平衡力
píng héng lì
平衡力大小相等、方向相反，因此相互抵消，不会改变物体的运动状态。
Definition
平衡力是相互抵消的力：它们大小相同，推或拉的方向相反，因此物体的运动状态不会改变。当合力为零时，力就是平衡的，处于平衡力作用下的物体，原本静止则保持静止，原本运动则保持匀速运动；平衡力不能产生加速度。用公式表示，它们满足 $\sum \vec{F} = 0$，这是平动平衡的条件，写成分量形式就是同时满足 $\sum F_x = 0$ 和 $\sum F_y = 0$。平衡可以是静态的（静止）或动态的（匀速运动），牛顿第一定律对二者不作区分。对于一个有一定尺寸的物体，完全平衡还要求 $\sum \vec{\tau} = 0$。
Example
在一场势均力敌的拔河比赛中，绳子不会移动，因为两边的力是平衡的。一名以恒定 $5\ \text{m/s}$ 下落的跳伞者，重力以 $700\ \text{N}$ 向下拉，空气阻力以 $700\ \text{N}$ 向上推，因此速度保持不变。对于一个二维情形，一块 $20\ \text{kg}$ 的招牌由两根缆绳悬挂，每根都与水平方向成 $30^\circ$。竖直方向的平衡要求 $2T\sin 30^\circ = 196\ \text{N}$，因此每根缆绳中的张力 $T = 196\ \text{N}$，而水平分量 $T\cos 30^\circ$ 方向相反，相互抵消。
Key Insight
平衡力不等于没有力。桌上的一本书受到重力向下拉，同时受到桌子向上的支持力；二者都真实存在，只是相互抵消了。一辆以恒定 $100\ \text{km/h}$ 巡航的汽车同样受到平衡力的作用，发动机向前的推力恰好抵消空气阻力和摩擦力，因此匀速运动总是意味着平衡力。有一点需要区分：作用在同一物体上的平衡力，与作用力和反作用力对是不同的。两个平衡力作用在同一个物体上，而一对作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，永远不会相互抵消。