Stabil balansekonsept og eksempler

I fysikk finnes et objekt i Stabil balanse Når hun ved å flytte den litt fra sin stilling, vender hun tilbake til henne. Du kan visualisere dette å forestille deg en marmor i bunnen av en konkav bolle: med et lite preg, varierer marmoren kort rundt det laveste punktet og blir deretter i ro.

Når marmoren er i bunnen av beholderen, er gravitasjonspotensialenergien minimal, så det punktet er en stabil likevekt for den.

Marmoren er i stabil likevekt når den er i bunnen av beholderen. Kilde: f. Zapata.

Den stabile balansen er viktig for levende vesener og strukturer, så det er viktig å vite hva det avhenger av og hvordan du kan beholde den.

Når du går og utfører bevegelser, opprettholder mennesker og dyr naturlig balanse. Å ikke oppnå det, resultatet er et fall. Når du øver på sport, er den stabile balansen viktig for å utvikle aktiviteten, for eksempel å spille fotball og løpe med ballen som forhindrer det motsatte fra å ta den.

Stabilitet er så viktig karakter, at mennesker og dyr har sanser som lar dem til enhver tid kjenne kroppen til kroppen sin: Proprioseception. I det indre øret er mange reseptorer som til enhver tid overfører hjernen posisjonsinformasjonen.

Også ingeniører og utbyggere bruker prinsippene for stabilitet for å bygge strukturer som er i stand til å holde seg over tid og trygt for brukere. Opplevelsen og studien av mekanikere fører til å etablere følgende forhold for å sikre den stabile balansen mellom ting:

Stabil balanse i støttede kropper

For at en kropp skal forbli i stabil likevekt når den støttes, må den overholde:

-Kroppen må ha så mye støtteoverflate mulig. Denne støttesonen er avgrenset av alle mulige akser som objektet kan vri for, og velter under handling av ytre krefter.

Kan tjene deg: Biofysikk: Historie, hvilke studier, applikasjoner, konsepter, metoder

-Tyngdepunktet må være i lavest mulig posisjon.

Massesenteret og støtteflaten

Den stabile balansen i en kropp, animert eller ikke, avhenger av plasseringen av massesenteret, et veldig spesielt punkt der all dens masse er konsentrert. Mens på jorden, sammenfaller massesenteret med tyngdepunktet, som er poenget med kroppen der vekten blir ansett som påført.

Og det er at vekten er en av de viktigste kreftene å ta hensyn til i jakten på balanse, siden i henhold til hvordan den virker, kan det føre til et dreiemoment eller øyeblikk til å snu kroppen.

Ikke nødvendigvis massesenteret inneholder masse. Hos en person som står eller ligger ned, er massesenteret inne i kroppen. Men når du bøyer seg for å berøre føttene på føttene uten å bøye knærne, er massesenteret utenfor.

Det andre primære elementet for å opprettholde den stabile balansen til et objekt er støtte- eller støtteoverflatebasen. Av erfaring er det anerkjent at gjenstander med store støtteflater er mer stabile enn de med mindre støtteflater.

For å sikre at et objekt er i stabil likevekt, må den vinkelrett linjen som blir med i massesenteret med jordoverflaten, gå gjennom støttebasen. Hvis denne linjen faller utenfor den basen, vil objektet snu.

Stabile likevektseksempler

For å sikre den stabile balansen til et støttet objekt, følges disse strategiene:

-Senk tyngdepunktet til objektet, siden jo nærmere bakken er, desto større er stabiliteten. Dette kan oppnås ved å gjøre den nedre delen av kroppen mer massiv.

Det kan tjene deg: Live anklager: konsept, egenskaper, eksempler

-Øk området i kontakt med bakken.

Grensevinkelen

I den følgende figuren er det en rektangulær blokk laget av homogent materiale som støttes på en horisontal overflate. Tyngdepunktet sammenfaller med det geometriske sentrum av blokken.

Vekten på blokken kan gjøre denne svingen hvis den lener seg utover en viss grensevinkel. Kilde: f. Zapata.

I venstre bilde er blokken i stabil likevekt, siden den vinkelrett linjen som blir med i tyngdepunktet med gulvet passerer gjennom støtteflaten, som er basen til blokken.

I figuren til høyre er blokken skrå en vinkel θ, slik at den vinkelrett linjen som passerer gjennom tyngdepunktet faller nøyaktig på kanten av blokken av blokken. Når verdien av denne vinkelen overskrides, svinger blokken til høyre.

Figuren advarer om:

Hvis det lave tyngdepunktet, øker vinkelen og blokken kan vippes mer uten å snu. På den annen side, hvis tyngdepunktet stiger, er veltningsvinkelen lavere.

I tilfelle av velte, ville blokken være med et lavere tyngdepunkt, siden til Det er mindre enn b, Og derfor vil posisjonen være mer stabil, i tillegg til å bli støttet på en større overflate.

Stabile likevektssituasjoner

Nedenfor er vanlige situasjoner der den stabile balansen deltar, ikke bare av støttede organer:

Bilder som henger på veggen

Maleriene som slår veggene er i stabil likevekt, uten å vurdere friksjon, men bare vekten.

Sport

Når en fotballspiller løper bak ballen eller prøver å forhindre at han fjernes av en rivaliserende spiller, må han fikse dem for å holde balansen stabil.

Det kan tjene deg: Massenummer: Hva er det og hvordan du får det (med eksempler)

Den stabile balansen er også veldig nødvendig når du sykler.

Fottøy

Det er kjent at nålhælsko ikke er så stabile som den brede hælen, fordi de har en større støtteflate enn den første.

Fleksjoner

Når en person berører fingrene med hendene, uten å bøye knærne, er deigsenteret ute av kroppen. Imidlertid forblir personen i stabil likevekt, fordi den vinkelrett linjen som forbinder massesenteret med bakken, passerer gjennom området avgrenset av føttene.

På den annen side, hvis personen prøver å berøre fingrene, men holder ryggen og beina fast på veggen, vil han se at han ikke kan gjøre det uten å miste balansen, fordi den vinkelrett som forener massesenteret med gulvet går ikke forbi området som begrenser føttene.

Reise

For å opprettholde balansen når de reiser på en buss eller togbilen, skiller folk seg umiddelbart. På denne måten er støtteområdet større og er mindre sannsynlig å falle.

Brede dekk

Sportsbiler og konkurransebiler bruker brede dekk for å ha større stabilitet.

Referanser

1. Bauer, w. 2011. Fysikk for ingeniørfag og vitenskap. Volum 1. Mc Graw Hill.
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Konseptuell fysisk vitenskap. 5. plass. Ed. Pearson.
4. Resnick, r. (1999). Fysisk. Vol. 1. 3. utg. på spansk. Continental Editorial Company s.TIL. Av c.V.
5. Rex, a. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14. Ed. Volum 1. Pearson.