Dengedeki bir cisim, ona etki eden kuvvetler ve döndürme etkileri birbirini dengelediği için durgun kalır. İki konudan gelen bu oyunların hepsi bunu kullanır: vektörleri dengelemek, ipleri seçmek, ağırlıkları bir kaldıraç üzerine yerleştirmek ve yükü desteklere paylaştırmak için oyna.
Dengenin iki koşulu
Durgun bir cisim, ancak ona etki eden kuvvetlerin vektörel toplamı sıfırsa durgun kalır, ΣF = 0: bileşenlerle ΣFₓ = 0 ve ΣF_y = 0; uç uca çizilen kuvvetler kapalı bir çokgen oluşturur. Cisim dönmeye de başlayamaz, bu yüzden herhangi bir noktaya göre torklar birbirini dengelemelidir, ΣM = 0; burada her tork, kuvvetin o noktaya dik uzaklığıyla çarpımıdır, M = F·d. Tek bir noktada etki eden kuvvetler için ilk koşul yeterlidir; bir yaya köprüsü, bir kaldıraç ya da bir köprü ikisine de ihtiyaç duyar.
Farklı açılardaki iplerin çektiği bir halkayı dengele. 3 N ve 4 N'yi dengelemek için neden tam 5 N gerektiğini ve neden yalnızca vektör toplamının önemli olduğunu keşfet.
20 kg'lık bir tabelayı bir ya da iki ipe as. Her gerilmeyi bulmak için ΣF = 0 kullan, yatık iplerin neden çok daha güçlü çektiğini keşfet ve bir ipin alabileceği en yatık açıyı bul.
Farklı kütlelerde çocuklarla bir tahterevalliyi dengele. Onları yerleştirmek için torku, ağırlık × uzaklık, kullan, tahtanın kendi ağırlığını hesaba kat ve bir el arabasını kaldıran kuvveti bul.
İki desteğe dayanan bir tahtayı yükle. Her desteğin tepkisini bulmak için ΣF = 0 ve ΣM = 0 kullan, tahtanın ağırlığını hesaba kat ve bir desteğin nerede çatladığını ya da tahtanın nerede devrildiğini bul.
Kuvvet masası Üç ip bir halkayı farklı açılarla çeker. Halkanın merkezde kalması için vektörel toplamı sıfırlayan kuvveti bul.
Asılı tabela Tabela bir ya da iki ipe asılı. Her gerilmeyi bileşenlerine ayır ve ΣF = 0 ile her ipin ne kadar sağlam olması gerektiğini bul.
Tahterevalli Çocuklar dönme ekseninden farklı uzaklıklarda oturuyor. Tahtanın kendi ağırlığını da hesaba katarak torkları ΣM = 0 ile dengele.
Yaya köprüsü Yaya köprüsü iki desteğe dayanıyor. Her tepkiyi ve bir desteğin kırıldığı ya da köprünün devrildiği yeri bulmak için ΣF = 0 ile ΣM = 0'ı birlikte kullan.