静力学说一个物体是静止的,这意味着什么?
静止表示“不动”。在静电中,电荷不流动,它们保持在一个位置直到出现一个力将它们移动。在工程学和机械物理学领域,静止的意思就是物体不移动。当静止时,作用在物体上的所有力相互抵消使物体不发生移动,作用在物体上的力的净数或者说总数是零。当我们坐在椅子上时,为什么是静止的?只要你正坐在椅子上没有移动时(相对于地球),你就是静止的。也就是说,这把椅子正在用一个向上的、与你重量相等的力支撑着你。
你将一直保持静止直到出现外力改变你的运动。来自椅子的支撑力又叫什么力?支撑力的另一个名称叫做“正交力”。正交力的方向总是垂直于表面。如果椅子放在水平面上,它的正交力是垂直向上的。而斜面上的正交力应该是垂直于斜面表面的,并且不是完全的垂直。
“正交”这个词是由90°角的几何学名称派生来的。什么是张力?张力就是试图把物体撕开的力。在拉紧的绳子、缆绳和金属线上都存在张力。运动员悬挂在单杠上时,在他的胳膊上产生张力。当他用两只胳膊悬挂时,每只胳膊上的张力是他体重的一半。只用一只胳膊来悬挂住身体并坚持一定的时间是有一定难度的,因为这只胳膊承受的张力与他的体重是相等的。
为什么体操运动员在吊环上表演十字支撑会那么困难?曾经在吊环上尝试过十字支撑的人都会知道,除非非常强壮,否则是无法完成这样一个静态姿势的。困难的原因是这个动作需要巨大的力将人的身体吊在吊环上。物理学表明,拉紧的金属线、绳索与人越接近水平姿势,保持物体悬挂所需的力就越大。换句话说,悬挂物体最容易的方法是垂直的金属线或者胳膊;
金属线和胳膊越接近水平,线上的张力就越大。比如,晾衣绳是水平的,即使只在上面悬挂一些比较轻的东西,绳子也产生了巨大的张力。你可以用垂直的细绳来代替水平的晾衣绳,这样可以用小得多的张力来撑起同样的衣物。然而问题是你把这条垂直的细绳系在哪里?