რა არის გაუწონასწორებელი ძალა?

ნიუტონის მოძრაობის კანონების თანახმად, დაუბალანსებელი ძალა არის ის, რაც იწვევს იმ ობიექტის მოძრაობის შეცვლას, რომელზეც ძალა გამოიყენება. ობიექტი მოსვენებულ მდგომარეობაში ან ობიექტი მუდმივ მოძრაობაში აგრძელებს მოსვენებას ან უცვლელ მოძრაობას, თუ არ ექვემდებარება გაუწონასწორებელ ძალას. ამ შემთხვევაში, ობიექტი აჩქარებს ძალის მიმართულებით განტოლების შესაბამისად: ძალა უდრის მასას აჩქარებას. დაუბალანსებელი ძალა აგრძელებს ობიექტის დაჩქარებას მანამ, სანამ ახალი კონტრშეტევა არ შეიქმნება და ძალთა ახალი ბალანსი არ დამყარდება. დაჩქარებული ობიექტი შემდეგ ინარჩუნებს სტაბილურ სიჩქარეს, ხოლო ადრე გაუწონასწორებელი ძალა ახალ ძალას აბალანსებს.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

დაუბალანსებელი ძალა არის ძალა, რომელიც ცვლის იმ ობიექტის პოზიციას, სიჩქარეს ან მიმართულებას, რომელზეც იგი გამოიყენება. დაუბალანსებელი ძალა აჩქარებს ობიექტს დაჩქარებით პირდაპირ პროპორციული ძალის ზომისა და უკუპროპორციულია ობიექტის მასისა.

სტაბილურ მდგომარეობაში, ყველა ძალა გაწონასწორებულია ყველა ობიექტით ან მოსვენებულ მდგომარეობაში, ან მოცემული მიმართულებით მოძრაობს ფიქსირებული სიჩქარით. თუ ერთი ძალა იწყებს ზრდას ან შემოდის ახალი ძალა, სიტუაცია შეიძლება შეიცვალოს, რაც დამოკიდებულია მზარდი ან ახალი ძალის სიძლიერეზე. თუ მზარდი ძალა ან ახალი ძალა სუსტია, შეიქმნება ძალთა ახალი ბალანსი და არაფერი იცვლება. თუ მზარდი ან ახალი ძალა ძალზე ძლიერი გახდება არსებული ძალთა ბალანსისთვის, ობიექტები დააჩქარებენ, გადაადგილდებიან და შეცვლიან თავიანთ პოზიციას ან სიჩქარეს. სიტუაცია შეიცვლება, სანამ ძალთა ახალი ბალანსი არ მიიღწევა.

მაგალითად, მანქანა, რომელიც ნეიტრალურად მოძრაობს პირდაპირ, ბრტყელ ავტომაგისტრალზე ექვემდებარება რამდენიმე გაწონასწორებულ და დაუბალანსებელ ძალას. ქვემოთ მოქცეული მანქანის წონა ზუსტად გაწონასწორებულია ტროტუარის ძალით. ამიტომ მანქანა არ აჩქარებს ზემოთ ან ქვემოთ. ტროტუარზე მოძრავი საბურავების ხახუნი და ჰაერის წინააღმდეგობა ორი გაუწონასწორებელი ძალაა, რომელიც მოქმედებს მანქანის შენელებაზე. მანქანის ინერცია აგრძელებს მანქანის მოძრაობას, მაგრამ ორი გაუწონასწორებელი ძალა აჩერებს მას გაჩერებამდე. როდესაც მანქანა ჩერდება, ყველა ძალა ისევ წონასწორობაშია და ახალი აჩქარება არ ხდება, თუ არა მძღოლი იწყებს მანქანას და მართავს მოშორებით, დაამატეთ ახალი დაუბალანსებელი ძალა, რომელიც გადალახავს წინა ორს ძალებს.

ხშირად გაუწონასწორებელ საერთო ძალებში შედის სიმძიმის ძალა და გამოყენებული ძალები. როდესაც ეს ძალები გაუწონასწორებელია, ობიექტები აჩქარდებიან, იცვლიან თავიანთ პოზიციას და პოულობენ ახალ კონფიგურაციებს, რისთვისაც ყველა ძალა კვლავ გაწონასწორებულია.

ობიექტის წონა არის ძალა, რომელიც მიზიდულობას ახდენს ამ ობიექტზე. თუ ვაშლი ხეზეა ჩამოკიდებული, სიმძიმის დაღმავალი ძალა გაწონასწორებულია ტოტზე მიმაგრებული ვაშლის ღეროს ზევით. ვაშლის მომწიფების შემდეგ, ღერო გამოყოფს. ამ მომენტში ზევით ძალა ხდება ნულოვანი, და არსებობს მიზიდულობის გაუწონასწორებელი ძალა ქვევით. ვაშლი ეცემა. როდესაც ის მიწას მოხვდება, დედამიწა უზრუნველყოფს ახალ ზევით ძალას, რომელიც ტოლია მიზიდულობის ძალას და სიტუაცია კვლავ დაბალანსებულია.

გამოყენებული ძალები მნიშვნელოვანია, რადგან ისინი გამოიყენება ობიექტების გადასაადგილებლად კონკრეტული მიზნების შესაბამისად. მაგალითად, სასადილო მაგიდის ოთახის მეორე მხარეს კედელზე გადასაადგილებლად, ერთი ან მეტი ადამიანი იყენებს ძალას მასზე დაჭერით. ახალი ძალის გამოყენებამდე ყველაფერი წონასწორობაშია.

თავდაპირველად ხალხი შეიძლება ძალიან არ დაჭირდეს და მაგიდა არ მოძრაობს. შემდეგ ხალხი მაგიდას ეწევა და მათი ფეხები ხახუნის ძალით ეშვება იატაკზე. ანალოგიურად მაგიდა თანაბარი ძალით იწევს უკან იატაკზე მისი ფეხების ხახუნის გამო. საბოლოოდ ხალხი საკმარისად უბიძგებს შექმნას დაუბალანსებელი ძალა მაგიდის ხახუნის დასაძლევად და მაგიდა იატაკზე სრიალებს. როდესაც ხალხმა იგი კედელთან მიიტანა, შეიქმნება ძალთა ახალი ბალანსი და ახალი, სტაბილური მდგომარეობაა. ყველა ამ შემთხვევაში, გაუწონასწორებელი ძალები იწვევს ობიექტების გადაწყობას ახალ, გაწონასწორებულ მდგომარეობაში.