Pojam i vrste ravnoteže

 

Često se događa da telo ostaje u stanju mirovanja iako na njega deluje više sila. U tom slučaju kaže se da su sile u ravnoteži.

 

ravnoteza slika1

 

Pod ravnotežom se ne podrazumeva samo mirovanje tela. Ravnoteža sila može da bude i kod tela koje se kreće ako sile koje deluju na njega ne menjaju brzinu tela (ravnomerno pravolinijsko kretanje).

Telo je u ravnoteži ako je rezultanta svih sila koje na njega deluju jednaka nuli. Uslove ravnoteže tela proučava oblast fizike koja se naziva statika.

Može da se podesi da čvrsto telo ne pada iako je poduprto samo u jednoj tački – u težištu.

 

ravnoteza slika2

 

Težište tela je napadna tačka sile Zemljine teže. Pod dejstvom te sile telo teži da zauzme takav položaj da mu je težište što niže.

Položaj težišta može da se odredi geometrijski ili eksperimentalno. Kod tela koja imaju pravilan oblik, težište može da se odredi geometrijski u preseku težišnih linija. Na primer:

a) kvadrat, pravougaonik – u preseku dijagonala;

b) krug – u centru;

c) kocka, kvadar, lopta – u središtu.

To važi pod uslovom da je gustina supstance u celom telu jednaka.

 

ravnoteza slika3

 

Ako je telo nepravilnog oblika, težište se određuje eksperimentalno. Telo se obesi da visi u jednoj tački, a zatim u drugoj. U preseku dveju ili više težišnih linija nalazi se težište.

 

ravnoteza slika4

 

Kod nekih tela težište može da bude izvan tela – obruč, prazna posuda i sl.

 

Vrste ravnoteže

Postoje tri vrste ravnoteže:

1) stabilna ravnoteža – oslonac se nalazi iznad težišta – telo se vraća u prvobitan položaj;

2) labilna ravnoteža – oslonac se nalazi ispod težišta – telo nastavlja da se udaljava od ravnotežnog položaja;

3) indiferentna ravnoteža – oslonac i težište se poklapaju – telo ostaje u novom položaju.

 

ravnoteza slika5

 

Telo koje se nalazi na podlozi ostaje u ravnoteži sve dok vertikala iz njegovog težišta prolazi kroz površinu oslonca (slika ispod).

 

ravnoteza slika6

 

Telo prikazano na slici ispod ne prevrće se u prvom slučaju jer vertikala iz njegovog težišta prolazi kroz površinu oslonca, dok se u drugom slučaju prevrće jer vertikala iz njegovog težišta ne prolazi kroz površinu oslonca.

 

ravnoteza slika7

 

Stabilnost je veća ako je potrebna veća sila za prevrtanje tela. Stabilnost tela je utoliko veća ukoliko je:

a) veća težina tela,

b) veća površina oslonca,

c) težište bliže podlozi.