ابتدا به بند بازی میپردازیم
تا حالا دقت کردید که میشه بعضی اجسام رو خیلی راحت و بدون دقت روی میز قرار داد و نگران افتادن و واژگون شدنشون نشد، اما بعضی از اجسام رو بایستی با دقت برداشت و روی میز قرار داد؟ و اگر دقت کافی به خرج ندیم باعث افتادن و واژگون شدن و یا شکسته شدنش میشه!
اما چه رازی پشت این مورد قرار داره؟ و تحت چه شرایطی میشه اجسام رو خیلی راحت روی یک سطح قرار داد؟ بدون بر هم خوردن تعادل اون؟
اگر کمی به این اجسام و نحوه ی قرار گرفتن شون روی یک میز دقت کنیم، میبینیم که اجسامی که واژگون میشن، در زمان واژگونی حول نقطه ای شروع به چرخش میکنن و به روی میز میوفتن!
این چرخش شما رو به یاد چه چیزی میندازه؟
اولین چیزی که باید به ذهنتون بیاد، گشتاور نیرو هست!
اما گشتاور چه نیرویی؟
از اونجایی که در زمان قرار دادن اجسام روی میز، بغیر از نیروی دست شما که جسم رو بلند کرده و جابجا میکنه تنها یک نیروی دیگه در سیستم مورد بررسی مون وجود داره، خیلی دور از ذهن نیست که این نیرو تنها نیروی گرانش هست!
و نهایتا گشتاور حاصل از نیروی گرانشی هست که باعث بر هم خوردن تعادل و واژگون شدن اجسام میتونه بشه!
حالا این سوال مطرح میشه چه کارکرد این گشتاور نیرو به چه شکل هست و حالت که این همه در موردش گفتیم, چطور هست که یک بند باز از شر این گشتاور نیرو خلاص میشه و راحت تر از بقیه روی یک بند نازک راه میره و واژگون نمیشه؟
اگر دقت کرده باشید گاها بند باز ها یک شاهین به دست گرفته که دو طرفش دو سطل پر از آب قرار داده شده و حین عبور از بند اون وزنه های سنگین رو هم حمل میکنن، که شاید به نظرتون این کار از عبور دست خالی از روی بند سخت تر باشه و جذابیت هنر بندباز رو چند برابر کنه براتون!
برای بررسی این موضوع باید به دو مبحث در مکانیک تحلیلی اشاره کرد، یکی خود گشتاور در حرکت های چرخشی ( که در اینجا چرخش به دور محور چرخش که همون بند هست، به حساب میاد) و از طرفی هم به مرکز جرم و شرط چرخش اجسام اشاره میکنیم.
زمانی که جسمی روی سطحی قرار میگیره، تنها در صورتی میشه به گردش در آوردش، که برآیند نیروهای وارد بر اون، در راستایی باشه که از سطح اتکای جسم عبور نکنه! حالا در نظر بگیرید که یک جسم در حالتی که هیچ نیرویی در راستای افق بهش وارد نشده، تنها تحت نیروی وزن هست که کاملا در راستای عمودی قرار داره و در اجسام بسیط ( که نمیشه اونها رو به صورت یک نقطه در نظر گرفت) محل اثر نیرو اهمیت زیادی پیدا میکنه و در اجسام، نیروی وزن عملا به مرکز جرم شون وارد میشه ( برای توضیح و آشنایی با مرکز جرم مجالی دیگر نیاز هست )
حالا در دو صورت جسم با نیروی کمی به چرخش در میاد، یکی اینکه مرکز جرم جسم تو قسمت بالایی جسم باشه و دوم اینکه سطح اتکای جسم بسیار کوچک باشه ( هرچه مرکز جرم بالاتر و یا سطح اتکا کوچکتر، با نیروی کمتری میشه جسم رو به چرخش در آورد)