FHSST 物理/力学/力的平衡

力的平衡

本章开头提到，合力会导致物体加速。如果一个物体静止或以恒定速度运动，那么

• 物体上没有作用力，或者
• 作用在物体上的力完全平衡。

合力会导致静止物体开始运动，或者导致以一定速度运动的物体加速、减速或改变方向，从而导致物体的速度发生变化。

换句话说，对于静止物体或以恒定速度运动的物体，作用在物体上的合力为零。据说该物体处于平衡状态。

如果合力作用在物体上，则可以通过施加一个与该合力完全平衡的附加力来使该物体处于平衡状态。这种力被称为平衡力，其大小与作用在物体上的原始合力相等，方向相反。

Definition: The equilibrant of any number of forces is the single force required to produce equilibrium.

作为一个平衡物体示例，考虑一个被两根绳子以以下排列方式固定住的物体

让我们为该物体绘制一个力图。在力图中，物体被绘制为一个点，所有作用在物体上的力都从该点开始，以正确的方向绘制。在本例中，有三个力作用在物体上。

每根绳子都以远离物体方向的绳索方向对物体施加一个力。

由于物体有质量，因此它被吸引向地球中心。该重量在力图中表示为 ${\overrightarrow {W}}$.

由于物体是静止的，作用在物体上的合力为零。换句话说，尾部相连的三个力矢量形成了一个封闭的三角形

[一般来说，当尾部相连时，作用在平衡物体上的力会形成一个封闭的图形，最后一个矢量的头部与第一个矢量的尾部相连。当只有三个力作用在物体上时，这个封闭图形是一个三角形。这导致了三个力平衡的三角形定律

三个力平衡的三角形定律：三个处于平衡状态的力可以在大小和方向上用三角形的三条边表示，按顺序取。