この記事では、中立バランスやニュートラルバランスとも呼ばれる無関心バランスとは何か、その特徴について解説します。さらに、無関心な均衡の例がいくつか見つかります。
無関心平衡とは何ですか？
無関心平衡とは、物体を動かすことによって別の平衡位置を見つけた場合に、その物体が自らを見つける状態です。言い換えれば、物体を平衡状態で動かしているときに、それが新しい平衡位置に移動する場合、その物体は無関心平衡状態にあります。
安定した平衡が常に好ましいため、無関心な平衡は構造の設計において理想的な状況ではないことに注意してください。しかし、これは不安定な均衡よりも明らかに良い状況です。以下では、3 種類のスケールの違いを見ていきます。
物理学では、無関心平衡は中立平衡または中立平衡とも呼ばれます。
無関心な均衡の例
無関心均衡 (または中立均衡) の定義がわかったので、その意味をよりよく理解するために、このタイプのバランスの 2 つの例を見てみましょう。
無関心平衡の例は、平らな面上に静止しているビー玉を動かす場合です。大理石を動かす前は静止していたため平衡状態にあり、力を加えると動きますがすぐに止まり、別の平衡位置を見つけます。
ドアも無関心なバランスの例です。ドアが開いていて動いていないとき、ドアは平衡位置にありますが、ドアにわずかな力を加えると、ドアは新しい平衡位置で停止するまで回転し、完全に閉じているか部分的に開いています。 。 。
スケールの種類
平衡には、安定平衡、不安定平衡、無関心平衡の 3 つの異なるタイプがあります。
- 安定平衡: 物体は移動後に元の位置に戻るとき、安定した平衡状態にあります。
- 不安定な平衡: 物体が脇に動かされた後に平衡位置を見つけることができない場合、物体は不安定な平衡状態にあります。
- 無関心平衡(または中立平衡): 物体がその平衡位置を離れたときに、新しい異なる平衡位置を見つける場合、物体は無関心平衡にあります。
無関心平衡点
最後に、位置エネルギーはシステムの安定性に関連しており、したがって数学によって関連付けることができるため、無関心平衡を定義する別の方法を見ていきます。
平衡点は、その点で位置エネルギーが変化しなければ問題ではありません。そして、これは位置エネルギーの二次導関数がゼロのときに起こります。
したがって、物体がどのような平衡状態にあるのかも数学を使用して判断できます。
ただし、最も重要なことは、無関心均衡の概念に固執することです。この 2 番目の定義の意味が理解できなくても心配する必要はありません。