In diesem Artikel wird erklärt, was ein stabiles Gleichgewicht ist. Sie finden auch einige Beispiele für stabile Gleichgewichte. Darüber hinaus können Sie sehen, welche verschiedenen Gleichgewichtsarten es gibt und wann sich ein Punkt im stabilen Gleichgewicht befindet.
Was ist ein stabiles Gleichgewicht?
Ein stabiles Gleichgewicht ist der Zustand, in dem sich ein Körper befindet, wenn er nach dem Entfernen in seine ursprüngliche Position zurückkehrt. Mit anderen Worten: Wenn ein Körper bewegt wird und dann in seinen ursprünglichen Gleichgewichtszustand zurückkehrt, befindet sich dieser Körper in einem stabilen Gleichgewicht.
Normalerweise kehrt der Gegenstand oder Körper unter dem Einfluss der Schwerkraft in seine ursprüngliche Gleichgewichtsposition zurück.
Wie Sie sich vorstellen können, ist der stabile Gleichgewichtszustand im Ingenieurwesen und in der Architektur sehr wichtig, da wir stets versuchen, die größtmögliche Stabilität von Bauwerken zu erreichen.
Beispiele für stabiles Gleichgewicht
Nachdem wir die Definition des stabilen Gleichgewichts kennengelernt haben, sehen wir uns nun zwei Beispiele dieser Art von Gleichgewicht an, um seine Bedeutung besser zu verstehen.
Beispielsweise ist das Pendel ein Fall stabilen Gleichgewichts. Wenn wir die Pendelkugel bewegen und sie in eine andere Position als ihre ursprüngliche Position bringen, bewegt sich die Kugel von einer Seite zur anderen, bis sie in ihre ursprüngliche Ruheposition zurückkehrt.
Ein weiteres Beispiel für ein stabiles Gleichgewicht ist eine Glocke. Wenn Sie eine Glocke läuten, bewegt sie sich, bis sie wieder in ihrer Gleichgewichtsposition stoppt.
Arten von Skalen
Es gibt drei verschiedene Arten von Gleichgewichten: stabiles Gleichgewicht, instabiles Gleichgewicht und indifferentes Gleichgewicht.
- Stabiles Gleichgewicht : Ein Körper befindet sich im stabilen Gleichgewicht, wenn er in seine Ausgangslage zurückkehrt, nachdem er durch eine Kraft zur Seite gedrückt wurde.
- Instabiles Gleichgewicht : Ein Körper befindet sich im instabilen Gleichgewicht, wenn er nach einer seitlichen Verschiebung keine Gleichgewichtslage mehr findet.
- Indifferentes Gleichgewicht (oder neutrales Gleichgewicht): Ein Körper befindet sich im indifferenten Gleichgewicht, wenn er, wenn er seine Gleichgewichtslage verliert, eine neue, andere Gleichgewichtslage findet.
In der Physik kann man auch feststellen, ob sich ein Körper im stabilen Gleichgewicht befindet oder nicht, indem man prüft, ob er die Gleichgewichtsbedingungen erfüllt. Um zu sehen, wie es gemacht wird, klicken Sie hier:
stabiler Gleichgewichtspunkt
Eine andere Möglichkeit, ein stabiles Gleichgewicht zu definieren, ist die Verwendung von Mathematik, da potenzielle Energie mit dem Gleichgewicht eines Systems zusammenhängt.
Mathematisch gesehen befindet sich ein Punkt in einem stabilen Gleichgewicht , wenn die Potentialfunktion an diesem Punkt ein Minimum aufweist, oder anders ausgedrückt, wenn die zweite Ableitung der Potentialfunktion an diesem Punkt positiv ist.
Allerdings wird diese Definition im Allgemeinen nicht zur Erklärung eines stabilen Gleichgewichts verwendet, da man den algebraischen Ausdruck der Potentialfunktion kennen muss. Das Wichtigste in diesem Artikel ist also, dass Sie das Konzept des stabilen Gleichgewichts verstehen.