محتويات
- ما هو التوازن؟
- تصنيفات التوازن
- التوازن في الحركة
- التوازن في السكون
- أشكال التوازن الثابت
- متطلبات تحقيق التوازن
- القوة الكلية
- أمثلة عملية على التوازن
ما هو التوازن؟
في الفيزياء، يُعرف التوازن بأنه حالة نظام لا تتغير فيها حالة حركته أو طاقته الداخلية بمرور الزمن. يُعتبر الجسم الميكانيكي البسيط متوازنًا إذا لم يتعرض لتسارع خطي أو زاوي، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. ففي هذه الحالة، سيستمر في حالته هذه إلى أجل غير مسمى.[1]
تصنيفات التوازن
يُصنف التوازن بشكل رئيسي إلى نوعين: ديناميكي وثابت. ولكن ما الفرق بين هذين النوعين؟[2]
التوازن في الحركة
يُوصف الجسم بأنه في توازن ديناميكي عندما يكون متوازنًا ولكنه في حالة حركة بسرعة ثابتة. مثال على ذلك: كرة تتدحرج بسرعة ثابتة على سطح أملس.
التوازن في السكون
أما التوازن الثابت، فيُلاحظ عندما يكون الجسم في حالة توازن و هو في حالة سكون. ويُقسم التوازن الثابت إلى أنواع أخرى بناءً على استجابة الجسم عند إزاحته من نقطة توازنه.
أشكال التوازن الثابت
يُصنف التوازن الثابت إلى: مستقر، وغير مستقر، ومحايد.
- التوازن المستقر: يميل الجسم فيه إلى العودة إلى نقطة توازنه عند إزاحته.
- التوازن غير المستقر: يتحرك الجسم بعيدًا عن نقطة توازنه عند إزاحته.
- التوازن المحايد: لا يتحرك الجسم باتجاه نقطة توازنه ولا بعيدًا عنها عند إزاحته.
متطلبات تحقيق التوازن
لكي يكون الجسم في حالة توازن، يجب أن يستوفي الشروط التالية:[4]
- الشرط الأول: يجب ألا يتعرض الجسم لأي تسارع، مما يعني أن القوة الكلية وعزم الدوران الكلي عليه يجب أن يكونا صفراً.
- الشرط الثاني: يجب أن يكون عزم الدوران الكلي المؤثر على الجسم مساوياً للصفر.
القوة الكلية
يُعتبر الجسم متوازنًا عندما تتأثر عليه قوتان أو أكثر ولا يتحرك أو يدور. في هذه الحالة، يكون مجموع القوى في اتجاه معين مساويًا لمجموع القوى في الاتجاه المعاكس.[5]
أمثلة عملية على التوازن
إليك بعض الأمثلة على التوازن:
- سيارة تُدفع من جانبين متقابلين بقوة متساوية، فتبقى في مكانها.
- سحلية على جدار بشكل عمودي، حيث يُوازن وزنها (بسبب الجاذبية) بقوة الاحتكاك.
[1], [2], [3], [4], [5], [6] (المرجعيات ستُضاف هنا عند الكتابة النهائية)
