I fysikk er et objekt i stabil likevekt når den er litt fordrevet fra sin posisjon, vender den tilbake til den umiddelbart. Du kan visualisere dette ved å forestille deg en marmor i bunnen av en konkav beholder: med en liten berøring svinger marmoren seg kort rundt det laveste punktet og hviler deretter..
Når marmoren er i bunnen av beholderen, er dens gravitasjonspotensiale energi minimal, så dette punktet er et stabilt likevektspunkt for den..
Stabil likevekt er viktig for levende vesener og strukturer, det er derfor det er viktig å vite hva det avhenger av og hvordan man vedlikeholder det..
Ved å gå og utføre bevegelser opprettholder mennesker og dyr naturlig balanse. Unnlatelse av å gjøre det vil føre til et fall. Når du trener sport, er stabil balanse viktig for å utvikle aktiviteten, for eksempel å spille fotball og løpe med ballen, og hindrer motstanderen i å ta den.
Stabilitet er så viktig i naturen at mennesker og dyr har sanser som gjør at de til enhver tid kan kjenne kroppens posisjon: propriosepsjon. I det indre øret er det mange reseptorer som til enhver tid overfører posisjonsinformasjon til hjernen..
På samme måte bruker ingeniører og byggherrer prinsippene for stabilitet til å bygge strukturer som kan vare over tid og trygge for brukerne. Erfaring og studier av mekanikk fører til å etablere følgende forhold for å sikre en stabil likevekt i ting:
For at en kropp skal forbli i stabil likevekt når den støttes, må den overholde:
-Kroppen skal ha størst mulig støtteflate. Denne støttesonen er avgrenset av alle mulige akser som objektet kan rotere mot og velter under påvirkning av eksterne krefter..
-Tyngdepunktet skal være så lavt som mulig.
Den stabile likevekten til en kropp, animert eller ikke, avhenger av plasseringen av dens massesenter, et veldig spesielt punkt der all massen er konsentrert. Å være på jorden sammenfaller massesenteret med tyngdepunktet, som er det punktet på kroppen der vekten anses ansett..
Og det er at vekt er en av de viktigste kreftene å ta hensyn til i jakten på balanse, siden det avhengig av hvordan det virker, kan forårsake et dreiemoment eller moment som får kroppen til å rotere.
Massesenteret inneholder ikke nødvendigvis masse. I en person som står eller ligger, er massesenteret inne i kroppen. Men ved å bøye for å berøre tærne uten å bøye knærne, er massesenteret ute..
Det andre essensielle elementet for å opprettholde en stabil balanse av et objekt er støtte- eller støtteflaten. Erfaringsmessig er det kjent at gjenstander med store lagerflater er mer stabile enn de med mindre lagerflater..
For å sikre at et objekt er i stabil likevekt, må den vinkelrette linjen som forbinder massesenteret med bakkeoverflaten passere gjennom støttebunnen. Hvis denne linjen faller utenfor basen, vil objektet velte.
For å sikre stabil likevekt for et støttet objekt følges disse strategiene:
-Senk gjenstandens tyngdepunkt, siden jo nærmere bakken den er, jo større stabilitet. Dette kan oppnås ved å gjøre underkroppen mer massiv..
-Øk området i kontakt med bakken.
I den følgende figuren er det en rektangulær blokk laget av homogent materiale støttet på en horisontal overflate. Tyngdepunktet faller sammen med det geometriske sentrum av blokken.
I det venstre bildet er blokken i stabil likevekt, siden den vinkelrette linjen som forbinder tyngdepunktet med gulvet, passerer gjennom støtteflaten, som er basen til blokken..
I figuren til høyre er blokken skråstilt i en vinkel θ, på en slik måte at den vinkelrette linjen som går gjennom tyngdepunktet faller rett på kanten av blokken. Når verdien av denne vinkelen overskrides, veltes blokken mot høyre.
Fra figuren kan det sees at:
I tilfelle velte, ville blokken ha et lavere tyngdepunkt siden til er mindre enn b, og derfor ville dets posisjon være mer stabil, i tillegg til å være støttet på en større overflate.
Vanlige situasjoner der stabil likevekt deltar, ikke bare støttede kropper, er beskrevet nedenfor:
Bildene som henger fra veggene er i stabil likevekt, uten å ta hensyn til friksjonskrefter, men bare vekten.
Når en fotballspiller løper etter ballen eller prøver å forhindre at en rivaliserende spiller tar den bort, må han klare å holde balansen stabil.
Stabil balanse er også veldig nødvendig når du kjører på sykkel eller motorsykkel.
Det er kjent at sko med stilethæl ikke er så stabile som brede hæler, fordi disse har en større støtteflate enn den tidligere.
Når en person berører tærne med hendene, uten å bøye knærne, er massesenteret utenfor kroppen. Imidlertid forblir personen i en stabil likevekt, fordi den vinkelrette linjen som forbinder massesenteret med bakken passerer gjennom området avgrenset av føttene..
På den annen side, hvis personen prøver å berøre tærne, men holder ryggen og bena nær veggen, vil han se at han ikke kan gjøre det uten å miste balansen, fordi den vinkelrett som forbinder massesenteret med gulvet passerer ikke området avgrenset av føttene.
For å opprettholde balansen når de står på en buss- eller togbil, sprer folk straks føttene fra hverandre. På denne måten er heisområdet større, og det er mindre sannsynlig å falle..
Sportsbiler og racerbiler bruker brede dekk for større stabilitet.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.