狗子:今天看了一个杂技表演,杂技演员头上顶着一个大水缸走路。真是好精彩!
老子:这就是利用了二力平衡啊!
狗子:什么二力平衡啊?
老子:二力平衡,指作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、并在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
杂技演员顶缸,就是使自己给缸的支持力和缸的重力,形成了二力平衡。
狗子:那二力平衡的意思,就是把一个物体顶起来?
老子:不顶起来,放在地上不动,也是二力平衡啊。只不过这时的支持力,来自于地面不是来自于人。
狗子:我懂了,就是静止的物体,都是二力平衡的。
老子:也对也不对。
也可以四力平衡、六力平衡、八力平衡……
静止的物体,并不一定只受二力,而是至少受二力。
不管受到多少力,只要这些力,可以形成一个或多个“二力平衡”,这个物体就可以出现静止的状态。
狗子:哦,也就是说二力平衡是最简单的、最基本的平衡状态。
老子:对。二力平衡就像一块砖,可以单独存在,也可以排列组合,盖成摩天大楼。
狗子:那二力平衡的时候,物体都是静止的吗?
老子:除了静止,也有可能保持匀速直线运动。
狗子:为什么不一样?有时静有时动?
老子:状态不同是因为初始速度不同。
如果在二力达到平衡的时候,物体是静止的,平衡后还是静止;如果那时物体是运动的,平衡后就会以当时的速度继续匀速直线运动。
狗子:那玩悠悠球,是不是也是二力平衡了啊?因为球转到最高处的时候,也静止了。
老子:悠悠球转到最高处,如果不再动,一直维持静止,才是二力平衡。但它是马上又加速向下掉落了,所以它不是二力平衡状态。
狗子:那钟摆呢?是不是也不算?
老子:是的,不算。
因为钟摆摆动是一个不断变速的曲线运动过程,虽然在最高点处静止了一下,但马上就向下摆动,说明它受的外力并没有达到平衡。
狗子:了解二力平衡,对我们生活有什么作用呢?
老子:有很多作用啊。
最日常的购物称重,就是利用支撑力和重力平衡,计算物体重量。
所有吊挂的物体,之所以保持在半空中,也是因为拉力和重力达到了平衡。
另外,建筑设计中,建筑物的自重、承重,和地基承载力,都要达到平衡,才可以保证建筑安全。
狗子:哦,原来安全的生活,来自于这么多的二力平衡啊!
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