Как управлять равновесием доклад
Обновлено: 17.05.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Как управлять равновесием
Проект на тему:
Выполнила:
Нефедова Анастасия
ученица 10 класса "А"
НОУ "СОШ № 38 ОАО "РЖД"
Учитель:
Валовень С. А.
г. Мичуринск, 2008
Содержание:
1. Общее условие равновесия
2. Центр тяжести
3. Виды равновесия
4. Опыты, опыты, опыты
5. Выводы
6. Информационные ресурсы
выход
Тело находится в равновесии, если равны нулю
геометрическая сумма векторов всех приложенных к нему
сил и алгебраическая сумма моментов этих сил относительно
оси вращения.
1.Общее условие равновесия
Согласно законам Ньютона при равенстве
нулю равнодействующей всех сил тело
может находиться в покое или двигаться
равномерно и прямолинейно.
Равенство нулю алгебраической суммы
моментов сил не означает также, что при
этом тело обязательно находится в покое.
На протяжении нескольких миллиардов лет
с постоянным периодом продолжается
вращение Земли вокруг оси именно потому,
что алгебраическая сумма моментов сил,
действующих на Землю со стороны других
тел, очень мала.
меню
Точку, через которую проходит
равнодействующая сил тяжести при
любом расположению тела называют
центром тяжести.
У каждого предмета есть центр тяжести.
Например, у однородной палки он
находится точно на ее середине, у крышки
кастрюли — в ее центре. Для того чтобы
горизонтально подвесить палку,
понадобятся самое маленькое две нитки,
привязанные к ее концам, но,
воспользовавшись центром тяжести, можно
обойтись и одной ниткой, привязанной к
самой середине палки. Тоже самое с
крышкой.
2.Центр тяжести
меню
Установка для
определения центра
тяжести тела
От положения центра тяжести зависит равновесие предмета.
Если центр тяжести находится ниже точки опоры и точно под
ней, будет самое устойчивое равновесие. Это можно
проследить на опытах, которые мы с вами сейчас проделаем.
Равновесие называется устойчивым,
если после небольших внешних
воздействий тело возвращается в
исходное состояние равновесия.
Это происходит, если при
небольшом смещении тела в любом
направлении от первоначального
положения равнодействующая сил,
действующих на тело, становится
отличной от нуля и направляется к
положению равновесия. В
устойчивом равновесии находится,
например, шар на дне углубления.
Устойчивое равновесие
меню
Равновесие называется
неустойчивым, если при
небольшом смещении тела из
положения равновесия
равнодействующая приложенных
к нему сил отлична от нуля и
направлена от положения
равновесия.
В неустойчивом равновесии
находятся, например, сани на
вершине горки.
Неустойчивое равновесие
меню
Если при небольших
смещениях тела из
первоначального положения
равнодействующая
приложенных к телу сил
остается равной нулю, то
тело находится в состоянии
безразличного равновесия.
В безразличном равновесии
находится шар на
горизонтальной поверхности.
Безличное равновесие
меню
меню
4.Опыты, опыты, опыты
* Соревнование двух карандашей.
* Опыт с устойчивым равновесием.
* Устойчивый карандаш.
* Удивительная птичка.
* Почему же одна?
* Равновесие вилок.
* А теперь наверху тарелка!
* Пирамида из шашек.
* Опыт с неустойчивым равновесием.
Возьмем два граненых карандаша и будем держать их
перед собой параллельно, положив на них линейку.
Начнем сближать карандаши. Сближение будет
происходить поочередными движениями: то один
карандаш движется, то другой. Даже если вмешаться в
их движение, ничего не получится. Они все равно
будут двигаться по очереди. Почему это происходит?
Как только на одном карандаше давление стало
больше и трение настолько возросло, что карандаш
дальше двигаться не может, он останавливается. Зато
второй карандаш может теперь двигаться под
линейкой. Но через некоторое время давление и над
ним становится больше, чем над первым карандашом,
и из-за увеличения трения он останавливается. А
теперь может двигаться первый карандаш. Так,
двигаясь по очереди, карандаши встретятся на самой
середине линейки, у ее центра тяжести. В этом легко
убедиться по делениям линейки.
опыты
Соревнование двух карандашей
(определение центра тяжести)
Если отвесная линия проходит через
точку опоры или подвеса и через
центр тяжести, уже можно надеяться,
что равновесие будет обеспечено.
Мяч, который лежит так как
изображено на фотографии, всегда
будет находиться в состоянии
равновесия, потому что его центр
тяжести будет соединен с точкой
опоры отвесной линией, как бы мы
мяч не передвигали. Другое дело,
чтобы шар удержался на кончике
пальца. И хотя такое равновесие
будет очень неустойчивым, но все-
таки, оказывается, и оно возможно.
Опыт с устойчивым равновесием
опыты
Если в предыдущем опыте пришлось
искусственно бороться с неустойчивым
равновесием, то в этом опыте никакого
искусства не понадобится. Это
старинный, очень наглядный опыт.
Заточим карандаш, чтобы у него был
острый конец, и немного выше конца
воткнем полураскрытый перочинный
нож. Поставим острие карандаша на
указательный палец, и карандаш будет
стоять на пальце, слегка покачиваясь.
Теперь вопрос: где находится центр
тяжести карандаша и перочинного
ножа? Ответ простой: на пересечении
отвесной линии, проведенной через
точку опоры и рукоятку ножа. То есть в
самой рукоятке, значительно ниже
точки опоры.
Устойчивый карандаш
опыты
Устойчивое равновесие потому
и устойчиво, что стоит его
нарушить (например,
отклонить неваляшку в
сторону), как тут же возникают
силы, стремящиеся вернуть
систему к исходному
положению. Этот вид
равновесия используется при
создании игрушек, к примеру
этой удивительной птички.
Удивительная птичка
опыты
Возьмем бутылочную пробку (из
пробкового дерева) и воткнем в ее торец,
в самый центр, иголку ушком в пробку.
По бокам в пробку воткнем, по
возможности симметрично, две вилки с
некоторым наклоном, чтобы получилась
треугольная фигура с пробкой в ее
вершине.
Возьмем бутылку, положим на ее
горлышко пятирублевую монету и
поставим на нее конец иголки. Наши
вилки чувствуют себя настолько
устойчиво, что их даже можно вращать
вокруг горлышка бутылки. Прикрепим
теперь к одной из вилок кусочек
пластилина или хлебного мякиша. Вся
система немного наклонится, но не
упадет. На этом принципе работают
аптечные и лабораторные весы.
Равновесие вилок
опыты
Можно ли уравновесить тарелку на острие
иглы? Для этого нужно подобрать что-нибудь
потяжелее. В нашем опыте взяты четыре вилки.
Только они должны быть стальные или
мельхиоровые: алюминиевые слишком легки.
Разрежем по длине две корковые пробки. В
каждую из четырех половинок воткнем по
вилке так, чтобы угол между плоскостью
среза и вилкой был чуть-чуть меньше
прямого. Разместим вилки с пробками по краю
тарелки на равных расстояниях одна от другой.
Теперь тарелку удастся наконец уравновесить
на острие иглы, всаженной в пробку. На глаз
кажется, что это невозможно,— и все-таки она
стоит! Тарелку можно даже заставить
вращаться, если раскрутить достаточно
осторожно. И вращаться она будет долго. Ведь
трение между кончиком иглы и тарелкой очень
невелико.
А теперь наверху тарелка!
опыты
Построим пирамиду (как показано на фото).
Для этого положим на стол центральную
шашку, окружим ее четырьмя шашками,
стоящими так, чтобы образовалась форма
креста. Положим теперь шашку на края стоячих
шашек, ее внешняя поверхность будет в
плоскости, касательной к этим четырем
шашкам. Сделав это, положим четыре шашки
таким образом, чтобы их центры находились
соответственно над центрами нижних шашек.
Вот и первый ряд. Продолжаем таким образом
до пятого ряда.
Дальнейшая работа требует уже особой
осторожности и ловкости. Нужно не только
убрать шашки, придерживающие стоячие, но
еще и освободить две шашки, которые закрыты
первым рядом. Выложим из убранных шашек
шестой ряд, а затем последние положим на
верх пирамиды. Полученное сооружение –
пример неустойчивого равновесия.
Пирамида из шашек
опыты
В ходе проведенных исследований
я выяснила что такое равновесие и как им
можно управлять.
Для этого я провела опыты и узнала, что
из безличного равновесия можно перейти
в неустойчивое, а из неустойчивого в
устойчивое.
Значит гипотеза о том, что равновесием
можно управлять подтвердилась.
5.Выводы
меню
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Как управлять равновесием. Презентация на заданную тему содержит 21 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Тело находится в равновесии, если равны нулю Тело находится в равновесии, если равны нулю геометрическая сумма векторов всех приложенных к нему сил и алгебраическая сумма моментов этих сил относительно оси вращения.
Точку, через которую проходит Точку, через которую проходит равнодействующая сил тяжести при любом расположению тела называют центром тяжести. У каждого предмета есть центр тяжести. Например, у однородной палки он находится точно на ее середине, у крышки кастрюли — в ее центре. Для того чтобы горизонтально подвесить палку, понадобятся самое маленькое две нитки, привязанные к ее концам, но, воспользовавшись центром тяжести, можно обойтись и одной ниткой, привязанной к самой середине палки. Тоже самое с крышкой.
Равновесие называется устойчивым, Равновесие называется устойчивым, если после небольших внешних воздействий тело возвращается в исходное состояние равновесия. Это происходит, если при небольшом смещении тела в любом направлении от первоначального положения равнодействующая сил, действующих на тело, становится отличной от нуля и направляется к положению равновесия. В устойчивом равновесии находится, например, шар на дне углубления.
Равновесие называется Равновесие называется неустойчивым, если при небольшом смещении тела из положения равновесия равнодействующая приложенных к нему сил отлична от нуля и направлена от положения равновесия. В неустойчивом равновесии находятся, например, сани на вершине горки.
Если при небольших Если при небольших смещениях тела из первоначального положения равнодействующая приложенных к телу сил остается равной нулю, то тело находится в состоянии безразличного равновесия. В безразличном равновесии находится шар на горизонтальной поверхности.
Возьмем два граненых карандаша и будем держать их Возьмем два граненых карандаша и будем держать их перед собой параллельно, положив на них линейку. Начнем сближать карандаши. Сближение будет происходить поочередными движениями: то один карандаш движется, то другой. Даже если вмешаться в их движение, ничего не получится. Они все равно будут двигаться по очереди. Почему это происходит? Как только на одном карандаше давление стало больше и трение настолько возросло, что карандаш дальше двигаться не может, он останавливается. Зато второй карандаш может теперь двигаться под линейкой. Но через некоторое время давление и над ним становится больше, чем над первым карандашом, и из-за увеличения трения он останавливается. А теперь может двигаться первый карандаш. Так, двигаясь по очереди, карандаши встретятся на самой середине линейки, у ее центра тяжести. В этом легко убедиться по делениям линейки.
Если отвесная линия проходит через Если отвесная линия проходит через точку опоры или подвеса и через центр тяжести, уже можно надеяться, что равновесие будет обеспечено. Мяч, который лежит так как изображено на фотографии, всегда будет находиться в состоянии равновесия, потому что его центр тяжести будет соединен с точкой опоры отвесной линией, как бы мы мяч не передвигали. Другое дело, чтобы шар удержался на кончике пальца. И хотя такое равновесие будет очень неустойчивым, но все- таки, оказывается, и оно возможно.
Если в предыдущем опыте пришлось Если в предыдущем опыте пришлось искусственно бороться с неустойчивым равновесием, то в этом опыте никакого искусства не понадобится. Это старинный, очень наглядный опыт. Заточим карандаш, чтобы у него был острый конец, и немного выше конца воткнем полураскрытый перочинный нож. Поставим острие карандаша на указательный палец, и карандаш будет стоять на пальце, слегка покачиваясь. Теперь вопрос: где находится центр тяжести карандаша и перочинного ножа? Ответ простой: на пересечении отвесной линии, проведенной через точку опоры и рукоятку ножа. То есть в самой рукоятке, значительно ниже точки опоры.
Устойчивое равновесие потому Устойчивое равновесие потому и устойчиво, что стоит его нарушить (например, отклонить неваляшку в сторону), как тут же возникают силы, стремящиеся вернуть систему к исходному положению. Этот вид равновесия используется при создании игрушек, к примеру этой удивительной птички.
Возьмем бутылочную пробку (из Возьмем бутылочную пробку (из пробкового дерева) и воткнем в ее торец, в самый центр, иголку ушком в пробку. По бокам в пробку воткнем, по возможности симметрично, две вилки с некоторым наклоном, чтобы получилась треугольная фигура с пробкой в ее вершине. Возьмем бутылку, положим на ее горлышко пятирублевую монету и поставим на нее конец иголки. Наши вилки чувствуют себя настолько устойчиво, что их даже можно вращать вокруг горлышка бутылки. Прикрепим теперь к одной из вилок кусочек пластилина или хлебного мякиша. Вся система немного наклонится, но не упадет. На этом принципе работают аптечные и лабораторные весы.
Можно ли уравновесить тарелку на острие Можно ли уравновесить тарелку на острие иглы? Для этого нужно подобрать что-нибудь потяжелее. В нашем опыте взяты четыре вилки. Только они должны быть стальные или мельхиоровые: алюминиевые слишком легки. Разрежем по длине две корковые пробки. В каждую из четырех половинок воткнем по вилке так, чтобы угол между плоскостью среза и вилкой был чуть-чуть меньше прямого. Разместим вилки с пробками по краю тарелки на равных расстояниях одна от другой. Теперь тарелку удастся наконец уравновесить на острие иглы, всаженной в пробку. На глаз кажется, что это невозможно,— и все-таки она стоит! Тарелку можно даже заставить вращаться, если раскрутить достаточно осторожно. И вращаться она будет долго. Ведь трение между кончиком иглы и тарелкой очень невелико.
Построим пирамиду (как показано на фото). Построим пирамиду (как показано на фото). Для этого положим на стол центральную шашку, окружим ее четырьмя шашками, стоящими так, чтобы образовалась форма креста. Положим теперь шашку на края стоячих шашек, ее внешняя поверхность будет в плоскости, касательной к этим четырем шашкам. Сделав это, положим четыре шашки таким образом, чтобы их центры находились соответственно над центрами нижних шашек. Вот и первый ряд. Продолжаем таким образом до пятого ряда. Дальнейшая работа требует уже особой осторожности и ловкости. Нужно не только убрать шашки, придерживающие стоячие, но еще и освободить две шашки, которые закрыты первым рядом. Выложим из убранных шашек шестой ряд, а затем последние положим на верх пирамиды. Полученное сооружение – пример неустойчивого равновесия.
В ходе проведенных исследований В ходе проведенных исследований я выяснила что такое равновесие и как им можно управлять. Для этого я провела опыты и узнала, что из безличного равновесия можно перейти в неустойчивое, а из неустойчивого в устойчивое. Значит гипотеза о том, что равновесием можно управлять подтвердилась.
№ слайда 1
Как управлять равновесиемПроект на тему: Выполнила: Нефедова Анастасия ученица 10 класса "А"НОУ "СОШ № 38 ОАО "РЖД" г. Мичуринск, 2008
№ слайда 2
Гипотеза: Равновесием тел можно управлять. Выяснить, что такое равновесие и попытаться им управлять в различных опытах.
№ слайда 3
Содержание: 1. Общее условие равновесия 2. Центр тяжести 3. Виды равновесия 4. Опыты, опыты, опыты 5. Выводы 6. Информационные ресурсы
№ слайда 4
1.Общее условие равновесия Тело находится в равновесии, если равны нулю геометрическая сумма векторов всех приложенных к нему сил и алгебраическая сумма моментов этих сил относительно оси вращения. Согласно законам Ньютона при равенстве нулю равнодействующей всех сил тело может находиться в покое или двигаться равномерно и прямолинейно. Равенство нулю алгебраической суммы моментов сил не означает также, что при этом тело обязательно находится в покое. На протяжении нескольких миллиардов лет с постоянным периодом продолжается вращение Земли вокруг оси именно потому, что алгебраическая сумма моментов сил, действующих на Землю со стороны других тел, очень мала.
№ слайда 5
2.Центр тяжести Точку, через которую проходит равнодействующая сил тяжести при любом расположению тела называют центром тяжести. У каждого предмета есть центр тяжести. Например, у однородной палки он находится точно на ее середине, у крышки кастрюли — в ее центре. Для того чтобы горизонтально подвесить палку, понадобятся самое маленькое две нитки, привязанные к ее концам, но, воспользовавшись центром тяжести, можно обойтись и одной ниткой, привязанной к самой середине палки. Тоже самое с крышкой. Установка для определения центра тяжести тела
№ слайда 6
№ слайда 7
Устойчивое равновесие Равновесие называется устойчивым, если после небольших внешних воздействий тело возвращается в исходное состояние равновесия. Это происходит, если при небольшом смещении тела в любом направлении от первоначального положения равнодействующая сил, действующих на тело, становится отличной от нуля и направляется к положению равновесия. В устойчивом равновесии находится, например, шар на дне углубления.
№ слайда 8
Неустойчивое равновесие Равновесие называется неустойчивым, если при небольшом смещении тела из положения равновесия равнодействующая приложенных к нему сил отлична от нуля и направлена от положения равновесия. В неустойчивом равновесии находятся, например, сани на вершине горки.
№ слайда 9
Безличное равновесие Если при небольших смещениях тела из первоначального положения равнодействующая приложенных к телу сил остается равной нулю, то тело находится в состоянии безразличного равновесия. В безразличном равновесии находится шар на горизонтальной поверхности.
№ слайда 10
4.Опыты, опыты, опыты * Соревнование двух карандашей. * Опыт с устойчивым равновесием. * Опыт с неустойчивым равновесием. * Устойчивый карандаш. * Удивительная птичка.* Почему же одна? * Равновесие вилок. * А теперь наверху тарелка!
№ слайда 11
Соревнование двух карандашей Возьмем два граненых карандаша и будем держать их перед собой параллельно, положив на них линейку. Начнем сближать карандаши. Сближение будет происходить поочередными движениями: то один карандаш движется, то другой. Даже если вмешаться в их движение, ничего не получится. Они все равно будут двигаться по очереди. Почему это происходит? Как только на одном карандаше давление стало больше и трение настолько возросло, что карандаш дальше двигаться не может, он останавливается. Зато второй карандаш может теперь двигаться под линейкой. Но через некоторое время давление и над ним становится больше, чем над первым карандашом, и из-за увеличения трения он останавливается. А теперь может двигаться первый карандаш. Так, двигаясь по очереди, карандаши встретятся на самой середине линейки, у ее центра тяжести. В этом легко убедиться по делениям линейки.
№ слайда 12
Опыт с устойчивым равновесием Если отвесная линия проходит через точку опоры или подвеса и через центр тяжести, уже можно надеяться, что равновесие будет обеспечено. Мяч, который лежит так как изображено на фотографии, всегда будет находиться в состоянии равновесия, потому что его центр тяжести будет соединен с точкой опоры отвесной линией, как бы мы мяч не передвигали. Другое дело, чтобы шар удержался на кончике пальца. И хотя такое равновесие будет очень неустойчивым, но все-таки, оказывается, и оно возможно.
№ слайда 13
№ слайда 14
Устойчивый карандаш Если в предыдущем опыте пришлось искусственно бороться с неустойчивым равновесием, то в этом опыте никакого искусства не понадобится. Это старинный, очень наглядный опыт. Заточим карандаш, чтобы у него был острый конец, и немного выше конца воткнем полураскрытый перочинный нож. Поставим острие карандаша на указательный палец, и карандаш будет стоять на пальце, слегка покачиваясь. Теперь вопрос: где находится центр тяжести карандаша и перочинного ножа? Ответ простой: на пересечении отвесной линии, проведенной через точку опоры и рукоятку ножа. То есть в самой рукоятке, значительно ниже точки опоры.
№ слайда 15
Удивительная птичка Устойчивое равновесие потому и устойчиво, что стоит его нарушить (например, отклонить неваляшку в сторону), как тут же возникают силы, стремящиеся вернуть систему к исходному положению. Этот вид равновесия используется при создании игрушек, к примеру этой удивительной птички.
№ слайда 16
№ слайда 17
Равновесие вилок Возьмем бутылочную пробку (из пробкового дерева) и воткнем в ее торец, в самый центр, иголку ушком в пробку. По бокам в пробку воткнем, по возможности симметрично, две вилки с некоторым наклоном, чтобы получилась треугольная фигура с пробкой в ее вершине. Возьмем бутылку, положим на ее горлышко пятирублевую монету и поставим на нее конец иголки. Наши вилки чувствуют себя настолько устойчиво, что их даже можно вращать вокруг горлышка бутылки. Прикрепим теперь к одной из вилок кусочек пластилина или хлебного мякиша. Вся система немного наклонится, но не упадет. На этом принципе работают аптечные и лабораторные весы.
№ слайда 18
А теперь наверху тарелка! Можно ли уравновесить тарелку на острие иглы? Для этого нужно подобрать что-нибудь потяжелее. В нашем опыте взяты четыре вилки. Только они должны быть стальные или мельхиоровые: алюминиевые слишком легки. Разрежем по длине две корковые пробки. В каждую из четырех половинок воткнем по вилке так, чтобы угол между плоскостью среза и вилкой был чуть-чуть меньше прямого. Разместим вилки с пробками по краю тарелки на равных расстояниях одна от другой. Теперь тарелку удастся наконец уравновесить на острие иглы, всаженной в пробку. На глаз кажется, что это невозможно,— и все-таки она стоит! Тарелку можно даже заставить вращаться, если раскрутить достаточно осторожно. И вращаться она будет долго. Ведь трение между кончиком иглы и тарелкой очень невелико.
№ слайда 19
Пирамида из шашек Построим пирамиду (как показано на фото). Для этого положим на стол центральную шашку, окружим ее четырьмя шашками, стоящими так, чтобы образовалась форма креста. Положим теперь шашку на края стоячих шашек, ее внешняя поверхность будет в плоскости, касательной к этим четырем шашкам. Сделав это, положим четыре шашки таким образом, чтобы их центры находились соответственно над центрами нижних шашек. Вот и первый ряд. Продолжаем таким образом до пятого ряда. Дальнейшая работа требует уже особой осторожности и ловкости. Нужно не только убрать шашки, придерживающие стоячие, но еще и освободить две шашки, которые закрыты первым рядом. Выложим из убранных шашек шестой ряд, а затем последние положим на верх пирамиды. Полученное сооружение – пример неустойчивого равновесия.
№ слайда 20
5.Выводы В ходе проведенных исследований я выяснила что такое равновесие и как им можно управлять. Для этого я провела опыты и узнала, что из безличного равновесия можно перейти в неустойчивое, а из неустойчивого в устойчивое. Значит гипотеза о том, что равновесием можно управлять подтвердилась.
Изучение видов равновесия.
Рассмотреть виды равновесия.
Выявить их отличия друг от друга.
Показать практическое применение описанных эффектов.
Опытным путём рассчитать зависимость вероятности падения хлеба маслом вниз от соотношения толщин хлеба и масла.
В природе всё пребывает в равновесии, нет предметов, у которых не было бы центра тяжести и зачастую его сложно определить.
Основная часть
Самая главная наука во вселенной — это физика. На физике, как на фундаменте, стоят все прочие науки. Физика — многогранна и сегодня речь пойдёт о механическом равновесии и его видах.
4.1. Что такое равновесие
Что такое равновесие? Понятие равновесия — одно из самых универсальных в естественных науках.
Равновесие — это комплекс сил, которые действуя на одну систему, компенсируют друг друга и система не получает ускорение. А система— множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.
4.2. Виды равновесия
Существует 3 вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное.
Устойчивое равновесие — это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия и предоставленное самому себе, возвращается в прежнее положение.
Неустойчивое равновесие — это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия и предоставленное самому себе, будет еще больше отклоняться от положения равновесия.
Безразличное равновесие — это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия и предоставленное самому себе, не меняет своего положения (состояния).
1 опыт: устойчивое равновесие: шарик неподвижно лежит на дне сферического углубления. При небольшом смещении тела в любом направлении от первоначального положения равнодействующая сил, действующих на тело, становится отличной от нуля и направлена к положению равновесия. Шарик возвращается в исходную точку.
2 опыт: неустойчивое равновесие: шарик неподвижно лежит на вершине сферической поверхности. При небольшом смещении тела из положения равновесия равнодействующая приложенных к нему сил отлична от нуля и направлена от положения равновесия. Шарик не возвращается в исходную точку.
3 опыт: безразличное равновесие: шарик неподвижно лежит на плоской поверхности. При небольших смещениях тела из первоначального положения равнодействующая приложенных к телу сил остается равной нулю. Шарик после перемещения не меняет своё положение.
4.3. Применение принципов равновесия
Принципы устойчивого равновесия используются в строительстве зданий. Устойчивое равновесие корабля обеспечивает балласт в трюме.
Понятие устойчивости широко применяется в самолётостроении.
Устойчивость и управляемость летательного аппарата — взаимосвязанные свойства динамики полета.
Управляемость — свойство самолёта отвечать соответствующими линейными и угловыми перемещениями в пространстве на команды управления.
Устойчивость — свойство самолёта восстанавливать без вмешательства пилота кинематические параметры невозмущенного движения и возвращаться к исходному режиму полета после прекращения действия возмущений.
Устойчивое равновесие пассажирского самолёта обеспечивает верхнее расположение крыльев относительно фюзеляжа.
Неустойчивое равновесие применяется в строительстве военных самолётов.
Для достижения сверх манёвренности нужно снизить устойчивость самолёта до нулевой или даже отрицательной — ввести его в состояние неустойчивого равновесия. Например, обеспечить взаимное расположение вектора тяги ниже центра масс. И нужно увеличить тягу двигателей настолько, чтобы она превышала вес самолёта. В таком случае говорят, что удельная тяга больше единицы.
При этом управлять им вручную, когда органы управления связаны напрямую с рулями, становится невозможно. Управление берёт на себя автоматика, а лётчик, грубо говоря, только приказывает ей, что делать. Такой принцип применяется в системах управления истребителей 5-го поколения.
А все самолёты на земле находятся в состоянии безразличного равновесия.
Физику многие боятся, как огня, считая трудной. Однако понимание зависит от способа изложения. Поехали.
5.1. Описание системы падающего бутерброда
Распространено убеждение, что бутерброд практически всегда падает маслом вниз. Это связано с равновесием.
Лучший способ исследования в смысле объективности — поставить эксперимент. Нужно ронять на пол бутерброды до тех пор, пока вы не придете к определенному выводу. Но это негигиенично, неэкономично и неэтично. Верный результат можно получить и с помощью мысленного эксперимента. Правда, при условии, что вы умеете доводить мысленный эксперимент до конца.
Для упрощения представим себе, что бутерброд, стоит на ребре. Предположим, что стол резко убрали. Как поведёт себя бутерброд?
Принимаем, что в самом бутерброде при его падении не возникает никаких сил, которые давали бы предпочтение одной из двух ситуаций или они бесконечно малы: трение воздуха о масло и о хлеб одинаково, ветра нет.
Ну а теперь перейдём к расчётам.
5.2. Определение плотности хлеба и масла.
Читайте также: