Mekanik denge

Mekanik denge bir katı cisim için cisme etkiyen bileşke kuvvet vektörünün ve bileşke moment vektörünün sıfır olmasıdır. Katı cisim deforme olmadığından cisme etkiyen kuvvetlerin ve momentlerin net olarak sıfır olması Newtonun ikinci hareket yasasına dayanarak cismin doğrusal ve açısal ivmesinin sıfır olması olarak değiştirilebilir.Bu tanıma göre havada sabit hızda yol alan bir uçak veya sabit eksende sabit açisal hızla dönen bir topaç dengededir.

Eğer cisim katı cisim değilse (dış kuvvetler altında deforme oluyorsa) denge için cismin üzerindeki bileşke kuvvet ve momentin toplamının sıfır olması ve ayrıca cismin kinetik enerjisinin değişmemesi gerekmektedir. Tanımın bu şekilde geniştirilmesindeki gerekçe tanımın eşit büyüklükte iki zıt yönlü kuvvete maruz kalan bir yayı herhangi bir anda dengede olarak tanımlamasıdır. Oysa yayın iç kuvvetleri söz konusu kuvvetleri dengeleyene kadar yayın parçalarının hızlanması denge kavramıyla ters düşmektedir. Aynı durum yayın iki ucuna aynı büyüklükte zıt iki burma momentinin uygulanması durumunda da geçerlidir. Yay kinetik enerji değişimi şıfıra eşit oluncaya kadar dengeye ulaşmaz.

Akışkanlar söz konusu olduğunda herhangi bir noktadaki sonsuz küçük her elementin üzerindeki bileşke kuvvet ve momentin sıfır olması durumu denge durumu olarak nitelenebilir.

d'Alembert prensibi söz konusu olduğunda tüm cisimler her zaman mekanik dengededir. d'Alembert prensibine göre cisimlerin ivmesi sanki üzerlerinde ivmelerinin tersi yönde ve ivmelerinin ve kütlelerinin çarpımına eşit büyüklükte bir kuvvet yaratır. Bu kuvvet yoktur, hayalidir. Ama bu kuvvetin varsayılmasıyla dinamik problemleri sanki statik problemleri gibi, cismin dengede olduğu var sayılarak çözlülebilir. Bu yöntemın kullanımı dinamik denge olarak da anılır.

Kategori:Kuvvet sistemleri ve denge