а) Канатоходец: O — контакт стопы с канатом, C — примерно в нижней части туловища для системы «человек с шестом», выше O. В положении баланса тяжесть вниз через C, сила опоры вверх через O, \(N=mg\). При отклонении без активной коррекции возникает опрокидывающий момент: равновесие неустойчивое. Шест помогает балансировать, понижая центр системы и увеличивая момент инерции; точное C по фотографии без масс частей не вычислить.
б) Подвешенный шарик: C — центр шарика, O — верхняя точка подвеса. Тяжесть вниз, натяжение вдоль нити к O. Нижнее вертикальное положение имеет устойчивое равновесие: при отклонении тяжесть возвращает шарик. Если наклон нити на фотографии означает реальное отклонение от вертикали, показанный момент без третьей силы не является статическим покоем; устойчивым называется нижнее положение маятника.
в) Шар на горизонтальном столе: C — центр шара, O — контакт со столом; тяжесть вниз из C, реакция вверх из O. При малом перекатывании высота C неизменна: равновесие безразличное. Контакт O при перекатывании меняется; нельзя считать его навечно закреплённой осью.
Схемы центров и сил для трёх стандартных положений; положение C человека приблизительное.
Что применять при решении
Устойчивое равновесие
Малое отклонение повышает центр тяжести и вызывает возвращающий момент.
Неустойчивое и безразличное
В первом случае отклонение усиливается; во втором высота центра и потенциальная энергия не меняются.
Предел опрокидывания
\(\tan\alpha=\frac{b}{2z_C}\), где b — ширина опоры в направлении наклона.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.
