שיווי משקל ודיאגרמות גוף חופשי

מקור: קטרון מיטשל-ווין, PhD, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

שיווי משקל הוא מקרה מיוחד במכניקה שחשוב מאוד בחיי היומיום. זה קורה כאשר כוח הרשת ומומנט הרשת באובייקט או במערכת הם שניהם אפס. משמעות הדבר היא כי הן התאוצות הליניאריות והן התאוצות הזוויתיות הן אפס. לפיכך, האובייקט נמצא במנוחה, או שמרכז המסה שלו נע במהירות קבועה. עם זאת, אין זה אומר שאף כוחות אינם פועלים על האובייקטים בתוך המערכת. למעשה, ישנם מעט מאוד תרחישים על פני כדור הארץ שבהם אין כוחות הפועלים על כל אובייקט נתון. אם אדם חוצה גשר, הוא מפעיל כוח כלפי מטה על הגשר ביחס למסה שלו, והגשר מפעיל כוח שווה והפוך כלפי מעלה על האדם. במקרים מסוימים, הגשר עשוי להתגמש בתגובה לכוח כלפי מטה של האדם, ובמקרים קיצוניים, כאשר הכוחות גדולים מספיק, הגשר עשוי להיות מעוות ברצינות או אפילו שבר. המחקר של כיפוף זה של אובייקטים בשיווי משקל נקרא גמישות והופך חשוב ביותר כאשר מהנדסים מתכננים מבנים ומבנים שאנו משתמשים בהם מדי יום.