I fysik är ett objekt i stabil jämvikt när den förskjuts något från sin position, återvänder den omedelbart till den. Du kan visualisera detta genom att föreställa dig en marmor i botten av en konkav behållare: med en liten touch svänger marmorn kort runt den lägsta punkten och kommer sedan till vila..
När marmorn är längst ner i behållaren är dess gravitationella potentialenergi minimal, så denna punkt är en stabil jämviktspunkt för den..
Stabil jämvikt är viktigt för levande varelser och strukturer, det är därför det är viktigt att veta vad det beror på och hur man ska upprätthålla det..
Genom att gå och genomföra rörelser upprätthåller människor och djur naturligt balans. Underlåtenhet att göra det kommer att leda till ett fall. När du tränar sport är stabil balans viktig för att utveckla aktiviteten, som att spela fotboll och springa med bollen, vilket hindrar motståndaren från att ta den.
Stabilitet är så viktig i naturen att människor och djur har sinnen som gör att de alltid kan känna kroppens position: proprioception. I det inre örat finns det många receptorer som överför positionsinformation till hjärnan hela tiden..
På samma sätt använder ingenjörer och byggare principerna om stabilitet för att bygga strukturer som kan vara varaktiga över tid och säkra för användarna. Erfarenhet och studier av mekanik leder till att följande villkor fastställs för att säkerställa en stabil jämvikt i saker:
För att en kropp ska förbli i stabil jämvikt när den stöds måste den följa:
-Kroppen ska ha största möjliga stödyta. Denna stödzon avgränsas av alla möjliga axlar med avseende på vilka föremålet kan rotera och välter under påverkan av yttre krafter..
-Tyngdpunkten bör vara så låg som möjligt.
En kropps stabila jämvikt, animerad eller inte, beror på platsen för dess masscentrum, en mycket speciell punkt där hela dess massa är koncentrerad. Att vara på jorden sammanfaller masscentrum med tyngdpunkten, vilket är den punkt på kroppen där vikten anses tillämpas..
Och det är att vikten är en av de viktigaste krafterna att ta hänsyn till i jakten på balans, eftersom det beroende på hur det fungerar kan orsaka ett vridmoment eller moment som får kroppen att rotera.
Masscentrum innehåller inte nödvändigtvis massa. I en person som står eller ligger ligger massans centrum inuti kroppen. Men genom att böja för att röra vid tårna utan att böja knäna är massacentret ute..
Det andra väsentliga elementet för att bibehålla den stabila balansen hos ett objekt är stöd- eller stödytan. Av erfarenhet är det erkänt att föremål med stora lagerytor är mer stabila än de med mindre lagerytor..
För att säkerställa att ett föremål är i stabil jämvikt måste den vinkelräta linjen som förbinder masscentrum med markytan passera genom stödbasen. Om denna linje faller utanför basen kommer objektet att välta.
För att säkerställa en stabil jämvikt för ett stött objekt följs dessa strategier:
-Sänk objektets tyngdpunkt, eftersom ju närmare marken det är desto större är stabiliteten. Detta kan uppnås genom att göra underkroppen mer massiv..
-Öka området som är i kontakt med marken.
I följande figur finns ett rektangulärt block av homogent material som stöds på en horisontell yta. Tyngdpunkten sammanfaller med blockets geometriska centrum.
I den vänstra bilden är blocket i stabil jämvikt, eftersom den vinkelräta linjen som förenar tyngdpunkten med golvet passerar genom stödytan, som är blockets bas..
I figuren till höger lutar blocket i en vinkel θ, på ett sådant sätt att den vinkelräta linjen som passerar genom tyngdpunkten faller precis på blockets kant. När värdet på denna vinkel överskrids, välter blocket åt höger.
Av figuren kan man se att:
I fall av vältning skulle blocket ha ett lägre tyngdpunkt sedan till är mindre än b, och därför skulle dess position vara mer stabil, förutom att den stöds på en större yta.
Vanliga situationer där stabil jämvikt deltar, inte bara kroppar som stöds, beskrivs nedan:
Bilderna som hänger från väggarna är i stabil jämvikt utan att man tar hänsyn till friktionskrafterna, utan bara vikten.
När en fotbollsspelare springer efter bollen eller försöker förhindra att en rivaliserande spelare tar bort den, måste han lyckas hålla balansen stabil.
Stabil balans är också mycket nödvändig när man cyklar eller motorcyklar.
Det är känt att stilettklackade skor inte är lika stabila som vidklackade skor, eftersom dessa har en större stödyta än de förra.
När en person vidrör tårna med händerna utan att böja knäna är massacentret utanför kroppen. Personen förblir emellertid i en stabil jämvikt, eftersom den vinkelräta linjen som förbinder masscentrum med marken passerar genom det område som avgränsas av fötterna..
Å andra sidan, om personen försöker röra tårna men håller ryggen och benen nära väggen, kommer han att se att han inte kan göra det utan att förlora balansen, eftersom den vinkelräta som förenar masscentrum med golvet passerar inte det område som avgränsas av fötterna.
För att upprätthålla balansen när man står på en buss eller tågbil, sprider människor omedelbart fötterna. På detta sätt är lyftområdet större och det är mindre troligt att det faller..
Sportbilar och racerbilar använder breda däck för större stabilitet.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.