In dit artikel wordt uitgelegd wat het betekent als een lichaam zich in een onstabiel evenwicht bevindt. Ook vind je voorbeelden van instabiel evenwicht en de kenmerken van een instabiel evenwicht.
Wat is een onstabiel evenwicht?
Instabiel evenwicht is een toestand waarin een lichaam zich bevindt als het bij beweging niet terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie. Met andere woorden: als een lichaam beweegt en het niet terugkeert naar waar het was, maar weggaat, bevindt het lichaam zich in een onstabiel evenwicht.
Wanneer een object of lichaam zich in deze toestand bevindt, kan het normaal gesproken niet terugkeren naar zijn oorspronkelijke evenwichtspositie vanwege de kracht van het gewicht, dat wil zeggen vanwege de zwaartekracht die door de aarde erop wordt uitgeoefend.
Het is raadzaam dat lichamen zich niet in een onstabiel evenwicht bevinden, omdat een kleine beweging ervoor kan zorgen dat een hele structuur verandert. Daarom proberen architectuur en techniek altijd een stabiel evenwicht te vinden. Hieronder zien we de verschillen tussen de soorten saldi.
Voorbeelden van onstabiel evenwicht
Gezien de definitie van onstabiel evenwicht, volgen hieronder twee voorbeelden van dit type evenwicht. Op deze manier kun je de betekenis van onstabiel evenwicht beter begrijpen.
Als we bijvoorbeeld een potlood in onze hand houden zodat het recht blijft, verkeert het potlood in een onstabiele balans, want als we het loslaten, zal het onmiddellijk vallen en niet terugkeren naar zijn oorspronkelijke positie.
Een ander voorbeeld van een onstabiel evenwicht is een kaartenhuis. Als het ons lukt om het kasteel met de kaarten in elkaar te zetten, is het systeem in balans, maar als we een kleine beweging op een kaart veroorzaken, stort het kasteel in en keert het niet terug naar de oorspronkelijke staat.
Dit laatste voorbeeld toont het belang van stabiel evenwicht bij het ontwerpen van constructies. Een kleine beweging kan er niet voor zorgen dat het gebouw instort, maar het gebouw moet wel terugkeren naar zijn oorspronkelijke positie om de veiligheid te garanderen.
Soorten weegschalen
In de natuurkunde zijn er drie verschillende soorten evenwicht: stabiel evenwicht, onstabiel evenwicht en onverschillig evenwicht.
- Stabiel evenwicht : Een lichaam bevindt zich in een stabiel evenwicht als het terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie nadat het is verwijderd.
- Instabiel evenwicht : Een lichaam bevindt zich in een onstabiel evenwicht als het na verplaatsing geen evenwichtspositie vindt.
- Onverschillig evenwicht (of neutraal evenwicht): een lichaam bevindt zich in een onverschillig evenwicht als het, wanneer het zijn evenwichtspositie verlaat, een nieuwe, andere evenwichtspositie vindt.
onstabiel evenwichtspunt
Wiskundig gezien is de potentiële energiefunctie gerelateerd aan de evenwichtspositie van een systeem. Daarom kan een onstabiel evenwicht ook worden gedefinieerd door potentiële energie.
Een evenwichtspunt is instabiel als de potentiële energiefunctie op dit punt een maximum heeft, dat wil zeggen als de tweede afgeleide van de potentiële energie op dit punt negatief is.
Als je deze definitie niet goed begrijpt, maak je dan geen zorgen, want je hebt geavanceerde kennis van de wiskunde nodig om afgeleiden onder de knie te krijgen. Het belangrijkste is dat je het concept van onstabiel evenwicht begrijpt. Houd er in die zin rekening mee dat als u vragen heeft, u deze hieronder in de reacties kunt stellen.