Номер 2, страница 102, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. В каком случае тело будет находиться в равновесии?

2. В каком случае тело будет находиться в равновесии?

Для того чтобы абсолютно твердое тело находилось в равновесии, необходимо и достаточно выполнение двух условий:

1. Первое условие равновесия (условие равновесия для поступательного движения): векторная сумма всех внешних сил, приложенных к телу, должна быть равна нулю. Это гарантирует, что центр масс тела не будет испытывать ускорения.

Математически: $ \sum \vec{F} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2 + ... + \vec{F}_n = 0 $.

В проекциях на оси декартовой системы координат это условие записывается так: $ \sum F_x = 0; \sum F_y = 0; \sum F_z = 0 $.

2. Второе условие равновесия (условие равновесия для вращательного движения): сумма моментов всех внешних сил относительно любой произвольно выбранной оси вращения (или точки) должна быть равна нулю. Это гарантирует, что тело не будет иметь углового ускорения.

Математически: $ \sum \vec{M} = \vec{M}_1 + \vec{M}_2 + ... + \vec{M}_n = 0 $.

В проекциях на оси координат: $ \sum M_x = 0; \sum M_y = 0; \sum M_z = 0 $.

Только при одновременном выполнении этих двух условий тело будет находиться в состоянии механического равновесия.

Ответ: Тело будет находиться в равновесии, если геометрическая сумма всех приложенных к нему сил равна нулю и геометрическая сумма моментов всех этих сил относительно любой оси также равна нулю.

3. Какие виды равновесия вы знаете?

В зависимости от того, как ведет себя тело после небольшого смещения из положения равновесия, различают три вида равновесия:

1. Устойчивое равновесие. При этом виде равновесия тело, выведенное из своего положения, после снятия возмущающего воздействия самопроизвольно возвращается в исходное состояние. В положении устойчивого равновесия центр тяжести тела занимает самое низкое из возможных положений, а его потенциальная энергия минимальна. Пример: шар, лежащий на дне вогнутой поверхности.

2. Неустойчивое равновесие. При этом виде равновесия тело, даже незначительно смещенное из своего положения, продолжает удаляться от него. В положении неустойчивого равновесия центр тяжести тела занимает самое высокое из возможных положений, а его потенциальная энергия максимальна. Пример: стержень, стоящий вертикально на острие.

3. Безразличное равновесие. При этом виде равновесия тело, смещенное из первоначального положения, остается в равновесии в новом положении. При безразличном равновесии положение центра тяжести по высоте не изменяется, следовательно, потенциальная энергия тела остается постоянной. Пример: шар, лежащий на горизонтальной плоскости.

Ответ: Существуют три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное.