牛頓運動定律與力
平移平衡(translational equilibrium)
平移平衡的意思是作用在物體上的所有力都平衡了,所以它不會加速、不會減速,也不會改變方向。它可能靜止不動,也可能沿直線以等速前進;無論哪一種,它的運動狀態都沒有在改變。桌上的書和以等速度巡航的飛機都處於這種狀態。
當物體所受的淨力為零時,它就處於平移平衡:F_net = 0。由牛頓第二定律,這代表加速度為零,a = 0,所以速度保持不變(包含靜止的情況)。實務上你會逐分量地寫下來:x 方向的力總和為零,y 方向的力總和為零,sum(F_x) = 0 且 sum(F_y) = 0。(「平移」指的是整個物體的直線運動,相對於轉動而言。)
這是解靜力學問題的主力條件:垂吊的招牌、橋樑、放在斜面上的物體。每當某物沒有在加速,你就知道它所受的力必定平衡,而把每個方向的力設為零,就給出求解未知張力、正向力或摩擦力所需的方程式。完整的力學平衡還要求力矩也平衡;平移平衡只是其中「力」的那一半。
一塊招牌靜止地吊在兩條繩上。因為它處於平移平衡,兩條繩往上的拉力合起來正好平衡招牌的重量,而它們往側向的拉力互相抵消,讓你能求出每條繩的張力。
淨力為零意味著每個方向的力各自加起來都為零。
不只是靜止,等速度也算平移平衡;真正的條件是加速度為零。而力平衡(平移平衡)並不保證沒有轉動;完整的平衡還需要力矩總和為零。
又称
另见