Презентация_Виды равновесия

ФИЗИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ЦЕЛИ УРОКАОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОВЕСИЯОБЪЯСНЕНИЕ ТИПОВ РАВНОВЕСИЯ  ПРИМЕРЫ РАВНОВЕСИЯ УСЛОВИЯ И СИЛЫ ПРИ РАВНОВЕСИИ

ТИПЫ равновесия

Устойчивое равновесие

Когда центр тяжести тела находится ниже точки подвеса или опоры, то тело находится в состоянии устойчивого равновесия.

Примеры равновесия

Устойчивое равновесие
Книга, лежащая на горизонтальной поверхности, является примером устойчивого равновесия. Если книгу приподнять с одного края, а затем отпустить, она вернется в исходное положение. Другим примером устойчивого равновесия являются тела, лежащие на полу, например, стул. Причина стабильности: книга поднята, ее центр тяжести поднят. Линия действия веса проходит через основание книги. Крутящий момент из-за веса книги возвращает его в исходное положение

Неустойчивое равновесие

Когда центр тяжести тела находится над точкой подвеса или опоры, то тело находится в неустойчивом равновесии

Примеры неустойчивого равновесия

Карандаш или палка стоят на одном месте в вертикальном положении.
Причина: стержень стоит вертикально. Если его слегка сдвинуть от своего положения, то он не вернется в исходное положение. Этот тип равновесия называется неустойчивым равновесием, другим примером неустойчивого равновесия являются вертикально стоящий цилиндр или воронка.
Причина нестабильности. Когда стержень слегка сдвинут, его центр тяжести опускается. Линия действия его веса лежит вне основания стержня. Крутящий момент из-за веса стержня сталкивает его.

Пример устойчивого равновесия

Карандаш находится в состоянии равновесия. равнодействующая сила карандаша равна нулю, а общий крутящий момент вокруг любого шарнира равен нулю.

Пример равновесия

Если карандаш слегка смещен в сторону (против часовой стрелки), он выведен из положения равновесия. Его вес создает крутящий момент по часовой стрелке, который возвращает карандаш в положение равновесия.

Неустойчивое равновесие

.

Если карандаш смещен больше, чем на предыдущем рисунке, то крутящий момент, вызванный его весом, изменяется в направлении против часовой стрелки и вызывает увеличение смещения

Безразличное равновесие

Центр тяжести тела лежит в точке подвеса или опоры, то тело, как говорят, находится в безразличном равновесии. Например, катящийся шар.
Если мяч слегка подтолкнуть, он не вернется в исходное положение и не скатится вперед, а останется в покое. Этот тип равновесия называется безразличным равновесием.
Причина этого равновесия: если мяч сдвинут, его центр тяжести не поднимается и не опускается. Это означает, что центр тяжести находится на той же высоте, что и раньше.

Безразличное равновесие

Рис.(а) безразличное равновесие. СG сферы на плоской поверхности лежит непосредственно над точкой опоры, независимо от положения на поверхности. Таким образом, шар находится в равновесии в любом месте, и если он смещен, он останется неподвижным.
(b) Поскольку он имеет круглое поперечное сечение, карандаш находится в безразличном равновесии для смещений, перпендикулярных его длине.

Домашнее задание

Домашний эксперимент
Встаньте прямо на каблуках, спиной к стене. Нагнитесь вперед, удерживая пятки и нижнюю часть у стены, чтобы коснуться пальцев ног. Можете ли вы сделать это без опрокидывания? Объясните, почему и что вам нужно сделать, чтобы быть в состоянии сделать это, коснуться пальцев ног, не теряя равновесия. Это сделать для женщины легче?

Выводы

Система находится в устойчивом равновесии, если при смещении от равновесия она испытывает силу или крутящий момент в направлении, противоположном направлению перемещения.
Система находится в неустойчивом равновесии, если при смещении от равновесия она испытывает силу или крутящий момент в том же направлении, что и смещение от равновесия.
Система находится в безразличном равновесии, если ее равновесие не зависит от смещений от исходного положения.