Stabilt balanskoncept och exempel

I fysik finns ett objekt i stabil balans När genom att flytta det något från sin position, återvänder hon till henne omedelbart. Du kan visualisera denna föreställa sig en marmor längst ner i en konkav skål: med en liten touch är marmoren kort runt den lägsta punkten och förblir sedan i vila.

När marmorn är längst ner i behållaren är dess gravitationspotential energi minimal, så den punkten är en stabil jämvikt för den.

Marmorn är i stabil jämvikt när den är längst ner i behållaren. Källa: f. Zapata.

Den stabila balansen är viktig för levande varelser och strukturer, så det är viktigt att veta vad den beror på och hur man kan behålla den.

När man går och genomför rörelser, människor och djur upprätthåller naturligtvis balans. Att inte uppnå det är resultatet ett fall. När du utövar sport är den stabila balansen avgörande för att utveckla aktiviteten, till exempel att spela fotboll och springa med bollen som förhindrar att det motsatta tar den.

Stabilitet är så viktigt i naturen att människor och djur har sinnen som gör att de kan känna till deras kropps position hela tiden: propriosception. I det inre örat finns många receptorer som alltid överför till hjärnan.

Dessutom använder ingenjörer och byggare principerna för stabilitet för att bygga strukturer som kan stanna över tid och säkra för användare. Erfarenheten och studien av mekanik leder till att fastställa följande förhållanden för att säkerställa den stabila balansen mellan saker:

Stabil balans i stöd som stöds

För att en kropp ska förbli i stabil jämvikt när den stöds måste den följa:

-Kroppen måste ha så mycket stöd yta som möjligt. Denna stödzon avgränsas av alla möjliga axlar för vilka objektet kan vända och välta under verkan av yttre krafter.

Kan tjäna dig: Biofysik: Historia, vilka studier, applikationer, koncept, metoder

-Tyngdpunkten måste vara i lägsta möjliga position.

Massens centrum och stödytan

Den stabila balansen i en kropp, animerad eller inte, beror på platsen för dess masscentrum, en mycket speciell punkt där all dess massa är koncentrerad. Medan på jorden sammanfaller mitten av massan med tyngdpunkten, vilket är kroppspunkten där vikten anses appliceras.

Och det är så att vikten är en av de viktigaste krafterna att ta hänsyn till i sökandet efter balans, eftersom det enligt hur den verkar, det kan orsaka ett vridmoment eller ögonblick att vända kroppen.

Inte nödvändigtvis innehåller masscentret. I en person som står eller ligger ner är massans centrum inne i kroppen. Men när du böjer sig för att röra fötterna utan att böja knäna är mitten av massan utanför.

Det andra primära elementet för att bibehålla en stabila balans för ett objekt är stöd- eller supportytbasen. Från erfarenhet inses det att föremål med stora stödytor är mer stabila än de med mindre stödytor.

För att säkerställa att ett föremål är i stabil jämvikt måste den vinkelräta linjen som ansluter sig till massans centrum med markytan gå igenom stödbasen. Om den här linjen faller utanför den basen kommer objektet att vända.

Stabila jämviktsexempel

För att säkerställa den stabila balansen mellan ett stödt objekt följs dessa strategier:

-Sänk tyngdpunkten i objektet, eftersom ju närmare marken är, desto större stabilitet. Detta kan uppnås genom att göra den nedre delen av kroppen mer massiv.

Det kan tjäna dig: levande avgifter: koncept, egenskaper, exempel

-Öka området i kontakt med marken.

Gränsvinkeln

I följande figur finns ett rektangulärt block gjord av homogent material som stöds på en horisontell yta. Tyngdpunkten sammanfaller med blockets geometriska centrum.

Blockets vikt kan göra denna sväng om den lutar sig bortom en viss gränsvinkel. Källa: f. Zapata.

I den vänstra bilden är blocket i stabil jämvikt, eftersom den vinkelräta linjen som förenar tyngdpunkten med golvet passerar genom stödytan, som är basen på blocket.

I figuren till höger lutar blocket en vinkel θ, så att den vinkelräta linjen som passerar genom tyngdpunkten faller exakt vid kanten av blocket av blocket. När värdet på denna vinkel överskrids vänder blocket till höger.

Figuren varnar för att:

Om det låga tyngdpunkten ökar vinkeln och blocket kan lutas mer utan att svänga. Å andra sidan, om tyngdpunkten stiger, är den vändande vinkeln lägre.

Vid vändning skulle blocket vara med ett lägre tyngdpunkt, sedan till Det är mindre än b, Och därför skulle dess position vara mer stabil, förutom att ha stöds på en större yta.

Stabila jämviktssituationer

Nedan finns vanliga situationer där den stabila balansen deltar, inte bara av stödda kroppar:

Bilder som hänger på väggen

Målningarna som slår väggarna är i stabil jämvikt, utan att överväga friktion, men bara vikten.

sporter

När en fotbollsspelare springer bakom bollen eller försöker förhindra att han tas bort av en rivaliserande spelare, måste han fixa dem för att hålla balansen stabil.

Det kan tjäna dig: Massnummer: Vad är det och hur man får det (med exempel)

Den stabila balansen är också mycket nödvändig när du cyklar eller motorcykel.

Skodon

Det är känt att nålhälskor inte är lika stabila som den breda hälen, eftersom de har en större stödyta än den första.

Flexioner

När en person rör vid fingrarna med händerna, utan att böja knäna, är degcentret ur kroppen. Personen förblir emellertid i stabil jämvikt, eftersom den vinkelräta linjen som förbinder masscentret med marken passerar genom området avgränsat av fötterna.

Å andra sidan, om personen försöker röra fingrarna, men hålla ryggen och benen fast vid väggen, kommer han att se att han inte kan göra det utan att förlora balansen, för den vinkelräta som förenar massan med golvet passerar inte det område som begränsar fötterna.

Resa

För att upprätthålla balansen när de reser på en buss eller tågbilen separerar människor omedelbart sina fötter. På detta sätt är stödområdet större och är mindre benägna att falla.

Breda däck

Sportbilar och tävlingsbilar använder breda däck för att ha större stabilitet.

Referenser

1. Bauer, w. 2011. Fysik för teknik och vetenskap. Volym 1. MC Graw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Konceptuell fysisk vetenskap. Femte. Ed. Pearson.
4. Resnick, r. (1999). Fysisk. Vul. 1. 3: e upplagan. på spanska. Kontinentala redaktionella företag s.TILL. av C.V.
5. Rex, a. 2011. Fysikens grunder. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 1. Pearson.