Stabilitatea și instabilitatea echilibrului. Echilibrul corpurilor

Echilibrul este o stare a unui sistem în care forțele care acționează asupra sistemului sunt echilibrate între ele. Echilibrul poate fi stabil, instabil sau indiferent.

Conceptul de echilibru este unul dintre cele mai universale din științele naturii. Se aplică oricărui sistem, fie că este vorba de un sistem de planete care se mișcă pe orbite staționare în jurul unei stele, sau de o populație de pești tropicali dintr-o lagună a atolului. Dar cel mai simplu mod de a înțelege conceptul de stare de echilibru a unui sistem este prin exemplul sistemelor mecanice. În mecanică, un sistem este considerat a fi în echilibru dacă toate forțele care acționează asupra lui sunt complet echilibrate între ele, adică se anulează reciproc. Dacă citești această carte, de exemplu, stând pe un scaun, atunci ești într-o stare de echilibru, deoarece forța gravitației care te trage în jos este complet compensată de forța de presiune a scaunului asupra corpului tău, care acționează din partea de jos în sus. Nu cazi si nu zbori sus tocmai pentru ca esti intr-o stare de echilibru.

Există trei tipuri de echilibru, corespunzătoare a trei situații fizice.

Echilibrul stabil

Aceasta este ceea ce majoritatea oamenilor înțeleg de obicei prin „echilibru”. Imaginați-vă o minge în partea de jos a unui bol sferic. În repaus, este situat strict în centrul vasului, unde acțiunea atracției gravitaționale a Pământului este echilibrată de forța de reacție a suportului, îndreptată strict în sus, iar mingea se odihnește acolo exact așa cum te odihnești în scaun. . Dacă mutați mingea departe de centru, rostogolindu-o în lateral și în sus spre marginea bolului, atunci de îndată ce o eliberați, se va repezi imediat înapoi în punctul cel mai adânc din centrul bolului - în direcția spre poziția stabilă de echilibru.

Tu, stând pe un scaun, te afli într-o stare de odihnă datorită faptului că sistemul format din corpul tău și scaun este într-o stare de echilibru stabil. Prin urmare, atunci când unii parametri ai acestui sistem se modifică - de exemplu, atunci când greutatea dvs. crește, dacă, de exemplu, un copil stă în poală - scaunul, fiind un obiect material, își va schimba configurația în așa fel încât forța reacția de susținere crește – și vei rămâne într-o poziție de echilibru stabil (cel mai mult care se poate întâmpla este ca perna de sub tine să se scufunde puțin mai adânc).

În natură există multe exemple de echilibru stabil în diverse sisteme (și nu numai mecanice). Luați în considerare, de exemplu, relația prădător-pradă într-un ecosistem. Raportul dintre numărul populațiilor închise de prădători și prada lor ajunge rapid la o stare de echilibru - atât de mulți iepuri în pădure de la an la an reprezintă în mod constant atât de multe vulpi, relativ vorbind. Dacă, dintr-un motiv oarecare, dimensiunea populației de pradă se schimbă brusc (din cauza unei creșteri a natalității iepurilor de câmp, de exemplu), echilibrul ecologic va fi restabilit foarte curând datorită creșterii rapide a numărului de prădători, care va începe să extermine iepurii într-un ritm accelerat până când numărul de iepuri va reveni la normal și nu vor începe să se stingă de foame ei înșiși, aducând propria populație înapoi la normal, în urma căreia numărul populației atât de iepuri, cât și de vulpi va reveni. la norma care a fost observată înainte de creșterea ratei natalității printre iepuri. Adică, într-un ecosistem stabil, funcționează și forțele interne (deși nu în sensul fizic al cuvântului), căutând să readucă sistemul la o stare de echilibru stabil dacă sistemul se abate de la acesta.

Efecte similare pot fi observate în sistemele economice. O scădere bruscă a prețului unui produs duce la o creștere a cererii din partea vânătorilor de chilipiruri, o reducere ulterioară a stocului și, în consecință, o creștere a prețului și o scădere a cererii pentru produs - și așa mai departe până când sistemul revine. la o stare de echilibru stabil al prețurilor între cerere și ofertă. (În mod firesc, în sistemele reale, atât ecologice, cât și economice, pot acționa factori externi care deviază sistemul de la o stare de echilibru - de exemplu, împușcarea sezonieră a vulpilor și/sau iepurilor de câmp sau reglementarea guvernamentală a prețurilor și/sau a cotelor de consum. O astfel de interferență duce la un echilibru de deplasare, al cărui analog în mecanică ar fi, de exemplu, deformarea sau înclinarea unui bol.)

Echilibru instabil

Cu toate acestea, nu orice echilibru este stabil. Imaginați-vă o minge echilibrată pe lama unui cuțit. Forța gravitației îndreptată strict în jos în acest caz este, evident, complet echilibrată de forța reacției de sprijin îndreptată în sus. Dar de îndată ce centrul mingii este deviat de punctul de repaus care cade pe linia lamei chiar și cu o fracțiune de milimetru (și pentru aceasta este suficientă o influență slabă a forței), echilibrul va fi perturbat instantaneu și forța gravitației va începe să tragă mingea din ce în ce mai departe de ea.

Un exemplu de echilibru natural instabil este echilibrul termic al Pământului când perioadele de încălzire globală alternează cu noi ere glaciare și invers ( cm. cicluri Milankovitch). Temperatura medie anuală a suprafeței planetei noastre este determinată de bilanțul energetic dintre radiația solară totală care ajunge la suprafață și radiația termică totală a Pământului în spațiul cosmic. Acest echilibru termic devine instabil în felul următor. În unele ierni zăpadă mai mult decât de obicei. Vara următoare nu este suficientă căldură pentru a topi zăpada în exces, iar vara este, de asemenea, mai rece decât de obicei datorită faptului că, din cauza zăpezii în exces, suprafața Pământului reflectă o pondere mai mare a razelor solare înapoi în spațiu decât înainte. . Din această cauză, iarna următoare se dovedește a fi și mai zăpadă și mai rece decât cea anterioară, iar vara următoare lasă și mai multă zăpadă și gheață la suprafață, reflectând energia solară în spațiu... Nu este greu de observat că cu cât un astfel de sistem global de climă se abate de la punctul de plecare al echilibrului termic, cu atât mai rapid cresc procesele care îndepărtează climatul de acesta. În cele din urmă, pe suprafața Pământului din regiunile polare, de-a lungul multor ani de răcire globală, se formează mulți kilometri de straturi de ghețari, care se deplasează inexorabil spre latitudini din ce în ce mai joase, aducând cu ei următoarea epocă glaciară pe planetă. Așa că este greu de imaginat un echilibru mai precar decât cel climatic global.

Un tip de echilibru instabil numit metastabil, sau echilibru cvasi-stabil. Imaginați-vă o minge într-o canelură îngustă și puțin adâncă - de exemplu, pe lama unui patinaj artistic întoarsă cu vârful în sus. O ușoară abatere - un milimetru sau doi - de la punctul de echilibru va duce la apariția unor forțe care vor readuce mingea la o stare de echilibru în centrul șanțului. Cu toate acestea, puțin mai multă forță va fi suficientă pentru a muta mingea dincolo de zona de echilibru metastabil și va cădea de pe lama patinei. Sistemele metastabile, de regulă, au proprietatea de a rămâne într-o stare de echilibru pentru o perioadă de timp, după care se „desprind” de aceasta ca urmare a oricărei fluctuații a influențelor externe și „se prăbușesc” într-un proces ireversibil caracteristic instabil. sisteme.

Un exemplu tipic de echilibru cvasi-stabil este observat în atomii substanței de lucru ale anumitor tipuri de instalații laser. Electronii din atomii fluidului de lucru laser ocupă orbite atomice metastabile și rămân pe ele până la trecerea primului cuantum de lumină, care îi „doarnă” de pe o orbită metastabilă pe una stabilă inferioară, emițând un nou cuantum de lumină, coerent cu cel care trece, care, la rândul său, scoate electronul următorului atom dintr-o orbită metastabilă etc. Ca urmare, se lansează o reacție de radiație de fotoni coerenți asemănătoare unei avalanșe, formând un fascicul laser, care, de fapt , stă la baza acțiunii oricărui laser.

Echilibrul indiferent

Un caz intermediar între echilibrul stabil și cel instabil este așa-numitul echilibru indiferent, în care orice punct din sistem este un punct de echilibru, iar abaterea sistemului de la punctul inițial de repaus nu schimbă nimic în echilibrul de forțe din interiorul aceasta. Imaginați-vă o minge pe o masă orizontală complet netedă - indiferent unde o mutați, aceasta va rămâne într-o stare de echilibru.

Toate forțele aplicate corpului față de axa de rotație care trece prin orice punct O sunt egale cu zero ΣΜO(Fί)=0. Această definiție limitează atât mișcarea de translație, cât și mișcarea de rotație a corpului.

Într-o stare de echilibru, corpul este în repaus (vectorul viteză este zero) în cadrul de referință ales.

Definiție prin energie de sistem

Deoarece energia și forțele sunt legate prin relații fundamentale, această definiție este echivalentă cu prima. Cu toate acestea, definiția în termeni de energie poate fi extinsă pentru a oferi informații despre stabilitatea poziției de echilibru.

Tipuri de echilibru

Să dăm un exemplu pentru un sistem cu un grad de libertate. În acest caz, o condiție suficientă pentru poziția de echilibru va fi prezența unui extremum local în punctul studiat. După cum se știe, condiția pentru un extremum local al unei funcții diferențiabile este ca derivata sa prima să fie egală cu zero. Pentru a determina când acest punct este minim sau maxim, trebuie să analizați derivata a doua a acestuia. Stabilitatea poziției de echilibru este caracterizată de următoarele opțiuni:

• echilibru instabil;
• echilibru stabil;
• echilibru indiferent.

Echilibru instabil

În cazul în care derivata a doua< 0, потенциальная энергия системы находится в состоянии локального максимума. это означает, что положение равновесия instabil. Dacă sistemul este deplasat pe o distanță mică, acesta își va continua mișcarea datorită forțelor care acționează asupra sistemului.

Echilibrul stabil

Derivată a doua > 0: energie potențială la minim local, poziție de echilibru durabil. Dacă sistemul este deplasat pe o distanță mică, acesta va reveni la starea sa de echilibru.

Echilibrul indiferent

Derivată a doua = 0: în această regiune energia nu variază și poziția de echilibru este indiferent. Dacă sistemul este mutat pe o distanță mică, acesta va rămâne în noua poziție.

Stabilitate în sisteme cu un număr mare de grade de libertate

Dacă un sistem are mai multe grade de libertate, atunci pot fi obținute rezultate diferite pentru diferite direcții, dar echilibrul va fi stabil doar dacă este stabil în toate direcţiile.

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Echilibrul stabil” în alte dicționare:

echilibru stabil

Vezi art. Reziliența comunității. Dicționar enciclopedic ecologic. Chișinău: Redacția principală a Enciclopediei Sovietice Moldovenești. I.I. Dedu. 1989... Dicționar ecologic

echilibru stabil- pastovioji pusiausvyra statusas T sritis chemija apibrėžtis Būsena, kuriai esant sistema, dėl trikdžių praradusi pusiausvyrą, trikdžiams nustojus veikti vėl pasidaro pusiausvira. atitikmenys: engl. echilibru stabil rus. echilibru stabil...... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

echilibru stabil- stabilioji pusiausvyra statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. echilibru stabil vok. gesichertes Gleichgewicht, n; stabiles Gleichgewicht, n rus. echilibru stabil, n pranc. équilibre stabil, m … Fizikos terminų žodynas

echilibru stabil- Echilibrul unui sistem mecanic, în care, în cazul oricărei modificări suficient de mici a poziției sale și care îi conferă viteze suficient de mici, sistemul în toate momentele ulterioare va ocupa poziții arbitrar apropiate de... ... Dicționar terminologic explicativ politehnic

echilibru stabil al sistemului- Echilibru, în care, după eliminarea cauzelor care au cauzat eventualele abateri ale sistemului, acesta revine în poziția inițială sau aproape de acesta. [Culegere de termeni recomandați. Problema 82. Mecanica structurală. Academia de Științe a URSS.... ... Ghidul tehnic al traducătorului

echilibru stabil al atmosferei- Starea atmosferei când gradientul vertical de temperatură a aerului este mai mic decât gradientul adiabatic uscat și nu există mișcare verticală a aerului... Dicţionar de Geografie

echilibrul sistemului este stabil- Echilibrul în care sistemul revine la poziția inițială sau aproape de ea după eliminarea motivelor care au cauzat posibila abatere a sistemului [Dicționar terminologic de construcție în 12 limbi (VNIIIS Gosstroy URSS)] EN stabil... .. . Ghidul tehnic al traducătorului

ECHILIBRI, echilibru, plural. nu, cf. (carte). 1. O stare de imobilitate, de odihnă, în care un corp este sub influența unor forțe egale, direcționate în sens opus și deci anihilante reciproc (mecanice). Balanta puterii. Durabil...... Dicționar explicativ al lui Ushakov

Pagina 1

Echilibrul instabil se caracterizează prin faptul că sistemul, fiind scos din echilibru, nu revine la starea inițială, ci trece într-o altă stare stabilă. Sistemele pot fi într-o stare de echilibru instabil pentru o perioadă scurtă de timp. În practică, există stări semi-stabile (metastabile) care sunt stabile în raport cu o stare mai îndepărtată. Stările metastabile sunt posibile în cazurile în care funcțiile caracteristice au mai multe puncte extreme. După o anumită perioadă de timp, sistemul, care se află într-o stare metastabilă, trece într-o stare stabilă (stabilă).

Un echilibru instabil diferă de unul stabil prin aceea că un sistem, fiind scos dintr-o stare de echilibru, nu revine la starea inițială, ci trece într-o nouă stare stabilă de echilibru.

Un echilibru instabil apare atunci când o anumită abatere de la prețurile de echilibru creează forțe care tind să mute prețurile din ce în ce mai departe de starea de echilibru. În analiza cererii și ofertei, acest fenomen poate apărea atunci când atât curbele ofertei, cât și cele ale cererii au o pantă negativă, iar curba ofertei intersectează curba cererii de sus. Dacă îl traversează de jos, atunci există încă un echilibru stabil. Starea de echilibru poate să nu apară deloc. Folosind exemplul curbelor cererii și ofertei, se poate demonstra că există cazuri în care curbele nu se intersectează și, prin urmare, nu există un preț de echilibru, întrucât nu există un preț care să satisfacă atât cumpărătorii, cât și vânzătorii. Și, în sfârșit, curbele cererii și ofertei se pot intersecta de mai multe ori, apoi pot exista mai multe prețuri de echilibru, iar la fiecare dintre ele va exista un echilibru stabil.

Echilibrul instabil se caracterizează prin faptul că un corp, deviat de la poziția inițială, nu se întoarce la el și nu rămâne în noua poziție. Și în sfârșit, dacă corpul rămâne într-o nouă poziție și nu se străduiește să revină la poziția inițială, atunci echilibrul se numește indiferent.

Un echilibru instabil diferă de unul stabil prin aceea că un sistem, fiind scos dintr-o stare de echilibru, nu revine la starea inițială, ci trece într-o stare nouă, stabilă de echilibru.

Echilibrul instabil diferă de echilibrul stabil prin aceea că sistemul, fiind scos din stare (echilibru), nu revine la starea inițială, ci trece într-o stare nouă - stabilă de echilibru.

Echilibrul instabil, dacă corpul, fiind scos din poziția de echilibru în următoarea poziție cea mai apropiată și apoi lăsat singur, se va abate și mai mult de la această poziție.

Echilibrul instabil apare dacă un corp, fiind adus dintr-o poziție de echilibru în cea mai apropiată poziție și apoi lăsat singur, se abate și mai mult de la această poziție de echilibru.

Un echilibru instabil se deosebește de unul stabil prin aceea că sistemul, fiind scos dintr-o stare de echilibru, nu revine la starea inițială, ci trece într-o stare nouă și, în plus, stabilă de echilibru. Un echilibru instabil nu poate exista și, prin urmare, nu este luat în considerare în termodinamică.

Un echilibru instabil se deosebește de unul stabil prin aceea că sistemul, fiind scos dintr-o stare de echilibru, nu revine la starea inițială, ci trece într-o stare nouă și, în plus, stabilă de echilibru.

Echilibrul instabil este practic imposibil, deoarece este imposibil să izolați sistemul de influențele externe infinitezimale.

Echilibrul precar dintre cererea și oferta de petrol și perspectivele unei tranziții fără probleme prin realizarea unui mix energetic optim determină lumea să manifeste un interes serios pentru găsirea de alternative la petrol pentru a încuraja conservarea petrolului, precum și pentru adoptarea de legi pentru conservarea energiei. În cele din urmă, sunt oferite câteva gânduri despre modul în care cooperarea poate ajuta lumea să evite lipsurile catastrofale în această perioadă de tranziție.

Pentru a judeca comportamentul unui corp în condiții reale, nu este suficient să știm că acesta este în echilibru. Mai trebuie să evaluăm acest echilibru. Există echilibre stabile, instabile și indiferente.

Echilibrul corpului se numește durabil, dacă, la abaterea de la acesta, apar forțe care readuc corpul în poziția de echilibru (Fig. 1, a, poziția 2 ). În echilibru stabil, centrul de greutate al corpului ocupă cea mai joasă dintre toate pozițiile din apropiere. Poziția de echilibru stabil este asociată cu un minim de energie potențială în raport cu toate pozițiile apropiate ale corpului.

Echilibrul corpului se numește instabil, dacă, cu cea mai mică abatere de la aceasta, rezultanta forțelor care acționează asupra corpului provoacă o abatere suplimentară a corpului de la poziția de echilibru (Fig. 1, a, poziția 1 ). Într-o poziție de echilibru instabilă, înălțimea centrului de greutate este maximă, iar energia potențială este maximă în raport cu alte poziții apropiate ale corpului.

Echilibrul, în care deplasarea unui corp în orice direcție nu provoacă o modificare a forțelor care acționează asupra acestuia și se menține echilibrul corpului, se numește indiferent(Fig. 1, a, poziție 3 ).

Echilibrul indiferent este asociat cu energia potențială constantă a tuturor stărilor apropiate, iar înălțimea centrului de greutate este aceeași în toate pozițiile suficient de apropiate.

Un corp care are o axă de rotație (de exemplu, o riglă uniformă care se poate roti în jurul unei axe care trece printr-un punct DESPRE, prezentată în figura 1, b), este în echilibru dacă linia dreaptă verticală care trece prin centrul de greutate al corpului trece prin axa de rotație. Mai mult, dacă centrul de greutate C este mai mare decât axa de rotație (Fig. 1, b; 1 ), atunci pentru orice abatere de la poziția de echilibru energia potențială scade și momentul de greutate față de axă DESPRE mută corpul mai departe de poziția sa de echilibru. Aceasta este o poziție de echilibru instabilă. Dacă centrul de greutate este sub axa de rotație (Fig. 1, b; 2 ), atunci echilibrul este stabil. Dacă centrul de greutate și axa de rotație coincid (Fig. 1, b; 3 ), atunci poziția de echilibru este indiferentă.

Un corp care are o zonă de sprijin este în echilibru dacă linia verticală care trece prin centrul de greutate al corpului nu depășește zona de sprijin a acestui corp, adică. dincolo de conturul format de punctele de contact ale corpului cu suportul.Echilibrul în acest caz depinde nu numai de distanța dintre centrul de greutate și suport (adică de energia sa potențială în câmpul gravitațional al Pământului), dar și asupra locației și dimensiunii zonei de sprijin a acestui corp.

Figura 1, c prezintă un corp în formă de cilindru. Dacă îl înclinați la un unghi mic, acesta va reveni la poziția inițială. 1 sau 2 Dacă îl înclinați într-un unghi β (poziţie 3 ), atunci corpul se va răsturna. Pentru o anumită masă și zonă de sprijin, stabilitatea unui corp este mai mare, cu cât centrul său de greutate este mai jos, adică. cu atât este mai mic unghiul dintre linia dreaptă care leagă centrul de greutate al corpului și punctul extrem de contact al zonei de sprijin cu planul orizontal.

Literatură

Aksenovich L. A. Fizica în liceu: Teorie. Sarcini. Teste: manual. alocație pentru instituțiile care oferă învățământ general. mediu, educație / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P. 85-87.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Obiectivele lecției: Studiați starea de echilibru a corpurilor, familiarizați-vă cu diferite tipuri de echilibru; afla conditiile in care corpul se afla in echilibru.

Obiectivele lecției:

• Educational: Studiați două condiții de echilibru, tipuri de echilibru (stabil, instabil, indiferent). Aflați în ce condiții corpurile sunt mai stabile.
• Educational: Pentru a promova dezvoltarea interesului cognitiv pentru fizică. Dezvoltarea abilităților de a compara, generaliza, evidenția principalul lucru, trage concluzii.
• Educational: Să cultive atenția, capacitatea de a-și exprima punctul de vedere și de a-l apăra, de a dezvolta abilitățile de comunicare ale elevilor.

Tip de lecție: lecție despre învățarea de materiale noi cu suport computer.

Echipament:

1. Disc „Munca și putere” din „Lecții și teste electronice.
2. Tabelul „Condiții de echilibru”.
3. Prismă de înclinare cu plumb.
4. Corpuri geometrice: cilindru, cub, con etc.
5. Computer, proiector multimedia, tablă interactivă sau ecran.
6. Prezentare.

În timpul orelor

Astăzi în lecție vom învăța de ce macaraua nu cade, de ce jucăria Vanka-Vstanka revine întotdeauna la starea inițială, de ce Turnul înclinat din Pisa nu cade?

I. Repetarea și actualizarea cunoștințelor.

1. Prezentați prima lege a lui Newton. La ce condiție se referă legea?
2. La ce întrebare răspunde cea de-a doua lege a lui Newton? Formula și formularea.
3. La ce întrebare răspunde cea de-a treia lege a lui Newton? Formula și formularea.
4. Care este forța rezultantă? Cum se află ea?
5. De pe discul „Mișcarea și interacțiunea corpurilor” finalizați sarcina nr. 9 „Rezultatul forțelor cu direcții diferite” (regula pentru adăugarea vectorilor (2, 3 exerciții)).

II. Învățarea de materiale noi.

1. Ce se numește echilibru?

Echilibrul este o stare de odihnă.

2. Condiții de echilibru.(diapozitivul 2)

a) Când este corpul în repaus? Din ce lege rezultă asta?

Prima condiție de echilibru: Un corp este în echilibru dacă suma geometrică a forțelor externe aplicate corpului este egală cu zero. ∑F = 0

b) Lăsați două forțe egale să acționeze pe tablă, așa cum se arată în figură.

Va fi în echilibru? (Nu, se va întoarce)

Doar punctul central este în repaus, restul se mișcă. Aceasta înseamnă că pentru ca un corp să fie în echilibru, este necesar ca suma tuturor forțelor care acționează asupra fiecărui element să fie egală cu 0.

A doua condiție de echilibru: Suma momentelor forțelor care acționează în sensul acelor de ceasornic trebuie să fie egală cu suma momentelor forțelor care acționează în sens invers acelor de ceasornic.

∑ M în sensul acelor de ceasornic = ∑ M în sens invers acelor de ceasornic

Moment de forță: M = F L

L – brațul forței – cea mai scurtă distanță de la punctul de sprijin până la linia de acțiune a forței.

3. Centrul de greutate al corpului și locația acestuia.(diapozitivul 4)

Centrul de greutate al corpului- acesta este punctul prin care trece rezultanta tuturor forțelor paralele de gravitație care acționează asupra elementelor individuale ale corpului (pentru orice poziție a corpului în spațiu).

Aflați centrul de greutate al următoarelor figuri:

4. Tipuri de echilibru.

A) (diapozitivele 5-8)

Concluzie: Echilibrul este stabil dacă, cu o mică abatere de la poziția de echilibru, există o forță care tinde să-l readucă în această poziție.

Poziția în care energia sa potențială este minimă este stabilă. (diapozitivul 9)

b) Stabilitatea corpurilor situate în punctul de sprijin sau pe linia de sprijin.(diapozitivele 10-17)

Concluzie: Pentru stabilitatea unui corp situat într-un punct sau linie de sprijin, este necesar ca centrul de greutate să fie sub punctul (linia) de sprijin.

c) Stabilitatea corpurilor situate pe o suprafață plană.

(diapozitivul 18)

1) Suprafata de sustinere– aceasta nu este întotdeauna suprafața care este în contact cu corpul (ci cea care este limitată de liniile care leagă picioarele mesei, trepied)

2) Analiza slide-ului de la „Lecții și teste electronice”, disc „Munca și putere”, lecția „Tipuri de echilibru”.

Poza 1.

1. Cum sunt diferite scaunele? (Zona de suport)
2. Care este mai stabil? (Cu suprafata mai mare)
3. Cum sunt diferite scaunele? (Locația centrului de greutate)
4. Care este cel mai stabil? (Ce centru de greutate este mai jos)
5. De ce? (Deoarece poate fi înclinat la un unghi mai mare fără a se răsturna)

3) Experimentați cu o prismă de deviere

1. Să punem o prismă cu un plumb pe tablă și să începem să o ridicăm treptat cu o margine. Ce vedem?
2. Atâta timp cât plumbul intersectează suprafața delimitată de suport, echilibrul este menținut. Dar de îndată ce linia verticală care trece prin centrul de greutate începe să depășească limitele suprafeței de sprijin, orice altceva se răsturnează.

Analiză diapozitivele 19–22.

Concluzii:

1. Corpul care are cea mai mare zonă de sprijin este stabil.
2. Dintre două corpuri de aceeași zonă, cel al cărui centru de greutate este mai jos este stabil, deoarece poate fi înclinat fără să se răstoarne la un unghi mare.

Analiză diapozitivele 23–25.

Care nave sunt cele mai stabile? De ce? (În care încărcătura este situată în cale și nu pe punte)

Ce mașini sunt cele mai stabile? De ce? (Pentru a crește stabilitatea mașinilor la virare, suprafața drumului este înclinată în direcția virajului.)

Concluzii: Echilibrul poate fi stabil, instabil, indiferent. Cu cât suprafața de sprijin este mai mare și cu cât centrul de greutate este mai mic, cu atât stabilitatea corpurilor este mai mare.

III. Aplicarea cunoștințelor despre stabilitatea corpurilor.

1. Care sunt specialitățile care au cea mai mare nevoie de cunoștințe despre echilibrul corpului?
2. Proiectanți și constructori de diferite structuri (cladiri înalte, poduri, turnuri de televiziune etc.)
3. Artisti de circ.
4. Șoferi și alți profesioniști.

(diapozitivele 28–30)

1. De ce „Vanka-Vstanka” revine la poziția de echilibru la orice înclinare a jucăriei?
2. De ce Turnul din Pisa stă în unghi și nu cade?
3. Cum își mențin echilibrul bicicliștii și motocicliștii?

Concluzii de la lecție:

1. Există trei tipuri de echilibru: stabil, instabil, indiferent.
2. O poziție stabilă a unui corp în care energia sa potențială este minimă.
3. Cu cât suprafața de sprijin este mai mare și cu cât centrul de greutate este mai mic, cu atât stabilitatea corpurilor pe o suprafață plană este mai mare.

Teme pentru acasă: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Buhovtsev, N.N. Sotsky)

Surse și literatura de specialitate utilizate:

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Buhovtsev, N.N. Sotsky. Fizică. Clasa 10.
2. Bandă de film „Sustainability” 1976 (scanată de mine pe un scanner de film).
3. Disc „Mișcarea și interacțiunea corpurilor” din „Lecții și teste electronice”.
4. Disc „Munca și putere” din „Lecții și teste electronice”.