Warunek równowagi układu sił w statyce (dla rozpatrywanego tu układu płaskiego) polega na tym, aby wypadkowa sił była równa zeru. Praktycznie oznacza to, że po zsumowaniu wszystkich sił jako wektorów nie może pozostać żadna "nadwyżka" w kierunku poziomym ani pionowym.
W tabeli podano cztery siły o tej samej wartości 10 N, ale o różnych kierunkach: 0°, 90°, 180° i 270°. Są to kierunki parami przeciwne:
- 0° i 180° – wektory poziome o przeciwnych zwrotach,
- 90° i 270° – wektory pionowe o przeciwnych zwrotach.
Dlatego można to sprawdzić przez składowe:
- Suma składowych w osi X: 10 N (0°) + 10 N (180°) = 0 N, bo wektory są przeciwne.
- Suma składowych w osi Y: 10 N (90°) + 10 N (270°) = 0 N, bo wektory są przeciwne.
Skoro zarówno wypadkowa w osi X, jak i w osi Y wynosi 0, to wypadkowa całego układu jest równa 0. Z tego wynika, że układ sił jest w równowadze i poprawna odpowiedź to "Tak".
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "Nie" – byłoby prawdziwe, gdyby brakowało siły przeciwnej (np. byłoby 0°, 90°, 180° bez 270°). Tu pary sił się znoszą.
- "Zależy od wartości siły grawitacji" – grawitacja ma znaczenie, jeśli jest dodatkową siłą działającą na ciało. W treści podano tylko cztery siły z tabeli; ich suma jest zerowa niezależnie od grawitacji.
- "Zależy od wartości tarcia" – tarcie jest reakcją kontaktową występującą w określonych warunkach (kontakt, nacisk). W tym zadaniu nie ma informacji o kontakcie ani o tym, że tarcie ma być uwzględnione, więc nie jest potrzebne do oceny równowagi podanego układu sił.
Wskazówka egzaminacyjna: przy kierunkach 0°/90°/180°/270° warto od razu kojarzyć je jako pary przeciwnych zwrotów i sprawdzać równowagę osobno w osi poziomej i pionowej.
