ張りと摩擦によってロープに張力 F2 が発生します。この状況では、ロープには地面に対して角度があるため、ロープの張力の F2x および F2y 方向に 2 つのコンポーネントを作成する必要があります。また、下向きに作用する重力と見なされる力 F3 も存在します。 F2y は、F3 に反作用して車に作用する地面からの垂直力です。
したがって、4 つの力すべてのベクトル和はゼロでなければなりません。
F1 + F2x + F2y + F3 =0
動的平衡アプリケーション
土木技師は通常、動的平衡を使用して構造物を構築します。体が動いているときの体のバランスのために、この種の均衡を考慮することが重要です。さらに、動的平衡は、ストラップの助けを借りて材料を持ち上げる際に重要な役割を果たします。重い物を持ち上げるために使用されるロープの張力は、物が落下するのを防ぐために大きな力を発揮するはずです。したがって、ロープを製造し、重力に逆らって持ち上げることができる重量を考慮することが重要です。これにより、リギングが失敗しないことが保証されます。
結論
動的平衡は、私たちの日常生活における重要な現象です。現在、エンジニアはその助けを借りて力学の問題を解決できます。ここでは、動的平衡の詳細な紹介について説明しました。また、動的平衡の意味とその応用についても調査しました。さらに、その信頼性を証明する証拠の状況がいくつかあります。また、動的平衡が使用される場所もわかります。最後に、すべての学生向けに用意したノートから、より多くの情報を得ることができます。
