Nie wszystkie obiekty, które spotykamy w życiu codziennym, zawsze pozostają w spoczynku. Obiekt może początkowo pozostawać w spoczynku, ale jeśli się poruszy, może się poruszać. Pytanie brzmi, czy powróci do swojego pierwotnego położenia po ruchu. To zależy od ruchu. rodzaje równowagi obiektów że.
Jeśli obiekt w spoczynku doświadczy zaburzenia (wystąpi siła wypadkowa lub moment wypadkowy siły działający na obiekt), wówczas obiekt się poruszy. Po ruchu istnieją trzy możliwości: (1) obiekt powróci do swojej pierwotnej pozycji, (2) obiekt oddali się od swojej pierwotnej pozycji, (3) obiekt pozostanie w nowej pozycji. Jeśli po ruchu obiekt powróci do swojej pierwotnej pozycji, wówczas obiekt znajduje się w stabilna równowaga. Jeżeli po przesunięciu obiekt przesunie się dalej od swojego pierwotnego położenia, to obiekt znajduje się w niestabilna równowagaZ drugiej strony, jeśli po przesunięciu obiekt pozostaje w nowej pozycji, to obiekt jest w neutralna równowaga.
Równowaga stabilna
Obiekt, który początkowo znajduje się w spoczynku, porusza się, jeśli zostanie do niego przyłożona siła lub moment obrotowy, powodując powstanie siły wypadkowej lub momentu wypadkowego, który go porusza. Obiekt znajduje się w równowadze trwałej, jeśli po ruchu powraca do swojego pierwotnego położenia. Obiekt powraca do swojego pierwotnego położenia, ponieważ występuje siła wypadkowa lub moment wypadkowy siły.
Przykład 1 :
Obiekt jest zawieszony na sznurku pod podporą. Początkowo obiekt jest nieruchomy. Po pchnięciu obiekt porusza się, a następnie powraca do pierwotnego położenia. Środek ciężkości obiektu znajduje się pośrodku obiektu, a punkt podparcia znajduje się między sznurkiem a podporą.
Obiekt powraca do swojego pierwotnego położenia na skutek wypadkowej siły grawitacji w kierunku poziomym (w).s). Naprężenie liny (T) i składowa siły grawitacji w kierunku pionowym (wy) znoszą się wzajemnie, ponieważ te dwie siły mają tę samą wartość i przeciwny kierunek.
Przykład 2 :
Obiekt znajduje się w dolinie. Początkowo obiekt jest nieruchomy. Po przesunięciu obiekt porusza się w prawo i w lewo, a następnie wraca do pozycji wyjściowej. Obiekt powraca do pozycji wyjściowej, ponieważ w kierunku poziomym działa wypadkowa siła grawitacji (w).x). Składowa grawitacji w kierunku pionowym (wy) i siła normalna (N) znoszą się wzajemnie, ponieważ te dwie siły mają równą wartość i przeciwny kierunek.
Przykład 3 :
Początkowo obiekt jest w spoczynku. Środek ciężkości znajduje się w jego środku, a punkt podparcia u podstawy obiektu, która styka się z płaską powierzchnią. Po przesunięciu w prawo obiekt jest unoszony w prawo. Jeśli środek ciężkości nadal znajduje się po lewej stronie punktu podparcia, obiekt może powrócić do pierwotnego położenia dzięki wypadkowemu momentowi siły wytwarzanemu przez grawitację. W takim przypadku punkt podparcia działa jak oś obrotu.
Odwrotnie, jeśli obiekt zostanie przesunięty w lewo, obiekt zostanie podniesiony w lewo. Jeśli położenie Środek ciężkości Jeśli obiekt nadal znajduje się na prawo od punktu obrotu, może powrócić do swojego pierwotnego położenia. W przypadku problemów takich jak przykład 3, obiekt nadal znajduje się w równowadze stabilnej, jeśli po podniesieniu w prawo jego środek ciężkości nie minie punktu obrotu. Jeśli po podniesieniu w prawo środek ciężkości minie punkt obrotu, obiekt nadal oddala się od swojego pierwotnego położenia. W takich problemach obiekt znajduje się w równowadze niestabilnej.
niestabilna równowaga
Obiekt znajduje się w równowadze niestabilnej, jeśli początkowo w spoczynku porusza się pod wpływem siły wypadkowej lub wypadkowego momentu siły działającego na obiekt. Po ruchu obiekt nie powraca do swojego pierwotnego położenia, lecz oddala się od niego.
Przykład 1.
Obiekt początkowo znajduje się w spoczynku, a następnie porusza się z powodu zaburzenia (siły wypadkowej lub momentu obrotowego działającego na obiekt). Po przemieszczeniu obiekt nadal oddala się od swojego pierwotnego położenia. Obiekt oddala się od swojego pierwotnego położenia, ponieważ po przemieszczeniu środek ciężkości znajduje się na prawo od punktu podparcia. Gdy środek ciężkości znajduje się na prawo od punktu podparcia, występuje wypadkowy moment obrotowy, który obraca obiekt od jego pierwotnego położenia.
Przykład 2.
Obiekt początkowo znajduje się w spoczynku na szczycie. Po przesunięciu obiekt nadal oddala się od swojego pierwotnego położenia. Obiekt oddala się od swojego pierwotnego położenia, ponieważ występuje składowa grawitacji w kierunku poziomym (w).x).
Równowaga neutralna
Obiekt znajduje się w równowadze neutralnej, jeśli po poruszeniu przez zaburzenie pozostaje w swoim nowym położeniu. Obiekt nie powraca do swojego pierwotnego położenia ani się od niego nie oddala.
Przykład 1.
Piłka, początkowo w spoczynku na płaskiej powierzchni, porusza się pod wpływem zaburzenia. Po zatrzymaniu piłka pozostaje w nowym położeniu. Nie wraca do położenia początkowego ani nie oddala się od niego.
Wniosek
Na podstawie powyższego wyjaśnienia można wyciągnąć następujące wnioski.
PierwszyJeśli środek ciężkości obiektu znajduje się poniżej punktu podparcia, obiekt zawsze będzie w stabilnej równowadze. Na przykład obiekt wiszący na linie na podporze.
DrugiJeśli środek ciężkości obiektu znajduje się powyżej punktu podparcia, równowaga obiektu jest względna. Obiekt może być w równowadze stabilnej lub niestabilnej.
KetigaRównowaga obiektu zależy również od jego kształtu i rozmiaru. Obiekty szersze i niższe są bardziej stabilne niż te o mniejszej szerokości i wysokości.
KeeppatRównowaga obiektu zależy od odległości środka ciężkości od punktu podparcia. Jeśli środek ciężkości znajduje się daleko od punktu podparcia, obiekt ma tendencję do równowagi chwiejnej. I odwrotnie, jeśli środek ciężkości znajduje się blisko punktu podparcia, obiekt ma tendencję do równowagi stabilnej.
