5: Рівновага жорсткого тіла

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\require{cancel} \let\vecarrow\vec \renewcommand{\vec}{\mathbf} \newcommand{\ihat}{\vec{i}} \newcommand{\jhat}{\vec{j}} \newcommand{\khat}{\vec{k}} \DeclareMathOperator{\proj}{proj} \newcommand{\kg}[1]{#1~\text{kg} } \newcommand{\lbm}[1]{#1~\text{lb}_m } \newcommand{\slug}[1]{#1~\text{slug} } \newcommand{\m}[1]{#1~\text{m}} \newcommand{\km}[1]{#1~\text{km}} \newcommand{\cm}[1]{#1~\text{cm}} \newcommand{\mm}[1]{#1~\text{mm}} \newcommand{\ft}[1]{#1~\text{ft}} \newcommand{\inch}[1]{#1~\text{in}} \newcommand{\N}[1]{#1~\text{N} } \newcommand{\kN}[1]{#1~\text{kN} } \newcommand{\MN}[1]{#1~\text{MN} } \newcommand{\lb}[1]{#1~\text{lb} } \newcommand{\lbf}[1]{#1~\text{lb}_f } \newcommand{\Nm}[1]{#1~\text{N}\!\cdot\!\text{m} } \newcommand{\kNm}[1]{#1~\text{kN}\!\cdot\!\text{m} } \newcommand{\ftlb}[1]{#1~\text{ft}\!\cdot\!\text{lb} } \newcommand{\inlb}[1]{#1~\text{in}\!\cdot\!\text{lb} } \newcommand{\lbperft}[1]{#1~\text{lb}/\text{ft} } \newcommand{\lbperin}[1]{#1~\text{lb}/\text{in} } \newcommand{\Nperm}[1]{#1~\text{N}/\text{m} } \newcommand{\kgperkm}[1]{#1~\text{kg}/\text{km} } \newcommand{\psinch}[1]{#1~\text{lb}/\text{in}^2 } \newcommand{\pqinch}[1]{#1~\text{lb}/\text{in}^3 } \newcommand{\psf}[1]{#1~\text{lb}/\text{ft}^2 } \newcommand{\pqf}[1]{#1~\text{lb}/\text{ft}^3 } \newcommand{\Nsm}[1]{#1~\text{N}/\text{m}^2 } \newcommand{\kgsm}[1]{#1~\text{kg}/\text{m}^2 } \newcommand{\kgqm}[1]{#1~\text{kg}/\text{m}^3 } \newcommand{\Pa}[1]{#1~\text{Pa} } \newcommand{\kPa}[1]{#1~\text{kPa} } \newcommand{\aSI}[1]{#1~\text{m}/\text{s}^2 } \newcommand{\aUS}[1]{#1~\text{ft}/\text{s}^2 } \newcommand{\unit}[1]{#1~\text{unit} } \newcommand{\ang}[1]{#1^\circ } \newcommand{\second}[1]{#1~\text{s} } \newcommand{\lt}{<} \newcommand{\gt}{>} \newcommand{\amp}{&}$

У цьому розділі ми досліджуємо рівновагу простих твердих тіл, таких як ваша книга, телефон або олівець. Важливою відмінністю жорстких тіл від частинок глави 3 є те, що тверді тіла мають потенціал обертатися навколо точки або осі, тоді як частинки - ні.

Для рівноваги жорсткого тіла нам потрібно підтримувати поступальну рівновагу з

\ begin {рівняння}\ сума\ vec {F} =0\ мітка {SigmaF1}\ tag {5.0.1}\ кінець {рівняння}

а також підтримувати баланс обертальних сил і пар-моментів з новим рівнянням рівняння рівноваги

\ begin {рівняння}\ сума\ vec {M} =0\ текст {.} \ етикетка {SigMam1}\ tag {5.0.2}\ кінець {рівняння}