W zadaniu podano trzy siły działające wzdłuż tej samej linii (kierunek lewo–prawo). W takiej sytuacji możemy przyjąć umowny znak dla zwrotu, np. "w prawo" jako dodatni, a "w lewo" jako ujemny, i obliczyć wypadkową siłę (sumę wektorową w 1D).
1) Zapis sił z uwzględnieniem zwrotu
• 10 N w prawo → +10 N
• 5 N w lewo → −5 N
• 10 N w lewo → −10 N
2) Obliczenie wypadkowej
Fwyp = +10 − 5 − 10 = −5 N, czyli 5 N w lewo.
3) Wniosek o równowadze
Ciało jest w równowadze (w sensie translacji), gdy wypadkowa siła jest równa 0 N. Ponieważ tutaj wypadkowa wynosi 5 N w lewo, ciało nie jest w równowadze.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "Tak, ciało jest w równowadze." – to byłoby prawdziwe tylko wtedy, gdy suma sił w prawo i w lewo byłaby taka sama. Tu 10 N w prawo nie równoważy 15 N w lewo.
- "Nie można tego stwierdzić bez dodatkowych informacji." – do oceny równowagi sił w 1D wystarczy znajomość wartości i zwrotów sił. Dodatkowe informacje (np. punkty przyłożenia) są potrzebne, gdy analizujemy także momenty i możliwość obrotu, ale pytanie dotyczy równowagi wynikającej z podanych sił w lewo/prawo.
- "Ciało jest w równowadze, ale tylko jeśli siły działają w tym samym punkcie." – warunek "ten sam punkt" odnosi się do braku momentu (równowagi obrotowej). Jednak nawet gdyby siły były przyłożone współpłaszczyznowo w jednym punkcie, nadal pozostaje niezerowa wypadkowa 5 N w lewo, więc równowagi i tak nie ma.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach z siłami "w prawo/w lewo" najpierw zsumuj siły w każdym kierunku osobno, a dopiero potem porównaj. To ogranicza ryzyko pomyłki znaku.
