Nicht alle Gegenstände, die uns im Alltag begegnen, befinden sich immer in Ruhe. Ein Gegenstand kann anfänglich ruhen, aber wenn er bewegt wird, kann er sich bewegen. Die Frage ist, ob er nach der Bewegung in seine ursprüngliche Position zurückkehrt. Das hängt von der Art der Bewegung ab. Arten von Objektbilanz das ist.
Wenn ein ruhender Körper eine Störung erfährt (eine resultierende Kraft oder ein resultierendes Drehmoment auf ihn wirkt), bewegt er sich. Nach der Bewegung gibt es drei Möglichkeiten: (1) Der Körper kehrt in seine ursprüngliche Position zurück, (2) er entfernt sich von seiner ursprünglichen Position, (3) er verbleibt an seiner neuen Position. Kehrt der Körper nach der Bewegung in seine ursprüngliche Position zurück, befindet er sich im Ruhezustand. stabiles GleichgewichtWenn sich das Objekt nach der Bewegung weiter von seiner ursprünglichen Position entfernt, dann befindet es sich in instabiles GleichgewichtBleibt das Objekt hingegen nach dem Verschieben an seiner neuen Position, so befindet es sich im Zustand neutrales Gleichgewicht.
Stabiles Gleichgewicht
Ein Objekt, das sich anfänglich in Ruhe befindet, bewegt sich, wenn eine Kraft oder ein Drehmoment auf es einwirkt, sodass eine resultierende Kraft oder ein resultierendes Drehmoment entsteht, das das Objekt bewegt. Ein Objekt befindet sich im stabilen Gleichgewicht, wenn es nach der Bewegung in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Die Rückkehr in die Ausgangsposition erfolgt aufgrund der resultierenden Kraft oder des resultierenden Drehmoments.
Beispiel 1 :
Ein Gegenstand hängt an einem Faden von einer Halterung. Anfangs befindet er sich in Ruhe. Nach einem Anstoß bewegt er sich und kehrt dann in seine Ausgangsposition zurück. Der Schwerpunkt des Gegenstands liegt in seiner Mitte, der Drehpunkt zwischen Faden und Halterung.
Aufgrund der resultierenden Schwerkraft in horizontaler Richtung (w) bewegt sich das Objekt wieder in seine ursprüngliche Position zurück.sDie Seilspannung (T) und die Komponente der Gewichtskraft in vertikaler Richtung (w).y) heben sich gegenseitig auf, da diese beiden Kräfte die gleiche Größe, aber entgegengesetzte Richtung haben.
Beispiel 2 :
Der Gegenstand befindet sich in einem Tal. Anfangs ruht er. Nach einer Bewegung schwankt er zunächst nach rechts und links und kehrt dann in seine Ausgangsposition zurück. Die Rückkehr in die Ausgangsposition erfolgt aufgrund der resultierenden Gravitationskraft (w) in horizontaler Richtung.xDie Komponente der Schwerkraft in vertikaler Richtung (w)yDie Normalkraft (N) und die Normalkraft heben sich gegenseitig auf, da diese beiden Kräfte gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind.
Beispiel 3 :
Anfangs befindet sich der Gegenstand in Ruhe. Sein Schwerpunkt liegt in der Mitte, der Drehpunkt an seiner Unterseite, die die ebene Fläche berührt. Nach einer Bewegung nach rechts wird der Gegenstand nach rechts angehoben. Liegt sein Schwerpunkt noch links vom Drehpunkt, kehrt der Gegenstand aufgrund des resultierenden Drehmoments der Schwerkraft in seine Ausgangsposition zurück. In diesem Fall dient der Drehpunkt als Rotationsachse.
Umgekehrt wird das Objekt nach links angehoben, wenn es nach links bewegt wird. Wenn die Position Schwerpunkt Befindet sich der Körper noch rechts vom Drehpunkt, kann er in seine Ausgangsposition zurückkehren. In Beispiel 3 ist der Körper noch im stabilen Gleichgewicht, wenn sein Schwerpunkt nach dem Anheben nach rechts den Drehpunkt nicht überschreitet. Überschreitet der Schwerpunkt nach dem Anheben nach rechts den Drehpunkt, bewegt sich der Körper weiter von seiner Ausgangsposition weg. In solchen Fällen befindet sich der Körper im instabilen Gleichgewicht.
instabiles Gleichgewicht
Ein Objekt befindet sich in einem instabilen Gleichgewicht, wenn es sich, anfänglich in Ruhe, aufgrund der auf es wirkenden resultierenden Kraft oder des resultierenden Kraftmoments bewegt. Nach der Bewegung kehrt das Objekt nicht in seine ursprüngliche Position zurück, sondern entfernt sich von dieser.
Beispiel 1.
Ein Objekt befindet sich zunächst in Ruhe und bewegt sich dann aufgrund einer Störung (einer resultierenden Kraft oder eines resultierenden Drehmoments). Nach der Bewegung entfernt sich das Objekt weiter von seiner ursprünglichen Position. Dies liegt daran, dass sich der Schwerpunkt nach der Bewegung rechts vom Drehpunkt befindet. Befindet sich der Schwerpunkt rechts vom Drehpunkt, entsteht ein resultierendes Drehmoment, das das Objekt aus seiner ursprünglichen Position wegdreht.
Beispiel 2.
Der Gegenstand befindet sich anfänglich in Ruhe auf dem Gipfel. Nach der Bewegung entfernt er sich weiter von seiner ursprünglichen Position. Diese Bewegung wird durch die horizontale Komponente der Schwerkraft (w) verursacht.x).
Neutrales Gleichgewicht
Ein Objekt befindet sich im neutralen Gleichgewicht, wenn es nach einer Einwirkung einer Störung an seiner neuen Position verbleibt. Es kehrt weder zu seiner ursprünglichen Position zurück, noch entfernt es sich von ihr.
Beispiel 1.
Ein Ball, der sich anfänglich auf einer ebenen Fläche in Ruhe befindet, bewegt sich aufgrund einer Einwirkung. Nach dem Anhalten bleibt der Ball an seiner neuen Position. Er kehrt weder zu seiner ursprünglichen Position zurück noch entfernt er sich weiter von ihr.
Abschluss
Aus der obigen Erklärung lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen.
ErstensBefindet sich der Schwerpunkt eines Objekts unterhalb des Drehpunktes, so befindet sich das Objekt stets im Gleichgewicht. Ein Beispiel hierfür ist ein Objekt, das an einem Seil an einer Halterung hängt.
ZweitensLiegt der Schwerpunkt eines Objekts über dem Drehpunkt, ist sein Gleichgewicht relativ. Ein Objekt kann sich in einem stabilen Gleichgewicht befinden oder instabil sein.
KetigaDas Gleichgewicht eines Objekts hängt auch von seiner Form und Größe ab. Objekte, die breiter und niedriger sind, sind stabiler als Objekte, die schmaler und niedriger sind.
KeempatDas Gleichgewicht eines Objekts hängt vom Abstand seines Schwerpunkts zum Drehpunkt ab. Liegt der Schwerpunkt weit vom Drehpunkt entfernt, befindet sich das Objekt in einem instabilen Gleichgewicht. Liegt der Schwerpunkt hingegen nahe am Drehpunkt, befindet sich das Objekt in einem stabilen Gleichgewicht.
