تعريف قوة الاتزان

تعريف قوة الاتزان

الاتزان في الفيزياء هو حالة نظام عندما لا تميل حالة حركته أو حالة طاقته الداخلية إلى التغيير مع مرور الوقت، يقال إن الجسم الميكانيكي البسيط يكون في حالة توازن إذا لم يختبر تسارعًا خطيًا ولا تسارعًا زاويًا ما لم تزعجه قوة خارجية، فإنه سيستمر في هذا الوضع إلى أجل غير مسمى.

أنواع الاتزان

يصنف الاتزان على أنه اتزان ديناميكي أو ثابت، والسؤال التالي الذي يطرح نفسه هو ما هو التوازن الثابت وكيف يختلف عن الديناميكي؟

الاتزان الديناميكي

عندما يكون الجسم في حالة توازن ولكن لا يزال مستمراً في التحرك بسرعة غير معروفة، فإنه يُطلق عليه اسم التوازن الديناميكي ، على سبيل المثال، كرة تتحرك بسرعة غير معروفة.

الاتزان الثابت

عندما يكون الجسم في حالة توازن أثناء الراحة، فيطلق عليه اسم التوازن الثابت، ويصنف التوازن أيضًا على أنه مستقر، وغير مستقر، ومحايد، ولنرى ما تعنيه كل هذه المصطلحات.

الاتزان المستقر

هو الاتزان الذي يميل فيه الجسم إلى التحرك نحو نقطة الاتزان المحددة هذه عندما ينزاح الجسم عن حالة توازنه.

الاتزان غير المستقر

عندما يتم إزاحة الجسم من نقطة الاتزان المحددة، يتحرك الجسم بعيدًا عن النقطة.

الاتزان المحايد

لا يتحرك الجسم باتجاه نقطة الاتزان ولا يتحرك بعيدًا عنها.

حالة قوة الاتزان

عندما تكون جميع القوى التي تعمل على جسم متوازنة، عندئذٍ يُقال إن الكائن في حالة توازن، إذ تعتبر القوى متوازنة إذا كانت القوى اليمنى متوازنة بالقوى اليسرى والقوى الصاعدة متوازنة بالقوى الهابطة، لكن هذا لا يعني بالضرورة أن جميع القوى متساوية مع بعضها البعض، ويجب أن يكون للأجسام الموجودة في حالة اتزان تسارع قدره 0 م/ث^2، وهذا يمتد من قانون نيوتن الأول للحركة .

شروط الاتزان

لكي يكون الجسم في حالة اتزان يجب أن تتوافر فيه عدة شروط، وهي:

الشرط الأول للاتزان

لكي يكون الجسم في حالة اتزان، يجب ألا يمر بأي تسارع، وهذا يعني أن كلا من القوة الكلية وعزم الدوران الصافي على الجسم يجب أن يكونا صفرًا.

الشرط الثاني للاتزان

الشرط الثاني للتوازن الساكن يقول إن صافي عزم الدوران الذي يعمل على الجسم يجب أن يكون صفرًا.

القوة المحصلة

يقال إن الجسم الذي تتصرف عليه قوتان أو أكثر يكون في حالة توازن إذا لم يتحرك أو يدور، وفي ظل هذه الحالة، يكون مجموع القوى التي تحرك الجسم في اتجاه واحد مساويًا لمجموع القوى التي تدفع الجسم في الاتجاه المعاكس.

أمثلة على قوة الاتزان

من الأمثلة على قوة الاتزان:

• سيارة يتم دفعها من جانبين متقابلين بنفس القوة، وفي هذه الحالة تبقى السيارة في حالة سكونها فقط، ولن تتحرك أبدًا.
• سحلية على الحائط في وضع عمودي، وفي هذه الحالة وزن السحلية يسحبها للأسفل بسبب قوة الجاذبية، ولكن قوة الاحتكاك توازنها بقوة مقدار متساوية.