一个物体,如果是在重力场
(或电场或其他有势场)中满足∑F=0和∑M=0条件,则可处于平衡状态,而这种平衡状态又可以分为稳定平衡状态,不稳定平衡状态和随遇平衡状态三种情况.在重力和支持力作用下处于平衡的物体,在稍微偏离平衡位置后,如果重心升高,平衡就是稳定平衡,如果重心降低,平衡就是不稳定平衡,如果重心的高度不变,平衡就是随遇平衡.
稳定平衡
在重力场中的物体都有向势能较小的位置运动的趋势,相对势能越小,物体就越稳定,所谓稳定平衡是指物体处于势能最小位置时的平衡.它的特点是:如果给它一个微小的扰动,使它离开平衡位置,外界必须对它做功,这样势能就增加,扰动后,物体又能自动回到原来势能最小的位置.
不稳定平衡
在重力场中,物体处于势能最大时的平衡,叫做不稳定平衡.它的特点是,如果任何微小扰动,使它离开平衡位置,外界不必对它做功,而自身的重力对它做正功,使其势能减小,因此,再也不可能自动回到原来那个势能最大的位置了.这种平衡状态是极不稳定的,很难以实现的.如走钢丝的杂技演员,就是在重力和支持力作用下平衡,是属于不稳平衡.杂技演员就是凭借他掌握不稳平衡的高超技巧,以惊险而优美的动作,牵动观众们的心.
随遇平衡
是指处于平衡状态的物体,在受到微小扰动后,势能始终不变,即重心高度总保持不变;物体所受到的合外力和合力矩总为零.因此它可以在任意位置保持平衡.如小球在水平面上滚动到任何位置时,重力和支持力都平衡,所以小球在水平面上是处于随遇平衡状态.