שיווי משקל מכני

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

שיווי משקל מכני הוא ביטוי המאפשר לאפיין מצב תנועה של גוף. באופן בסיסי, נאמר שמתקיים שיווי משקל מכני כאשר בגוף קשיח שקול הכוחות ושקול המומנטים בכל חלקיקי המערכת שווים לאפס. חלופה כללית יותר להגדרה הבסיסית, מתייחסת למושג היציבות של שיווי המשקל:
מערכת נמצאת בשיווי משקל מכני אם מיקומה במרחב המוגדר הוא נקודה שבה הגרדיאנט של האנרגיה הפוטנציאלית שווה לאפס. הגדרה זו שקולה להגדרה הבסיסית של שיווי משקל מכני בשל יחסי הגומלין בין אנרגיה לכוח, אך בנוסף להגדרת שיווי המשקל, היא מאפשרת כאמור לבחון את יציבות שיווי המשקל. שיווי משקל רופף מוגדר כמצב שבו מתקיים שיווי משקל, אך תנועה קלה בכיוון כלשהו תגרום לכוחות הפועלים על גוף להוציאו משיווי משקל. שיווי משקל יציב הוא שיווי משקל שבו תנועה קלה של הגוף תומר לאנרגיה פוטנציאלית, שתשאף להחזיר את הגוף לנקודת שיווי המשקל (בתוספת האנרגיה הקינטית).

שיווי משקל מכני אינו מעיד בהכרח על סטטיות-גוף קשיח השרוי בשיווי משקל אינו מצוי תחת תאוצה קווית או רדיאלית, אך ייתכן שיתמיד בתנועה קודמת (שילוב של מהירות קווית או סיבובית קבועה) שהוקנתה לו בטרם היה בשיווי משקל. שיווי משקל סטטי הוא מקרה פרטי של שיווי משקל מכני המתקיים בגופים סטטיים. נאמר שמתקיים שיווי משקל סטטי כאשר מערכת כוחות המופעלת על גוף אינה מייצרת תנועה.