Keseimbangan yang berkelanjutan dan tidak stabil dalam fisika. Statika

Keseimbangan sistem mekanis disebut keadaan seperti itu di mana semua titik sistem yang dipertimbangkan beristirahat sehubungan dengan sistem referensi yang dipilih.

Momen kekuasaan relatif terhadap sumbu apa pun disebut produk dari nilai gaya ini f pada bahu d.

Cara termudah untuk mengetahui kondisi kesetimbangan atas contoh sistem mekanis yang paling sederhana - titik material. Menurut hukum pertama dinamika (lihat mekanik), kondisi istirahat (atau gerakan bujursangkar seragam) dari titik material dalam sistem koordinat inersia adalah jumlah vektor kesetaraan nol dari semua kekuatan yang melekat padanya.

Ketika pindah ke sistem mekanik yang lebih kompleks dari satu kondisi ini untuk keseimbangan mereka tidak cukup. Selain gerakan progresif, yang memimpin pasukan eksternal yang tidak berkompasasi, sistem mekanis yang kompleks dapat memutar atau merusak. Kami menemukan kondisi keseimbangan tubuh yang benar-benar solid - sistem mekanis yang terdiri dari kumpulan partikel, jarak timbal balik antara yang tidak berubah.

Kemungkinan gerakan translasi (dengan akselerasi) dari sistem mekanis dapat dihilangkan dengan cara yang sama seperti dalam kasus titik material, menuntut kesetaraan nol jumlah kekuatan yang melekat pada semua titik sistem. Ini adalah kondisi pertama untuk keseimbangan sistem mekanik.

Dalam kasus kami, padatan tidak dapat deformasi, karena kami sepakat bahwa jarak timbal balik antara poinnya tidak berubah. Tetapi berbeda dengan titik material ke titik yang benar-benar solid, Anda dapat membuat pasukan yang sama dan berlawanan dengan kekuatan yang berbeda. Pada saat yang sama, karena jumlah dari dua kekuatan ini adalah nol, maka sistem mekanis transmisi dari gerakan translasi tidak akan dilakukan. Namun, jelas bahwa di bawah aksi sepasang kekuatan seperti itu tubuh akan mulai berputar relatif terhadap beberapa sumbu dengan kecepatan sudut yang meningkat.

Munculnya dalam sistem gerakan rotasi yang dipertimbangkan disebabkan oleh adanya momen kekuatan yang tidak berkompensasi. Momen kekuasaan relatif terhadap sumbu apa pun adalah produk dari nilai gaya ini $ F $ pada bahu $ D, $ IE, pada panjang tegak lurus, diturunkan dari $ o $ point (lihat Gambar.) yang merupakan sumbu melewati arah kekuatan. Perhatikan bahwa momen paksa dengan definisi ini adalah nilai aljabar: itu dianggap positif jika gaya mengarah pada rotasi berlawanan arah jarum jam, dan negatif - jika tidak. Dengan demikian, kondisi kedua dari keseimbangan tubuh padat terdiri dari persyaratan kesetaraan jumlah nol dari momen semua pasukan relatif terhadap sumbu rotasi.

Dalam kasus di mana keduanya menemukan kondisi keseimbangan terpenuhi, padatan akan beristirahat, jika pada saat memulai kecepatan kecepatan semua poinnya nol. Kalau tidak, itu akan melakukan gerakan seragam oleh inersia.

Penentuan ekuilibrium yang dianggap sebagai sistem mekanis tidak berarti apa-apa tentang apa yang akan terjadi jika sistem menjadi sedikit dari posisi ekuilibrium. Pada saat yang sama ada tiga kemungkinan: sistem akan kembali ke keadaan keseimbangan sebelumnya; Sistem, meskipun penyimpangan, tidak akan mengubah keadaan keseimbangannya; Sistem akan dilepaskan dari keadaan ekuilibrium. Kasus pertama disebut keadaan mantap keseimbangan, yang kedua acuh tak acuh, yang ketiga tidak stabil. Sifat posisi ekuilibrium ditentukan oleh ketergantungan energi potensial dari sistem dari koordinat. Gambar menunjukkan ketiga jenis keseimbangan pada contoh bola berat yang terletak di reses (keseimbangan berkelanjutan), pada tabel horizontal yang halus (acuh tak acuh), di atas tuberkel (tidak stabil).

Pendekatan di atas untuk masalah keseimbangan sistem mekanis dianggap oleh para ilmuwan di dunia kuno. Dengan demikian, hukum keseimbangan tuas (I.E., padat dengan sumbu rotasi tetap) ditemukan oleh archimed pada abad III. Bc. e.

Pada 1717, Johann Bernoulli mengembangkan pendekatan yang sama sekali berbeda untuk menemukan kondisi keseimbangan dari sistem mekanis - metode perpindahan virtual. Ini didasarkan pada properti kekuatan reaksi yang timbul dari hukum dari hukum: dengan penyimpangan kecil dari sistem pada posisi kesetimbangan, pekerjaan penuh dari kekuatan reaksi reaksi adalah nol.

Ketika memecahkan masalah statis (lihat mekanik), berdasarkan pada kondisi keseimbangan yang dijelaskan di atas, yang ada dalam sistem komunikasi (mendukung, benang, batang) ditandai dengan kekuatan reaksi yang timbul di dalamnya. Kebutuhan untuk memperhitungkan kekuatan-kekuatan ini dalam menentukan kondisi kesetimbangan dalam kasus sistem yang terdiri dari beberapa badan mengarah pada perhitungan besar. Namun, berkat kesetaraan nol, pengoperasian kekuatan reaksi dengan penyimpangan rendah dari posisi kesetimbangan dapat dihindari dengan pertimbangan kekuatan-kekuatan ini secara umum.

Selain kekuatan reaksi ke titik-titik sistem mekanis, kekuatan eksternal juga beroperasi. Apa pekerjaan mereka dengan penyimpangan kecil dari posisi ekuilibrium? Karena sistem awalnya beristirahat, untuk setiap gerakannya perlu untuk membuat operasi positif. Pada prinsipnya, pekerjaan ini dapat dilakukan baik kekuatan eksternal dan kekuatan reaksi. Tapi, seperti yang sudah kita ketahui, pekerjaan penuh dari kekuatan reaksi adalah nol. Oleh karena itu, agar sistem keluar dari keadaan keseimbangan, total pekerjaan kekuatan eksternal dalam setiap gerakan yang mungkin harus positif. Akibatnya, kondisi ketidakmungkinan gerak, I.E. Kondisi keseimbangan, dapat diformulasikan sebagai persyaratan kegagalan pekerjaan penuh kekuatan eksternal dalam gerakan yang mungkin: $ ΔA≤0. $

Misalkan ketika titik-titik sistem $ Δ \\ overtraintarrow (γ) _1 ... \\ δ \\ \\ overtraintarrow (γ) _n $, jumlah pekerjaan kekuatan eksternal ternyata sama dengan $ ΔA1. $ Dan apa yang terjadi Sistem akan memindahkan $ -δ \\ overligharrrow (γ) _1, -δ \\ overtraintarrow (γ) _2, \\ ..., -δ \\ overligharrrow (γ) _n? $ $ gerakan ini mungkin dengan cara yang sama; Namun, pekerjaan kekuatan eksternal sekarang akan mengubah tanda: $ ΔA2 \u003d -δa1. $ Berdebat mirip dengan kasus sebelumnya, kita akan sampai pada kesimpulan bahwa sekarang kondisi keseimbangan sistem memiliki bentuk: $ ΔA1≥0, $ Pekerjaan kekuatan eksternal harus nonnegatif. Satu-satunya cara untuk "merekonsiliasi" Kedua dari kondisi yang hampir bertentangan ini adalah untuk memerlukan kesetaraan yang akurat untuk nol operasi penuh kekuatan eksternal dalam segala kemungkinan (virtual) dari sistem dari posisi ekuilibrium: $ ΔA \u003d 0. Gerakan virtual), ada gerakan mental yang tak terbatas dari sistem yang tidak bertentangan dengan koneksi yang ditumpangkan di atasnya.

Dengan demikian, kondisi ekuilibrium dari sistem mekanis dalam bentuk prinsip perpindahan virtual diformulasikan sebagai berikut:

"Untuk keseimbangan sistem mekanis dengan obligasi ideal, perlu dan cukup bahwa jumlah pekerjaan dasar kekuatan yang bekerja pada sistem untuk setiap gerakan yang mungkin nol."

Dengan menggunakan prinsip perpindahan virtual, tugas diselesaikan tidak hanya dengan statis, tetapi juga hidrostatik, dan elektrostatik.

Kuliah ini membahas masalah-masalah berikut:

1. Kondisi ekuilibrium mekanis.

2. Stabilitas ekuilibrium.

3. Contoh menentukan ketentuan keseimbangan dan penelitian stabilitas mereka.

Studi tentang masalah-masalah ini diperlukan untuk mempelajari pergerakan osilasi sistem mekanis relatif terhadap posisi keseimbangan dalam disiplin "detail mesin", untuk menyelesaikan masalah dalam disiplin ilmu "Teori mesin dan mekanisme" dan "resistensi material".

Kejadian penting dari pergerakan sistem mekanik adalah gerakan osilasinya. Osilasi adalah gerakan berulang dari sistem mekanis yang mengacu pada beberapa posisinya, terjadi kurang lebih pada waktunya. Kertas kursus mempertimbangkan pergerakan osilasi dari sistem mekanis relatif terhadap posisi keseimbangan (relatif atau absolut).

Sistem mekanis dapat melakukan osilasi untuk jangka waktu yang cukup lama hanya di dekat posisi keseimbangan yang stabil. Oleh karena itu, sebelum membuat persamaan gerakan osilasi, perlu untuk menemukan posisi keseimbangan dan menyelidiki stabilitas mereka.

Kondisi ekuilibrium sistem mekanik.

Menurut prinsip kemungkinan gerakan (persamaan utama statika), agar sistem mekanik dikenakan pada koneksi yang ideal, stasioner, memegang dan holon, adalah keseimbangan, perlu dan cukup untuk semua kekuatan umum ke nol Sistem ini:

dimana - gaya umum yang sesuai dengan j -oh koordinat umum;

s.- Jumlah koordinat umum dalam sistem mekanik.

Jika persamaan gerakan diferensial disusun untuk sistem yang diteliti dalam bentuk persamaan Lagrange II, cukup untuk menyamakan kekuatan umum ke nol untuk menentukan posisi yang mungkin dari keseimbangan dan memecahkan persamaan yang diperoleh terkait dengan koordinat umum.

Jika sistem mekanis dalam keseimbangan di medan daya potensial, maka dari persamaan (1) kami memperoleh kondisi kesetimbangan berikut:

Akibatnya, dalam posisi ekuilibrium, energi potensial memiliki nilai ekstrem. Tidak ada keseimbangan yang ditentukan oleh formula di atas dapat diimplementasikan secara praktis. Bergantung pada perilaku sistem, dengan penyimpangan dari posisi ekuilibrium, mereka berbicara tentang stabilitas atau ketidakstabilan ketentuan ini.

Stabilitas ekuilibrium

Definisi konsep stabilitas posisi ekuilibrium diberikan pada akhir abad XIX dalam karya-karya ilmuwan Rusia A. M. Lyapunov. Pertimbangkan definisi ini.

Untuk menyederhanakan perhitungan yang kami pertimbangkan dalam koordinat umum di masa depan q. 1 , Q. 2 ,..., Q. s. hitung pada posisi ekuilibrium sistem:

dimana

Posisi keseimbangan disebut stabil, jika untuk jumlah kecilanda dapat menemukan nomor lain seperti itu bahwa dalam kasus ketika nilai awal koordinat dan kecepatan umum tidak akan melebihi:

nilai-nilai koordinat dan kecepatan umum dengan pergerakan sistem lebih lanjut tidak akan melebihi .

Dengan kata lain, posisi sistem ekuilibrium q. 1 = q. 2 = ...= q. S \u003d. 0 dipanggil berkelanjutanJika Anda selalu dapat menemukan nilai awal yang cukup kecil, di mana sistemtidak akan meninggalkan siapa pun yang memberikan lingkungan seimbang dari posisi keseimbangan. Untuk sistem dengan tingkat kebebasan, pergerakan sistem yang stabil dapat secara visual digambarkan dalam bidang fase (Gbr. 1). Untuk posisi ekuilibrium yang stabil, pergerakan titik yang digambarkan dimulai di wilayah tersebut [ ] , tidak akan melampaui batas wilayah tersebut.

Gbr.1.

Posisi ekuilibrium disebut stabil asimptotik Jika dengan waktu sistem akan memperkirakan keseimbangan, yaitu,

Penentuan kondisi resistensi untuk posisi ekuilibrium adalah tugas yang agak rumit, oleh karena itu, kami membatasi diri pada kasus paling sederhana: studi tentang keseimbangan sistem konservatif.

Kondisi yang cukup untuk stabilitas ketentuan keseimbangan untuk sistem tersebut ditentukan tHEOREM LAGRANGE - Dirichlet : posisi keseimbangan dari sistem mekanis konservatif terus, jika dalam posisi kesetimbangan energi potensial dari sistem memiliki minimum yang terisolasi .

Energi potensial dari sistem mekanis ditentukan hingga konstan. Kami memilih konstanta ini sehingga energi potensial adalah nol pada posisi keseimbangan:

P (0) \u003d 0.

Kemudian, untuk sistem dengan satu tingkat kebebasan, kondisi yang cukup untuk keberadaan minimum yang terisolasi, bersama dengan prasyarat (2), akan menjadi suatu kondisi

Karena dalam posisi ekuilibrium, energi potensial telah terisolasi minimum danP (0) \u003d 0 Kemudian di lingkungan terbatas dalam situasi ini

P (q) \u003d 0.

Fungsi memiliki tanda permanen dan sama dengan nol hanya pada nilai nol dari semua argumen mereka disebut didefinisikan secara signifikan. Oleh karena itu, agar posisi ekuilibrium sistem mekanik menjadi stabil dan cukup, di sekitar posisi ini, energi potensial didefinisikan secara positif oleh fungsi koordinat umum.

Untuk sistem linear dan untuk sistem yang dapat dikurangi menjadi linear pada penyimpangan kecil dari posisi ekuilibrium (linierisasi), energi potensial dapat diwakili sebagai bentuk kuadrat koordinat umum.

dimana - Koefisien Kekakuan Generalisasi.

Koefisien umumapakah angka konstan yang dapat ditentukan secara langsung dari dekomposisi energi potensial menjadi angka atau dengan nilai-nilai turunan kedua dari energi potensial menurut koordinat umum dalam posisi keseimbangan:

Dari formula (4) itu mengikuti bahwa koefisien kekakuan umum simetris sehubungan dengan indeks

Untuk Sehingga ada kondisi yang cukup untuk stabilitas posisi ekuilibrium, energi potensial harus merupakan bentuk kuadrat yang didefinisikan secara positif dari koordinat umumnya.

Dalam matematika ada kriteria Sylvester Memberikan kondisi yang diperlukan dan cukup untuk definisi positif dari bentuk kuadrat: bentuk kuadrat (3) akan didefinisikan secara positif jika penentu disusun dari koefisiennya, dan semua anak diagonal utamanya akan positif, yaitu. Jika koefisien akan memenuhi persyaratan

.....

Secara khusus, untuk sistem linear dengan dua derajat kebebasan, energi potensial dan kondisi kriteria Sylvester akan

Demikian pula, dimungkinkan untuk mempelajari ketentuan keseimbangan relatif, jika bukannya energi potensial untuk mempertimbangkan energi potensial dari sistem yang berkurang.

P penentuan rimer posisi keseimbangan dan penelitian keberlanjutan mereka

Gbr.2.

Pertimbangkan sistem mekanis yang terdiri dari tabung Abdibatang mana Oo 1. terhubung ke sumbu horizontal rotasi, dan bola yang bergerak melalui tabung tanpa gesekan dikaitkan dengan intinya SEBUAH. Tabung musim semi (Gbr.2). Kami mendefinisikan posisi ekuilibrium sistem dan kami memperkirakan stabilitas mereka pada parameter berikut: panjang tabung L 2 \u003d.1 m. , batang panjang. l 1 \u003d.0,5 m. . Panjang musim semi yang tidak terbentuk l. 0 = 0,6 m, kekakuan musim semi c. \u003d 100 n / m. Tabung massa m. 2 \u003d 2 kg, batang - m. 1 \u003d 1 kg dan bola - m. 3 \u003d 0,5 kg. Jarak OA. sama l. 3 \u003d 0,4 m.

Kami menulis ekspresi untuk energi potensial dari sistem yang dipertimbangkan. Ini terdiri dari energi potensial dari tiga tubuh, yang berada dalam bidang gravitasi yang homogen, dan energi potensial dari musim semi yang cacat.

Energi potensial tubuh di bidang gravitasi sama dengan berat produk tubuh ke ketinggian pusat gravitasi di atas pesawat di mana energi potensial dianggap nol. Biarkan energi potensial sama dengan nol di pesawat melewati sumbu rotasi batang OO. 1, lalu untuk gravitasi

Untuk kekuatan elastisitas, energi potensial ditentukan oleh besarnya deformasi

Kami akan menemukan kemungkinan posisi ekuilibrium. Nilai koordinat dalam posisi ekuilibrium adalah akar dari sistem persamaan berikut.

Sistem persamaan seperti itu dapat dikompilasi untuk sistem mekanis apa pun dengan dua derajat kebebasan. Dalam beberapa kasus, Anda bisa mendapatkan solusi solusi yang akurat. Untuk sistem (5) tidak ada solusi seperti itu, sehingga akarnya harus dicari menggunakan metode numerik.

Memecahkan sistem persamaan transendental (5), kami memperoleh dua posisi keseimbangan yang mungkin:

Untuk menilai stabilitas posisi ekuilibrium yang diperoleh, kami akan menemukan semua turunan kedua energi potensial sesuai dengan koordinat umum dan kami mendefinisikan koefisien kekakuan umum.

SISTEM MEKANIK EQUILIBRIUM. - Ini adalah kondisi di mana semua titik sistem mekanis beristirahat sehubungan dengan sistem referensi yang dipertimbangkan. Jika sistem hitung mundur bersifat inersia, keseimbangan disebut mutlakunipercial - relatif.

Untuk menemukan kondisi ekuilibrium dari tubuh yang benar-benar solid, perlu untuk membaginya secara mental menjadi sejumlah besar elemen kecil, yang masing-masing dapat diwakili oleh titik material. Semua elemen ini berinteraksi satu sama lain - kekuatan interaksi ini disebut intern. Selain itu, kekuatan eksternal dapat bertindak pada deretan poin tubuh.

Menurut hukum kedua Newton, sehingga percepatan titik adalah nol (dan akselerasi titik istirahat adalah nol), jumlah kekuatan geometris yang bertindak pada titik ini harus nol. Jika tubuh sendirian, itu berarti bahwa semua poinnya (elemen) juga sendirian. Karena itu, untuk setiap titik tubuh yang dapat Anda tulis:

di mana - jumlah geometris dari semua kekuatan eksternal dan internal yang bertindak sAYA.- Tubuh elemen.

Persamaan berarti bahwa untuk keseimbangan tubuh, perlu dan cukup sehingga jumlah geometrik dari semua kekuatan yang bertindak pada elemen apa pun dari tubuh ini adalah nol.

Dari itu mudah untuk mendapatkan tubuh pertama keseimbangan tubuh (sistem tubuh). Untuk melakukan ini, cukup untuk meringkas persamaan untuk semua elemen tubuh:

.

Jumlah kedua adalah nol sesuai dengan hukum ketiga Newton: jumlah vektor semua kekuatan sistem internal adalah nol, karena setiap gaya internal sesuai dengan gaya yang sama dengan modul dan arah yang berlawanan ke arah.

Karenanya,

.

Kondisi pertama dari keseimbangan tubuh yang solid(Sistem TEL) Ini sama dengan nol jumlah geometrik dari semua kekuatan eksternal yang diterapkan pada tubuh.

Kondisi ini diperlukan, tetapi tidak cukup. Ini mudah diyakinkan hal ini, mengingat torsi pasukan pasukan, jumlah geometris yang juga nol.

Kondisi kedua keseimbangan padatan Itu sama dengan jumlah nol dari momen semua kekuatan eksternal yang bertindak pada tubuh relatif terhadap sumbu apa pun.

Dengan demikian, kondisi keseimbangan padat dalam kasus jumlah kekuatan eksternal yang sewenang-wenang terlihat seperti ini:

.

Kelas: 10

Presentasi untuk pelajaran

Maju ke depan

Perhatian! Slide pratinjau digunakan secara eksklusif untuk tujuan informasi dan mungkin tidak memberikan ide tentang semua kemampuan presentasi. Jika Anda tertarik dengan pekerjaan ini, silakan unduh versi lengkap.

PELAJARAN TUJUAN:Pelajari saldo badan keseimbangan, untuk berkenalan dengan berbagai jenis keseimbangan; Cari tahu kondisi di mana tubuh berada dalam keseimbangan.

Tugas Pelajaran:

• Latihan:Periksa dua kondisi ekuilibrium, jenis keseimbangan (berkelanjutan, tidak stabil, acuh tak acuh). Untuk mencari tahu dalam kondisi apa tubuh lebih stabil.
• Mengembangkan:Mempromosikan pengembangan minat kognitif pada fisika. Pengembangan keterampilan untuk membandingkan, menggeneralisasi, mengalokasikan hal utama, menarik kesimpulan.
• Pendidikan:Mendidik perhatian, kemampuan untuk mengekspresikan sudut pandang Anda dan mempertahankannya, mengembangkan kemampuan komunikatif siswa.

Jenis pelajaran:pelajaran mempelajari bahan baru dengan dukungan komputer.

Peralatan:

1. Disk "kerja dan daya" dari "pelajaran elektronik dan tes.
2. TABEL "KONDISI EQUILIBRIUM".
3. Prism pergi dengan tegakangan.
4. Badan geometris: silinder, kubus, kerucut, dll.
5. Komputer, multimediadrock, papan interaktif atau layar.
6. Presentasi.

Selama kelas

Hari ini, pada pelajaran, kita akan mencari tahu mengapa derek mengangkat tidak jatuh, mengapa mainan "Vanka-Stand" selalu kembali ke keadaan semula, mengapa tidak menara Pisa jatuh?

I. Pengulangan dan aktualisasi pengetahuan.

1. Merumuskan hukum Newton pertama. Kondisi apa yang dinyatakan dalam hukum?
2. Pertanyaan apa yang menjawab hukum kedua Newton? Formula dan kata-kata.
3. Pertanyaan apa yang ketiga dari Hukum Newton? Formula dan kata-kata.
4. Apa yang disebut kekuatan yang dihasilkan? Bagaimana itu berada?
5. Dari disk "pergerakan dan interaksi tubuh", untuk menyelesaikan tugas nomor 9 "memaksa arah dengan arah yang berbeda" (penambahan vektor vektor (2, 3 latihan)).

Ii. Mempelajari materi baru.

1. Apa yang disebut keseimbangan?

Equilibrium adalah keadaan istirahat.

2. Kondisi keseimbangan.(Slide 2)

a) Kapan tubuh saja? Hukum apa itu mengikuti?

Kondisi keseimbangan pertama:Tubuh dalam keseimbangan, jika jumlah geometrik dari kekuatan eksternal yang diterapkan pada tubuh adalah nol. Σf \u003d 0.

b) Biarkan dua daya yang sama bertindak di papan seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Apakah dia akan berada dalam keseimbangan? (Tidak, dia akan berbalik)

Hanya titik tengah yang terletak sendirian, dan sisanya bergerak. Ini berarti bahwa tubuh dalam keseimbangan, perlu bahwa jumlah dari semua kekuatan yang bekerja pada setiap elemen adalah 0.

Kondisi keseimbangan kedua: Jumlah saat-saat angkatan yang bertindak searah jarum jam harus sama dengan jumlah momen kekuatan yang bertindak berlawanan arah jarum jam.

Σ m searah jarum jam \u003d σ m berlawanan arah jarum jam

Momen Power: M \u003d F L

Kekuatan L-bahu - jarak terpendek dari titik dukungan ke garis tindakan.

3. Pusat gravitasi tubuh dan temuannya.(Geser 4)

Pusat gravitasi tubuh - Ini adalah titik di mana hasil dari semua kekuatan gravitasi paralel bertindak pada elemen-elemen individu tubuh (dengan setiap posisi tubuh dalam ruang).

Temukan pusat gravitasi angka-angka berikut:

4. Jenis keseimbangan.

tapi) (slide 5-8)

Keluaran: Equilibrium terus, jika dengan penyimpangan kecil dari posisi ekuilibrium ada kekuatan yang ingin mengembalikannya ke posisi ini.

Posisi mantap di mana energi potensinya minimal. (Slide 9)

b) Stabilitas tubuh yang terletak pada titik dukungan atau pada baris dukungan. (slide 10-17)

Keluaran:Untuk resistansi tubuh yang terletak pada satu titik atau baris dukungan, perlu bahwa pusat gravitasi berada di bawah titik plot (baris).

c) stabilitas tubuh pada permukaan yang rata.

(Slide 18)

1) Dukungan permukaan - Ini tidak selalu merupakan permukaan yang bersentuhan dengan tubuh (dan yang, yang terbatas pada garis yang menghubungkan kaki tabel, tripods)

2) Diseleksi slide dari "pelajaran elektronik dan tes", disk "kerja dan daya", pelajaran "jenis keseimbangan".

Gambar 1.

1. Apa yang berbeda feses? (Dukungan persegi)
2. Yang mana yang lebih stabil? (Dengan area yang lebih besar)
3. Apa yang berbeda feses? (Lokasi pusat gravitasi)
4. Mana yang paling stabil? (Memilih pusat gravitasi di bawah)
5. Mengapa? (Karena dapat ditolak ke sudut yang lebih besar tanpa tip)

3) Pengalaman dengan menyimpang yang ciri

1. Kami menempatkan prisma dengan tegak di papan dan mulai secara bertahap menaikkannya untuk satu sisi. Apa yang kita lihat?
2. Sedangkan garis tegak lurus melintasi permukaan yang dibatasi oleh dukungan, saldo diawetkan. Tetapi begitu vertikal melewati tengah gravitasi, akan mulai melampaui batas-batas permukaan support, rak berguling.

Parse. slide 19-22..

Kesimpulan:

1. Secara berkelanjutan, tubuh, yang memiliki lebih banyak area pendukung.
2. Dari dua tubuh dari area yang sama, tubuh yang pusat gravitasi di bawah, karena Itu dapat ditolak tanpa memberi tip pada sudut besar.

Parse. slide 23-25.

Kapal apa yang paling stabil? Mengapa? (Yang kargo yang terletak di pegangan, dan tidak di geladak)

Mobil apa yang paling stabil? Mengapa? (Untuk meningkatkan stabilitas mesin pada belokan, jalan kanvas sampai turun ke arah rotasi.)

Kesimpulan:Equilibrium dapat stabil, tidak stabil, acuh tak acuh. Stabilitas tubuh adalah semakin besar area yang lebih besar dari dukungan dan di bawah pusat gravitasi.

AKU AKU AKU. Penerapan pengetahuan stabilitas TEL.

1. Apa spesialisasi yang paling penting pengetahuan tentang tubuh keseimbangan?
2. Desainer dan desainer dari berbagai struktur (bangunan tinggi, jembatan, menara televisi, dll.)
3. Artis sirkus.
4. Driver dan spesialis lainnya.

(slide 28-30)

1. Mengapa "vanka-stand" kembali ke posisi ekuilibrium di kemiringan mainan apa pun?
2. Mengapa menara Pisa berdiri di bawah kemiringan dan tidak jatuh?
3. Bagaimana pengendara sepeda keseimbangan dan pengendara sepeda motor tetap mempertahankan?

Kesimpulan dari pelajaran:

1. Ada tiga jenis keseimbangan: berkelanjutan, tidak stabil, acuh tak acuh.
2. Posisi tubuh yang stabil di mana energi potensinya minimal.
3. Stabilitas tubuh pada permukaan datar adalah semakin besar, semakin besar area support dan di bawah pusat gravitasi.

Pekerjaan rumah: § 54. – 56 (g.ya. Myakyshev, B.B. Bukhovtsev, N.n. Sotsky)

Sumber dan Sastra Bekas:

1. G. Myakyshev, B.B. Bukhovtsev, n.n.sotsky. Fisika. Kelas 10.
2. Filter "stabilitas" tahun 1976 (dipindai oleh saya di pemindai film).
3. Disk "gerakan dan interaksi tubuh" dari "pelajaran elektronik dan tes".
4. Disk "kerja dan daya" dari "pelajaran elektronik dan tes".

Definisi

Keseimbangan berkelanjutan. - Ini adalah keseimbangan di mana tubuh berasal dari posisi ekuilibrium dan diberikan kepada dirinya kembali ke posisi sebelumnya.

Ini terjadi jika dengan perpindahan kecil tubuh ke arah mana pun dari posisi awal kekuatan yang dihasilkan yang bertindak pada tubuh, menjadi berbeda dari nol dan diarahkan ke posisi keseimbangan. Misalnya, bola berbaring di bagian bawah reses bulat (Gbr. 1 a).

Definisi

Keseimbangan tidak stabil - Ini adalah keseimbangan di mana tubuh berasal dari posisi keseimbangan dan diberikan kepada dirinya sendiri akan menyimpang lebih dari posisi keseimbangan.

Dalam hal ini, dengan pemindahan kecil tubuh dari posisi kesetimbangan, kekuatan yang diterapkan untuk itu berbeda dari nol dan diarahkan dari posisi keseimbangan. Contohnya adalah bola yang terletak di titik atas permukaan bola (R.1 b).

Definisi

Indine EqILIBRIUM. - Ini adalah keseimbangan di mana tubuh berasal dari posisi ekuilibrium dan diberikan kepada dirinya sendiri tidak mengubah posisinya (negara).

Dalam hal ini, dengan bias kecil tubuh dari posisi awal, gaya yang diterapkan pada tubuh tetap sama dengan nol. Misalnya, bola berbaring di permukaan yang rata (Gbr. 1, b).

Gbr.1. Berbagai jenis keseimbangan tubuh pada dukungan: a) keseimbangan berkelanjutan; b) keseimbangan yang tidak stabil; c) keseimbangan acuh tak acuh.

Keseimbangan statis dan dinamis

Jika, sebagai akibat dari tindakan kekuatan, tubuh tidak menerima akselerasi, itu bisa dalam keadaan istirahat atau bergerak secara seragam. Karena itu, kita dapat berbicara tentang keseimbangan statis dan dinamis.

Definisi

Keseimbangan statis - Ini adalah keseimbangan ketika tubuh berada saat beristirahat di bawah aksi kekuatan yang terlampir.

Keseimbangan dinamis - Ini adalah keseimbangan ketika tubuh tidak mengubah pergerakannya dengan aksi kekuatan.

Dalam keadaan keseimbangan statis, lentera ditangguhkan pada kabel, fasilitas konstruksi apa pun. Sebagai contoh keseimbangan dinamis, Anda dapat mempertimbangkan roda, yang berguling pada permukaan datar tanpa adanya gesekan.