Виды равновесия.

Часто важно, когда тело находится в покое и как долгосохраняет его, состояние равновесия.

Равновесие бывает устойчивым и неустойчивым.

Это зависит отповедения при отклонении от положения равновесия. В реальных условиях на теладействуют случайные силы, сотрясения, колебания воздуха, окружающей среды. Приэтом тело отклоняется от положения равновесия и силы, действующие на тело,изменяются. Равнодействующая их отличается от нуля и вызывает движение. Еслиэто движение и равнодействующая возвращает тело в положение равновесия, то ононазывается устойчивым. Если же равнодействующая удаляет тело от равновесия, тооно называется неустойчивым.

Примером устойчивого и неустойчивого положения равновесияявляется шар в центре вогнутой и выпуклой подставки, или внизу и вверху сферы(Рис.13.1).

Если жеравнодействующая при небольших отклонениях от положения равновесия остаетсяравной нулю, то оно называется безразличным. Пример его – как у шара нагоризонтальной плоскости.

Силу можно понимать как производную потенциальной энергии,связанной с «естественным местом» (3., 12.6). Если потенциальная энергия приотклонении увеличивается, то положение равновесия выгоднее и устойчиво, если жеуменьшается, то отклонение выгоднее и увеличивается, равновесие неустойчиво.Потенциальная же энергия в поле тяжести связана с положением центра тяжести.

Относительно (оси)вращения тело будет в устойчивом равновесии, если его центр тяжести находитсяпод осью. Тогда при отклонении силы направлены к оси. Если же центр тяжестинаходится выше оси, то возникает сила, направленная в сторону от оси. Этоаналогично шару внизу и вверху сферы. Если же ось проходит через центр тяжести,положение его и потенциальная энергия тела при вращении не изменяется,безразлично. Общее плечо и момент сил равны нулю. Если же они не равны нулю,при вращении возникает действующий на ось момент и колебания, способныеразрушить ось. Поэтому в машинах, центрифугах, маховиках важна балансировкаколес, что бы их центр тяжести располагался точно на оси.

Таким образом, телаимеют 3 положения равновесия – устойчивое, неустойчивое и безразличное.Например, качели имеют устойчивое равновесие в нижней точке и неустойчивое вверхней.³

Нужно заметить, чтозаконы механики вращающихся тел сложнее – и если неподвижная юла падает на бок,то вращающаяся не падает и устойчива, толчок только изменит прецессию ее оси(ось вращения описывает конус). Велосипед также устойчив только при движении,как известно.

В физике и другихнауках также используют понятия сохранения и равновесия немеханических величин– теплового, психологического и др.*

*Психолог Пиаже показывал, что сами физические понятия, вт.ч.пространства, времени, движения, сохранения нужно понимать в развитии, асамо развитие человека достигает все большего равновесия со средой, болеевероятного и отбираемого. Это равновесие развивается от физического к все болеевнутреннему, обеспечивающему рост скорости и реакции, но их законы общи иповторяются, «сдвигаясь» в область идеального. По Платону, развитие такжесвязано с уравновешиваем и согласованием «разлада души», по образцу идеального.

Дата добавления: 2015-11-26