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物理平衡

物理平衡是指一個物體在力的作用下處於靜止、勻速直線運動或勻速轉動狀態。這種狀態下,物體所受的力相互平衡,即合力為零。平衡狀態可以分為靜平衡和動平衡,其中靜平衡指物體處於靜止狀態,而動平衡包括勻速直線運動和勻速轉動。

共點力作用下,物體的平衡有以下特點:

二力共點平衡時,這兩個力大小相等、方向相反。

三力共點平衡時,這三個力的合力為零,且這些力的大小符合組成三角形的規律,可以構成一個首尾相接、封閉的矢量三角形。此外,如果力的正交分解法則滿足(即Fx合=0,Fy合=0),則物體處於平衡狀態。

平衡狀態還可以根據物體的穩定性分為穩定平衡和不穩定平衡:

穩定平衡指的是物體在被移動後能夠自行恢復到原來的平衡狀態,例如一個圓球體在凹進的圓盤中或圓錐體以其底面豎立。

不穩定平衡則是指物體一旦偏離平衡狀態就不能自行恢復,如處於山頂的石頭。

物理中的平衡力是指那些使物體處於平衡狀態的力,例如在平面上滑動的物體受到的重力、支持力和摩擦力相互平衡。解決平衡問題的方法包括合成法、分解法(正交分解法)、相似三角形法、矢量三角形解決動態平衡問題和作輔助圓法等。