Vakaa tasapainokonsepti ja esimerkit

Fysiikassa esine löytyy tasapaino Kun siirtämällä sitä hiukan asemastaan, hän palaa heti hänen luokseen. Voit visualisoida tämän kuvittelun marmorin koveran kulhon pohjassa: pienellä kosketuksella marmori vaihtelee hetkeksi alimman pisteen ympärillä ja pysyy sitten levossa.

Kun marmori on säiliön alaosassa, sen gravitaatiopotentiaalienergia on minimaalinen, joten se on stabiili tasapaino sen kannalta.

Marmori on vakaassa tasapainossa, kun se on säiliön alaosassa. Lähde: f. Zapata.

Vakaa tasapaino on tärkeä eläville olennoille ja rakenteille, joten on tärkeää tietää, mistä se riippuu ja kuinka pitää se.

Kävellessä ja toteuttamalla liikkeitä, ihmiset ja eläimet ylläpitävät luonnollisesti tasapainoa. Sen saavuttamatta jättäminen on syksy. Urheilun harjoittamisessa vakaa tasapaino on elintärkeää toiminnan kehittämiseksi, kuten jalkapallon pelaaminen ja pallon juokseminen estäen päinvastaista ottamasta sitä.

Vakaus on luonteeltaan niin tärkeää, että ihmisillä ja eläimillä on aisteja, jotka antavat heille mahdollisuuden tietää kehonsa sijainnin aina: proprioception. Sisäisessä korvassa on lukuisia reseptoreita, jotka aina välittävät aivoihin sijaintitiedot.

Myös insinöörit ja rakentajat käyttävät vakauden periaatteita rakentaakseen rakenteita, jotka kykenevät pysymään ajan myötä ja turvallisesti käyttäjille. Mekaniikan kokemus ja tutkimus johtavat seuraavien olosuhteiden luomiseen asioiden vakaan tasapainon varmistamiseksi:

Vakaa tasapaino tuetuissa elimissä

Jotta vartalo pysyy vakaassa tasapainossa tuettuna, sen on noudatettava:

-Keholla on oltava mahdollisimman paljon tukipinta. Tätä tukivyöhykettä rajaa kaikki mahdolliset akselit, joille esine voisi kääntyä, kaataa ulkoisten voimien vaikutuksen alla.

Voi palvella sinua: Biofysiikka: historia, mitkä tutkimukset, sovellukset, käsitteet, menetelmät

-Painovoiman on oltava alhaisimmassa mahdollisessa asennossa.

Massan keskus ja tukipinta

Kehon vakaa tasapaino, animoitu tai ei, riippuu sen massakeskuksen sijainnista, aivan erityisestä kohdasta, jossa kaikki sen massa on keskittynyt. Maapallolla massan keskipiste on samanaikaisesti painopiste, joka on kehon kohta, jossa paino pidetään käytettynä.

Ja se on, että paino on yksi tärkeimmistä voimista, jotka otetaan huomioon tasapainon etsinnässä, koska sen toiminnan mukaan se voi aiheuttaa vääntömomentin tai hetken kehon kääntämiseen.

Ei välttämättä massan keskus sisältää massaa. Ihmisessä, joka seisoo tai makuulla, massakeskus on ruumiin sisällä. Mutta kun taiputetaan koskettamaan jalkojen sormea ​​polvia taivuttamatta, massakeskus on ulkona.

Toinen ensisijainen elementti objektin vakaan tasapainon ylläpitämiseksi on tuki- tai tukipinnan pohja. Kokemuksen perusteella tunnustetaan, että esineet, joilla on suuret tukipinnat, ovat vakaampia kuin ne, joilla on pienemmät tukipinnat.

Jotta voitaisiin varmistaa, että esine on vakaassa tasapainossa, kohtisuorassa, joka liittyy massan keskipisteeseen maaperän pintaan, on suoritettava tukipohjan läpi. Jos tämä viiva putoaa kyseisen pohjan ulkopuolelle, esine kääntyy.

Vakaa tasapainoesimerkkejä

Tuettujen esineen vakaan tasapainon varmistamiseksi näitä strategioita noudatetaan:

-Laske esineen painopistettä, koska mitä lähempänä maata on, sitä suurempi stabiilisuus. Tämä voidaan saavuttaa tekemällä kehon alaosasta massiivisempaa.

Se voi palvella sinua: Live -maksut: Konsepti, ominaisuudet, esimerkit

-Lisää pinta -alaa kosketuksessa maahan.

Rajakulma

Seuraavassa kuvassa on suorakaiteen muotoinen lohko, joka on valmistettu homogeenisesta materiaalista, jota tuetaan vaakasuoralla pinnalla. Painopiste on samanaikaisesti lohkon geometrisen keskuksen kanssa.

Lohkon paino voi kääntää tämän käännöksen, jos se nojaa tietyn rajakulman ulkopuolelle. Lähde: f. Zapata.

Vasemmassa kuvassa lohko on stabiilissa tasapainossa, koska painopisteeseen liittyvä kohtisuora linja kulkee tukipinnan läpi, joka on lohkon pohja.

Oikeassa kuvassa lohko on kalteva kulma θ, niin että painopisteen läpi kulkeva kohtisuora viiva putoaa tarkasti lohkon lohkon reunaan. Kun tämän kulman arvo ylitetään, lohko kääntyy oikealle.

Kuva varoittaa, että:

Jos matala painopiste, kulma kasvaa ja lohko voidaan kallistua enemmän kääntämättä. Toisaalta, jos painopiste nousee, kaatumiskulma on alempi.

Kaatumisen tapauksessa lohko olisi alhaisempi painopiste, koska -lla Se on vähemmän kuin b -, Ja siksi sen sijainti olisi vakaampi, sen lisäksi, että sitä tuetaan suuremmalle pinnalle.

Vakaa tasapainotilanne

Alla on yleisiä tilanteita, joissa vakaa tasapaino osallistuu vain tuetujen elinten lisäksi:

Seinällä roikkuvat kuvat

Seiniä lyövät maalaukset ovat vakaassa tasapainossa ottamatta huomioon kitkaa, mutta vain paino.

Urheilu

Kun jalkapalloilija juoksee pallon taakse tai yrittää estää kilpailevan pelaajan poistamasta häntä, hänen on korjattava ne pitämään tasapainonsa vakaana.

Se voi palvella sinua: Massumero: Mikä se on ja miten se saa (esimerkkien kanssa)

Vakaa tasapaino on myös erittäin välttämätöntä polkupyörällä tai moottoripyörällä.

Jalkineet

On tiedossa, että neulan kantapään kengät eivät ole yhtä vakaita kuin leveä kantapää, koska niillä on suurempi tukipinta kuin ensimmäisellä.

Taivutukset

Kun henkilö koskettaa sormea ​​käsillään, taivuttamatta polvia, taikinakeskus on poissa vartalosta. Henkilö pysyy kuitenkin vakaassa tasapainossa, koska kohtisuorassa oleva viiva, joka yhdistää massan keskuksen maahan, kulkee jalkojen rajaaman alueen läpi.

Toisaalta, jos henkilö yrittää koskettaa sormeaan, mutta pitäen selkänsä ja jalat kiinni seinään, hän näkee, että hän ei voi tehdä sitä menettämättä tasapainoa, koska kohtisuorassa, joka yhdistää massakeskuksen lattialla, lattialla ei ohita jalkoja rajoittavan alueen vieressä.

Matkustaa

Tasapainon ylläpitämiseksi matkustettaessa bussilla tai juna -autolla ihmiset erottavat heti jalkansa. Tällä tavoin tukialue on suurempi ja vähemmän todennäköisesti putoaa.

Leveät renkaat

Urheiluautot ja kilpailuautot käyttävät laajoja renkaita suuremman vakauden saamiseksi.

Viitteet

1. Bauer, W. 2011. Fysiikka tekniikkaan ja tieteisiin. Osa 1. MC Graw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysiikka: sovellusten periaatteet. Kuudes. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Käsitteellinen fysiikka. Viides. Ed. Pearson.
4. Resnick, r. (1999). Fyysinen. Osa. 1. 3. ed. espanjaksi. Mannertoimitusyhtiö S.-Lla. C: n.V.
5. Rex, a. 2011. Fysiikan perusteet. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Yliopiston fysiikka, jolla on moderni fysiikka. 14. päivä. Ed. Osa 1. Pearson.