В этой статье объясняется, что такое устойчивое равновесие. Вы также найдете несколько примеров устойчивого равновесия. Кроме того, вы сможете увидеть, какие существуют типы равновесия и когда точка находится в устойчивом равновесии.
Что такое устойчивое равновесие?
Устойчивое равновесие — это состояние, в котором находится тело, если после его удаления оно возвращается в исходное положение. Другими словами, если тело перемещается, а затем возвращается в исходное состояние равновесия, это тело находится в устойчивом равновесии.
В норме предмет или тело возвращается в исходное положение равновесия под действием силы тяжести.
Как вы понимаете, состояние устойчивого равновесия очень важно в технике и архитектуре, поскольку мы всегда стремимся достичь максимально возможной устойчивости конструкций.
Примеры устойчивого равновесия
Увидев определение устойчивого равновесия, мы теперь увидим два примера равновесия этого типа, чтобы лучше понять его значение.
Например, маятник представляет собой случай устойчивого равновесия. Когда мы перемещаем шарик-маятник и помещаем его в положение, отличное от исходного, шарик перемещается из стороны в сторону, пока не вернется в исходное положение покоя.
Другим примером устойчивого равновесия является колокол. Если вы позвоните в колокольчик, он будет двигаться до тех пор, пока снова не остановится в положении равновесия.
Виды весов
Различают три типа равновесия: устойчивое равновесие, неустойчивое равновесие и индифферентное равновесие.
- Устойчивое равновесие : тело находится в устойчивом равновесии, когда оно возвращается в исходное положение после того, как его оттолкнуло силой.
- Неустойчивое равновесие : тело находится в неустойчивом равновесии, когда оно больше не находит положения равновесия после того, как его оттолкнули в сторону.
- Индифферентное равновесие (или нейтральное равновесие): тело находится в индифферентном равновесии, если, потеряв положение равновесия, оно находит новое, иное положение равновесия.
В физике другой способ определить, находится ли тело в устойчивом равновесии или нет, — это проверить, удовлетворяет ли оно условиям равновесия. Чтобы увидеть, как это делается, нажмите здесь:
стабильная точка равновесия
Другой способ определить устойчивое равновесие — использовать математику, поскольку потенциальная энергия связана с балансом системы.
Математически точка находится в устойчивом равновесии, если потенциальная функция имеет минимум в этой точке или, другими словами, если вторая производная потенциальной функции в этой точке положительна.
Однако это определение обычно не используется для объяснения устойчивого равновесия, поскольку необходимо знать алгебраическое выражение потенциальной функции. Итак, в этой статье важно, чтобы вы поняли концепцию устойчивого равновесия.