In der Physik befindet sich ein Objekt in stabiles Gleichgewicht Wenn es leicht aus seiner Position verschoben wird, kehrt es sofort zu ihm zurück. Sie können sich dies vorstellen, indem Sie sich einen Marmor am Boden eines konkaven Behälters vorstellen: Mit einer kleinen Berührung schwingt der Marmor kurz um den tiefsten Punkt und kommt dann zur Ruhe..
Wenn sich der Marmor am Boden des Behälters befindet, ist seine potentielle Gravitationsenergie minimal, so dass dieser Punkt ein stabiler Gleichgewichtspunkt für ihn ist..
Ein stabiles Gleichgewicht ist wichtig für Lebewesen und Strukturen. Deshalb ist es wichtig zu wissen, wovon es abhängt und wie man es aufrechterhält..
Durch Gehen und Ausführen von Bewegungen halten Menschen und Tiere auf natürliche Weise das Gleichgewicht. Andernfalls kommt es zu einem Sturz. Beim Sport ist ein stabiles Gleichgewicht entscheidend, um die Aktivität zu entwickeln, z. B. Fußball spielen und mit dem Ball laufen, um zu verhindern, dass der Gegner ihn nimmt.
Stabilität ist in der Natur so wichtig, dass Menschen und Tiere Sinne haben, die es ihnen ermöglichen, jederzeit die Position ihres Körpers zu kennen: Propriozeption. Im Innenohr gibt es zahlreiche Rezeptoren, die jederzeit Positionsinformationen an das Gehirn übertragen..
Ebenso verwenden Ingenieure und Bauherren die Prinzipien der Stabilität, um Strukturen zu bauen, die über einen längeren Zeitraum hinweg Bestand haben und für die Benutzer sicher sind. Erfahrung und das Studium der Mechanik führen dazu, dass folgende Bedingungen geschaffen werden, um ein stabiles Gleichgewicht der Dinge zu gewährleisten:
Damit ein Körper bei seiner Unterstützung im stabilen Gleichgewicht bleibt, muss er Folgendes erfüllen:
-Der Körper sollte die größtmögliche Auflagefläche haben. Diese Stützzone wird durch alle möglichen Achsen begrenzt, um die sich das Objekt drehen und unter Einwirkung äußerer Kräfte umkippen könnte..
-Der Schwerpunkt sollte so niedrig wie möglich sein.
Das stabile Gleichgewicht eines Körpers, ob animiert oder nicht, hängt von der Position seines Massenschwerpunkts ab, einem ganz besonderen Punkt, an dem sich seine gesamte Masse konzentriert. Auf der Erde fällt der Schwerpunkt mit dem Schwerpunkt zusammen, der der Punkt auf dem Körper ist, an dem das Gewicht als angewendet betrachtet wird..
Und es ist so, dass das Gewicht eine der wichtigsten Kräfte ist, die bei der Suche nach Gleichgewicht berücksichtigt werden müssen, da es je nach Wirkungsweise ein Drehmoment oder einen Moment verursachen kann, der den Körper rotieren lässt.
Der Schwerpunkt muss nicht unbedingt Masse enthalten. Bei einer stehenden oder liegenden Person liegt der Schwerpunkt im Körper. Aber wenn Sie sich bücken, um Ihre Zehen zu berühren, ohne Ihre Knie zu beugen, ist der Schwerpunkt heraus..
Das andere wesentliche Element zur Aufrechterhaltung des stabilen Gleichgewichts eines Objekts ist die Auflage oder Auflagefläche. Aus Erfahrung ist bekannt, dass Objekte mit großen Lagerflächen stabiler sind als Objekte mit kleineren Lagerflächen..
Um sicherzustellen, dass sich ein Objekt im stabilen Gleichgewicht befindet, muss die senkrechte Linie, die den Schwerpunkt mit der Bodenoberfläche verbindet, durch die Stützbasis verlaufen. Wenn diese Linie außerhalb der Basis liegt, kippt das Objekt um.
Um das stabile Gleichgewicht eines unterstützten Objekts sicherzustellen, werden folgende Strategien verfolgt:
-Senken Sie den Schwerpunkt des Objekts, da die Stabilität umso größer ist, je näher es am Boden liegt. Dies kann erreicht werden, indem der Unterkörper massiver wird..
-Vergrößern Sie den Bodenkontaktbereich.
In der folgenden Abbildung ist ein rechteckiger Block aus homogenem Material auf einer horizontalen Fläche gelagert. Der Schwerpunkt fällt mit dem geometrischen Mittelpunkt des Blocks zusammen.
Im linken Bild befindet sich der Block im stabilen Gleichgewicht, da die senkrechte Linie, die den Schwerpunkt mit dem Boden verbindet, durch die Auflagefläche verläuft, die die Basis des Blocks bildet..
In der Abbildung rechts ist der Block in einem Winkel θ so geneigt, dass die senkrechte Linie, die durch den Schwerpunkt verläuft, genau auf die Kante des Blocks fällt. Wenn der Wert dieses Winkels überschritten wird, kippt der Block nach rechts.
Aus der Figur ist ersichtlich, dass:
Im Falle eines Umkippens hätte der Block seitdem einen niedrigeren Schwerpunkt zu ist weniger als b, und daher wäre seine Position stabiler und würde nicht nur auf einer größeren Oberfläche abgestützt.
Im Folgenden werden häufige Situationen beschrieben, an denen ein stabiles Gleichgewicht beteiligt ist, nicht nur unterstützte Körper:
Die an den Wänden hängenden Bilder befinden sich im stabilen Gleichgewicht, ohne Berücksichtigung der Reibungskräfte, sondern nur des Gewichts.
Wenn ein Fußballer dem Ball nachläuft oder versucht, einen Rivalen daran zu hindern, ihn wegzunehmen, muss er es schaffen, sein Gleichgewicht stabil zu halten.
Ein stabiles Gleichgewicht ist auch beim Fahrradfahren oder Motorradfahren sehr wichtig.
Es ist bekannt, dass Stöckelschuhe nicht so stabil sind wie Schuhe mit breiten Absätzen, da diese eine größere Auflagefläche haben als die ersteren.
Wenn eine Person ihre Zehen mit den Händen berührt, ohne die Knie zu beugen, befindet sich der Schwerpunkt außerhalb des Körpers. Die Person bleibt jedoch in einem stabilen Gleichgewicht, da die senkrechte Linie, die den Schwerpunkt mit dem Boden verbindet, durch den durch die Füße begrenzten Bereich verläuft..
Auf der anderen Seite, wenn die Person versucht, ihre Zehen zu berühren, aber ihren Rücken und ihre Beine nahe an der Wand hält, wird sie sehen, dass sie es nicht tun kann, ohne das Gleichgewicht zu verlieren, weil die Senkrechte, die den Schwerpunkt mit dem Boden verbindet geht nicht an dem von den Füßen begrenzten Bereich vorbei.
Um das Gleichgewicht zu halten, wenn Sie in einem Bus oder Zug stehen, spreizen die Menschen sofort ihre Füße auseinander. Auf diese Weise ist die Hubfläche größer und es ist weniger wahrscheinlich, dass sie fällt..
Sportwagen und Rennwagen verwenden breite Reifen für mehr Stabilität.
Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.