Најважније из лекције
Услов равнотеже: Силе су уравнотежене (резултанта \( R = 0 \)). Тело мирује или се креће равномерно праволинијски.
Подела равнотеже:
Подела равнотеже:
- Статичка равнотежа: тело мирује (нпр. књига на полици).
- Динамичка равнотежа: тело се креће сталном брзином по правој линији (нпр. падобранац са отвореним падобраном).
- Стабилна: изведено тело се враћа у исти положај (лоптица у чинији).
- Нестабилна: изведено тело се удаљава од почетног положаја (лоптица на куполи).
- Неутрална: изведено тело остаје у равнотежи у новом положају (лоптица на столу).
Тело се налази у стању равнотеже када су све силе које на њега делују уравнотежене, односно када је њихова резултујућа сила једнака нули. Тело у равнотежи мирује или се креће равномерно праволинијски.
Статичка равнотежа – стање тела у коме су силе уравнотежене, а тело мирује.
Динамичка равнотежа – стање тела у коме су силе уравнотежене, а тело се креће равномерно праволинијски (сталном брзином по правој линији).
Пример кабине лифта:
- Статичка равнотежа: Лифт мирује на спрату. Сила Земљине теже \( F_g \) делује вертикално наниже, а сила затезања сајле \( F_z \) делује вертикално навише истим интензитетом (\( F_z = F_g \)).
- Динамичка равнотежа: Лифт се креће равномерно праволинијски навише. Вучна сила мотора уравнотежава силу Земљине теже, па је укупно дејство сила једнако нули.
Аутомобил се креће по правом ауто-путу сталном брзином од \( 90\text{ km/h} \). Да ли се аутомобил налази у равнотежи и којој?
Одговор: Да, аутомобил се налази у динамичкој равнотежи јер се креће равномерно праволинијски, што значи да су вучна сила мотора и силе отпора (трење и отпор ваздуха) међусобно уравнотежене.
У зависности од тога како се тело понаша када се незнатно изведе из равнотежног положаја, разликују се три врсте статичке равнотеже:
Стабилна равнотежа – тело изведено из равнотежног положаја само се враћа у тај исти положај.
Нестабилна (лабилна) равнотежа – тело изведено из равнотежног положаја не враћа се у исти положај, већ се све више удаљава од њега.
Неутрална (индиферентна) равнотежа – тело изведено из равнотежног положаја не враћа се у почетни, али остаје у равнотежи и зауставља се у новом равнотежном положају.
Оглед са стонотениском лоптицом:
- Стабилна: Лоптица на дну посуде/цедиљке – ако је померимо, она ће осциловати и поново се смирити на дну.
- Нестабилна: Лоптица на врху преврнуте посуде – ако је померимо, она ће се откотрљати низ посуду и пасти.
- Неутрална: Лоптица на равном хоризонталном столу – ако је померимо, закотрљаће се и зауставити на неком другом месту на истом столу.
У каквој равнотежи се налази чачкалица постављена вертикално на свој зашиљени врх, а у каквој када лежи водоравно на столу?
Одговор: Када стоји на врху, чачкалица је у нестабилној равнотежи (свако мало померање доводи до пада). Када лежи водоравно на равном столу, налази се у неутралној равнотежи.
Задаци за вежбање
Лаки ниво: Падобранац се спушта ка Земљи константном брзином у вертикалном правцу. У ком стању равнотеже се налази падобранац?
Падобранац се налази у динамичкој равнотежи, јер се креће равномерно праволинијски (сила Земљине теже уравнотежена је са силом отпора ваздуха).
Средњи ниво: Куглица је окачена о лаки конац и мирује. Ако је мало повучемо у страну и пустимо, о каквој врсти равнотеже је реч? Објасните зашто.
Реч је о стабилној равнотежи. Када куглицу изведемо из равнотежног положаја и пустимо, она почиње да се креће ка најнижој тачки и након неког времена се поново зауставља у свом почетном равнотежном положају.
Тежи ниво: Точак бицикла постављен је на хоризонталну осовину тако да може слободно да се окреће. Када га мало заокренемо и пустимо, точак остане у том новом положају. Која је ово врста статичке равнотеже? Шта би се десило да на једну тачку обода точка залепимо тег од олова?
1. Хомоген точак на осовини налази се у неутралној (индиферентној) равнотежи, јер након закретања заузима нови равнотежни положај без тежње да се врати или удаљи.
2. Са додатим тегом на ободу:
2. Са додатим тегом на ободу:
- Када је тег у најнижој тачки, точак је у стабилној равнотежи (враћа се у тај положај након померања).
- Када је тег у највишој тачки, точак је у нестабилној равнотежи (свако померање окреће точак ка доле).
