สมดุลคงที่คืออะไร?

สมดุลคงที่เป็นคำที่ใช้ในฟิสิกส์เพื่ออธิบายสถานการณ์ที่กองกำลังทั้งหมดที่ทำหน้าที่ในวัตถุที่เหลือเพิ่มขึ้นเป็นศูนย์กล่าวอีกนัยหนึ่งกองกำลังดึงวัตถุไปในทิศทางที่แตกต่างกันทำให้เกิดความสมดุลทำให้วัตถุยังคงนิ่งเงียบสำหรับวัตถุที่จะอยู่ในสมดุลคงที่มันจะต้องอยู่ในสมดุลการแปลและในสมดุลการหมุนซึ่งหมายความว่าแรงภายนอกและแรงบิดภายนอกที่กระทำกับวัตถุจะต้องสรุปเป็นศูนย์

ในฟิสิกส์แรงของการเคลื่อนไหวมักจะเกิดขึ้นอธิบายไว้ในแง่ของเวกเตอร์เวกเตอร์เป็นแนวคิดทางคณิตศาสตร์ที่เป็นนามธรรมที่ใช้ในการแสดงทั้งทิศทางและขนาดของแรงหากลังถูกดึงระยะทางไปทางซ้ายตัวอย่างเช่นเวกเตอร์จะบ่งบอกถึงทิศทางของแรงและระยะทางที่ลังถูกดึง

กฎข้อแรกของนิวตันระบุว่าวัตถุจะยังคงอยู่ที่ความเร็วคงที่หากผลรวมของกองกำลังเวกเตอร์ในวัตถุนั้นเป็นศูนย์วัตถุที่เหลือจะพักอยู่เว้นแต่จะกระทำโดยแรงและวัตถุที่เคลื่อนไหวจะอยู่เช่นเดียวกันอยู่ที่ความเร็วเดียวกันเว้นแต่จะดำเนินการผลรวมของเวกเตอร์เรียกอีกอย่างว่าแรงผลลัพธ์หรือแรงสุทธิ

ในกรณีของดุลยภาพคงที่แรงกำลังทำหน้าที่กับวัตถุ แต่ผลรวมเวกเตอร์ของแรงทั้งหมดที่ทำหน้าที่ในวัตถุนั้นเป็นศูนย์ซึ่งหมายความว่าการต่อต้านเวกเตอร์ยกเลิกกันอย่างแน่นอนทำให้เกิดแรงสุทธิเป็นศูนย์บนวัตถุแม้ว่ากองกำลังจะมีอยู่ แต่วัตถุก็ยังคงไม่เคลื่อนไหวเพื่อดำเนินการต่อตัวอย่างที่ให้ไว้ข้างต้นหากลังถูกดึงทั้งซ้ายและขวาพร้อมกันด้วยแรงในปริมาณเท่ากันและแรงบิดตรงข้ามกันอย่างแน่นอนเวกเตอร์ทั้งหมดจะถูกต่อต้านซึ่งกันและกันและลังจะไม่เคลื่อนไหวมันจะอยู่ในสมดุลคงที่

เมื่อแรงภายนอกที่ทำหน้าที่ในวัตถุยกเลิกกันวัตถุจะถูกกล่าวว่าอยู่ในสมดุลการแปลเงื่อนไขแรกที่จำเป็นสำหรับดุลยภาพคงที่เงื่อนไขที่สองคือสมดุลการหมุนในสมดุลการหมุนแรงบิดสุทธิหรือแรงหมุนที่ทำหน้าที่กับวัตถุจะต้องเป็นศูนย์ตัวอย่างเช่นถ้าลังถูกดึงไปทางซ้ายและขวา แต่ก็ถูกบิดไปรอบ ๆ แกนมันจะไม่อยู่ในสมดุลคงที่เพราะแรงบิดจะทำให้มันเคลื่อนที่แรงบิดที่เท่ากันและตรงข้ามจะต้องตั้งค่าลังในสมดุลการหมุน