Kényszermozgás, kényszererő
A kényszermozgások jellegét ellentétükből
érthetjük meg legkönnyebben.
Szabadmozgás például az égitestek mozgása,
vagy a rugó rezgése
Kényszermozgás: merev felülettel határolt
mozgás
A kényszermozgásokat a
kényszerfeltételek
hozzák létre. Kényszerfeltétel
például az asztal lapja, a fonálinga fonala, a
vasúti sín, tehát bármely nulla, egy, vagy
két kiterjedésű tárgy. Közös
tulajdonságuk, hogy merevek, azaz alakjukat nem
változtatják. Ennek megfelelően kis- és nagy
erőhatásokra azonos módon viselkednek. Ha egy súlyos
tárgyat és egy tollpihét helyezünkaz asztal
lapjára, az asztal helyben marad, helyzetét nem
változtatja. Alkalmazva a hatás-ellenhatás
törvényét, azt látjuk, hogy az asztal
igenkicsiny erővel nyomja a tollpihét, és igen nagy erővel a
súlyos tárgyat. Vagyis az erő tetszőleges lehet, a
kényszerfeltétel csupán a test helyét
határozza meg. A vasúti sín is helyben marad,
akár egy kisgyerek nyomja oldalra a kezével, akár a
hatvan tonnás mozdony. Tehát az erő tetszőlegeslehet, a
kényszerfeltétel sem alakját, sem helyzetét
nem változtatja.
Az
élelmiszeriparban sokféle kényszerfeltétellel
találkozhatunk. Ilyenek a körhagyók, a
kényszerpályás vezérlések, vagy a
palackok vezetékei. Beszorulás esetén ezeknél
az erőhatás minden határon túl növekszik. Ez az
egyszerű oka a gyakori üvegtöréseknek.
Nem szabad elfelejtenünk, hogy az említett
példák csak egy határon belül
érvényesek. Ha a kényszerfeltétel nem
ideálisan merev, akkor kiléptünk a kezdeti
feltételek által megadott határok közül,
és más tövények kezdenek működni
(átléptünk a deformálható testek
statikájának területére). A
kényszermozgás és a szabad mozgás közti
különbség az Euler-féle szabadságifok
alapján is megfogalmazható. Ha a merev test helyzetét
három koordinátával és három
rotációs szöggel (összesen hat adattal) adhatjuk
meg, akkor a kényszerfeltétel a szabadsági fokot
legalább eggyel csökkenti. Valamely sík
felület (az asztal lapja) a térbeli mozgás helyett csak
síkbeli mozgást tesz lehetővé, tehát eggyel
csökkenti a szabadsági fokot. A sínen, vezetéken
csúszó testnek egyetlen szabadsági foka van (csak a
sínnel párhuzamos transzlációs
mozgástvégezhet). A sínen gördülő
keréknek eggyel több szabadsági foka van,
mertgördülő (rotációs) mozgásra is
képes. A táramérleget egy ékre függesztik
fel, amely egyenes vonallal jellemezhető. A mérleg serpenyője e
vonal körül forgó mozgásra képes, de minden
más mozgása az ék által létrehozott
kényszerrel korlátozott.