Hva er statisk likevekt?

Statisk likevekt er et begrep som brukes i fysikk for å beskrive en situasjon der de totale kreftene som virker på et objekt i ro legger opp til null. Med andre ord balanserer kreftene som trekker objektet i forskjellige retninger, noe som får objektet til å forbli ubevegelig. For at et objekt skal være i statisk likevekt, må det også være i translasjonsbalanse og i rotasjonsbalanse, noe som betyr at de ytre kreftene og ytre momentene som virker på objektet må oppsummere til nøyaktig null.

I fysikk blir bevegelseskrefter ofte beskrevet i form av vektorer. En vektor er et abstrakt matematisk begrep som brukes til å representere både retningen og størrelsen på en styrke. Hvis en kasse ble trukket en viss avstand til venstre, for eksempel, ville vektoren indikere både retningen på kraften og avstanden til kassen ble trukket.

Newtons første bevegelseslov sier at et objekt vil forbli med konstant hastighet hvis summen av vektorkrefter på det objektet er null. Gjenstander i ro vil forbli i ro med mindre de blir utøvd av en kraft, og gjenstander som er i bevegelse vil på samme måte holde seg med samme hastighet med mindre de blir agert på. Vektorsummen kalles også den resulterende kraften, eller nettokraften.

I tilfelle av statisk likevekt virker krefter på et objekt, men vektorsummen av alle kreftene som virker på det objektet er null. Dette betyr at motstridende vektorer avbryter hverandre nøyaktig, noe som resulterer i null nettokraft på objektet. Selv om krefter er til stede, forblir objektet ubevegelig. For å fortsette med eksemplet ovenfor, hvis kassen ble trukket både til venstre og høyre samtidig med nøyaktig den samme mengden kraft og nøyaktig motsatt dreiemoment, ville alle vektorer motstått nøyaktig hverandre og kassen ville ikke bevege seg. Det ville være i statisk likevekt.

Når de ytre kreftene som virker på et objekt avbryter hverandre, sies objektet å være i translasjonsbalanse, den første betingelsen som er nødvendig for statisk likevekt. Den andre tilstanden er rotasjonsbalanse. I rotasjonsbalanse må nettomomentet eller rotasjonskraften som virker på objektet være null. Hvis kassen for eksempel blir trukket til venstre og høyre, men også blir vridd rundt en akse, vil den ikke være i statisk likevekt, fordi dreiemomentet vil føre til at den beveger seg. En lik og motsatt dreiemomentkraft ville være nødvendig for å sette kassen i rotasjonsbalanse.