Stabiel balansconcept en voorbeelden

In de natuurkunde wordt een object gevonden in stabiel evenwicht Wanneer ze door het enigszins uit haar positie te bewegen, keert ze onmiddellijk terug naar haar. Je kunt dit verbeelding een marmer aan de onderkant van een concave kom visualiseren: met een kleine aanraking reiken de marmeren kort rond het laagste punt en blijft dan in rust in rust.

Wanneer het marmeren zich aan de onderkant van de container bevindt, is de energie van de zwaartekracht minimaal, dus dat punt is een stabiel evenwicht ervoor.

Het marmer is in stabiel evenwicht wanneer het zich onderaan de container bevindt. Bron: f. Zapata.

De stabiele balans is belangrijk voor levende wezens en structuren, dus het is belangrijk om te weten waar het van afhangt en hoe het te houden.

Bij het lopen en uitvoeren van bewegingen behouden mensen en dieren van nature het evenwicht. Om het niet te bereiken, het resultaat is een val. Bij het beoefenen van sporten is de stabiele balans van vitaal belang om de activiteit te ontwikkelen, zoals voetballen en rennen met de bal die het tegenovergestelde verhindert het te nemen.

Stabiliteit is zo belangrijk van aard, dat mensen en dieren zintuigen hebben waarmee ze te allen tijde de positie van hun lichaam kunnen kennen: proprioceptie. In het interne oor bevinden zich talloze receptoren die te allen tijde de positie -informatie naar de hersenen overbrengen.

Ook gebruiken ingenieurs en bouwers de principes van stabiliteit om structuren te bouwen die na verloop van tijd kunnen blijven en veilig zijn voor gebruikers. De ervaring en studie van mechanica leiden tot het vaststellen van de volgende voorwaarden om de stabiele balans van dingen te waarborgen:

Stabiel evenwicht in ondersteunde lichamen

Om een ​​lichaam in een stabiel evenwicht te blijven wanneer het wordt ondersteund, moet het voldoen aan:

-Het lichaam moet zoveel mogelijk steunoppervlak hebben. Deze ondersteuningszone wordt afgebakend door alle mogelijke assen waarvoor het object zou kunnen draaien, omver te werpen onder de werking van externe krachten.

Kan u dienen: Biofysica: geschiedenis, welke studies, toepassingen, concepten, methoden

-Het zwaartepunt moet zich in de laagst mogelijke positie bevinden.

Het midden van massa en het steunoppervlak

De stabiele balans van een lichaam, geanimeerd of niet, hangt af van de locatie van het massacentrum, een heel speciaal punt waar al zijn massa geconcentreerd is. Terwijl op aarde het midden van massa samenvalt met het zwaartepunt, dat is het punt van het lichaam waar het gewicht wordt beschouwd.

En het is dat het gewicht een van de belangrijkste krachten is om rekening te houden met de zoektocht naar evenwicht, omdat het volgens hoe het werkt, het een koppel of moment kan veroorzaken om het lichaam te draaien.

Niet noodzakelijkerwijs het midden van de massa bevat massa. In een persoon die staat of ligt, bevindt het midden van de massa zich in het lichaam. Maar bij het buigen om de vingers van de voeten aan te raken zonder de knieën te buigen, is het massamiddelpunt buiten.

Het andere primaire element om de stabiele balans van een object te handhaven is de ondersteuning of ondersteuning van de oppervlaktebasis. Uit ervaring wordt erkend dat objecten met grote ondersteuningsoppervlakken stabieler zijn dan die met kleinere ondersteuningsoppervlakken.

Om ervoor te zorgen dat een object in een stabiel evenwicht is, moet de loodrechte lijn die het midden van de massa met het bodemoppervlak verbindt, door de ondersteuningsbasis gaan. Als deze lijn buiten die basis valt, draait het object.

Stabiele evenwichtsvoorbeelden

Om het stabiele evenwicht van een ondersteund object te waarborgen, worden deze strategieën gevolgd:

-Verlaag het zwaartepunt van het object, omdat hoe dichter bij de grond is, hoe groter de stabiliteit. Dit kan worden bereikt door het onderste deel van het lichaam enormer te maken.

Het kan u van dienst zijn: Live ladingen: concept, kenmerken, voorbeelden

-Verhoog het gebied in contact met de grond.

De limiethoek

In de volgende figuur is er een rechthoekig blok gemaakt van homogeen materiaal dat wordt ondersteund op een horizontaal oppervlak. Het zwaartepunt valt samen met het geometrische centrum van het blok.

Het gewicht van het blok kan deze draai maken als het voorbij een bepaalde limiethoek leunt. Bron: f. Zapata.

In de linker afbeelding bevindt het blok in stabiel evenwicht, omdat de loodrechte lijn die zich bij het zwaartepunt vergezelt met de vloer door het ondersteuningsoppervlak, dat de basis van het blok is.

In de figuur aan de rechterkant is het blok helling een hoek θ, zodat de loodrechte lijn die door het zwaartepunt passeert, precies op de rand van het blok van het blok valt. Wanneer de waarde van deze hoek wordt overschreden, draait het blok naar rechts.

De figuur waarschuwt dat:

Als het lage zwaartepunt, de hoek toeneemt en kan het blok meer worden gekanteld zonder te draaien. Aan de andere kant, als het zwaartepunt stijgt, is de omverwerpende hoek lager.

In het geval van vernietiging zou het blok sindsdien met een lager zwaartepunt zijn, sindsdien naar Het is minder dan B, En daarom zou zijn positie stabieler zijn, naast ondersteund worden op een groter oppervlak.

Stabiele evenwichtssituaties

Hieronder staan ​​veel voorkomende situaties waarin het stabiele evenwicht deelneemt, niet alleen van ondersteunde lichamen:

Foto's die aan de muur hangen

De schilderijen die de muren verslaan, zijn in een stabiel evenwicht, zonder wrijving te overwegen, maar alleen het gewicht.

Sport

Wanneer een voetballer achter de bal rent of probeert te voorkomen dat hij wordt verwijderd door een rivaliserende speler, moet hij ze repareren om zijn balans stabiel te houden.

Het kan u van dienst zijn: Massalummer: wat is het en hoe u het kunt krijgen (met voorbeelden)

De stabiele balans is ook zeer noodzakelijk bij het rijden op een fiets of motorfiets.

Schoenen

Het is bekend dat naaldhakschoenen niet zo stabiel zijn als de brede hiel, omdat ze een groter steunoppervlak hebben dan de eerste.

Buigingen

Wanneer een persoon de vingers aanraakt met zijn handen, zonder de knieën te buigen, is het deegcentrum uit het lichaam. De persoon blijft echter in een stabiel evenwicht, omdat de loodrechte lijn die het massacentrum verbindt met de grond door het gebied van de voeten passeert.

Aan de andere kant, als de persoon zijn vingers probeert aan te raken, maar zijn rug en benen aan de muur houdt, zal hij zien dat hij het niet kan doen zonder zijn evenwicht te verliezen, omdat de loodrecht die het midden van de massa verenigt met de vloer met de vloer passeert niet het gebied dat de voeten beperkt.

Reis

Om het evenwicht te behouden wanneer ze in een bus of de treinauto reizen, scheiden mensen onmiddellijk hun voeten. Op deze manier is het ondersteuningsgebied groter en is minder kans om te vallen.

Brede banden

Sportauto's en wedstrijdauto's gebruiken brede banden om een ​​grotere stabiliteit te hebben.

Referenties

1. Bauer, W. 2011. Fysica voor engineering en wetenschappen. Deel 1. MC Graw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Conceptuele fysieke wetenschap. 5e. ED. Pearson.
4. Resnick, r. (1999). Fysiek. Vol. 1. 3e ed. in het Spaans. Continental Editorial Company s.NAAR. van C.V.
5. Rex, a. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Universitaire natuurkunde met moderne natuurkunde. 14e. ED. Deel 1. Pearson.