Konsep dan contoh keseimbangan yang stabil

Dalam fisika, suatu objek ditemukan di keseimbangan stabil Ketika dengan memindahkannya sedikit dari posisinya, dia segera kembali ke dia. Anda dapat memvisualisasikan ini membayangkan marmer di bagian bawah mangkuk cekung: dengan sentuhan kecil, marmer berkisar sebentar di sekitar titik terendah dan kemudian tetap diam.

Ketika marmer berada di bagian bawah wadah energi potensial gravitasi minimal, sehingga titik itu adalah keseimbangan yang stabil untuk itu.

Marmer berada dalam keseimbangan stabil saat berada di bagian bawah wadah. Sumber: f. Zapata.

Keseimbangan stabil penting untuk makhluk dan struktur hidup, jadi penting untuk mengetahui apa yang tergantung pada dan bagaimana mempertahankannya.

Saat berjalan dan melaksanakan gerakan, orang dan hewan secara alami menjaga keseimbangan. Tidak mencapainya hasilnya adalah jatuh. Saat berlatih olahraga, keseimbangan yang stabil sangat penting untuk mengembangkan aktivitas, seperti bermain sepak bola dan berlari dengan bola mencegah kebalikan dari mengambilnya.

Stabilitas sangat penting, sehingga manusia dan hewan memiliki indera yang memungkinkan mereka mengetahui posisi tubuh mereka setiap saat: proprioception. Di telinga internal ada banyak reseptor yang setiap saat mentransmisikan ke otak informasi posisi.

Juga, insinyur dan pembangun menggunakan prinsip -prinsip stabilitas untuk membangun struktur yang mampu tetap dari waktu ke waktu dan aman untuk pengguna. Pengalaman dan studi tentang mekanik mengarah untuk menetapkan kondisi berikut untuk memastikan keseimbangan hal -hal yang stabil:

Keseimbangan yang stabil di badan yang didukung

Agar tubuh tetap dalam keseimbangan yang stabil saat didukung, itu harus mematuhi:

-Tubuh harus memiliki permukaan dukungan sebanyak mungkin. Zona pendukung ini dibatasi oleh semua sumbu yang mungkin yang dapat diputar objek, terbalik di bawah aksi kekuatan eksternal.

Dapat melayani Anda: Biofisika: Sejarah, Studi Apa, Aplikasi, Konsep, Metode

-Pusat gravitasi harus berada dalam posisi serendah mungkin.

Pusat massa dan permukaan pendukung

Keseimbangan stabil suatu tubuh, animasi atau tidak, tergantung pada lokasi pusat massanya, titik yang sangat istimewa di mana semua massanya terkonsentrasi. Saat di Bumi, pusat massa bertepatan dengan pusat gravitasi, yang merupakan titik tubuh di mana beratnya dianggap diterapkan.

Dan beratnya adalah salah satu kekuatan terpenting yang harus diperhitungkan dalam pencarian keseimbangan, karena menurut bagaimana tindakannya, itu dapat menyebabkan torsi atau momen untuk mengubah tubuh.

Belum tentu pusat massa mengandung massa. Pada seseorang yang berdiri atau berbaring, pusat massa ada di dalam tubuh. Tetapi saat melenturkan untuk menyentuh jari kaki tanpa menekuk lutut, pusat massa berada di luar.

Elemen primer lainnya untuk mempertahankan keseimbangan stabil suatu objek adalah dasar pendukung atau dukungan permukaan. Dari pengalaman diakui bahwa objek dengan permukaan dukungan besar lebih stabil daripada yang dengan permukaan pendukung yang lebih kecil.

Untuk memastikan bahwa suatu objek berada dalam kesetimbangan yang stabil, garis tegak lurus yang bergabung dengan pusat massa dengan permukaan tanah harus melalui basis pendukung. Jika garis ini berada di luar pangkalan itu, objek akan berputar.

Contoh keseimbangan yang stabil

Untuk memastikan keseimbangan stabil dari objek yang didukung, strategi ini diikuti:

-Turunkan pusat gravitasi objek, karena semakin dekat ke tanah, semakin besar stabilitas. Ini dapat dicapai dengan membuat bagian bawah tubuh lebih masif.

Itu dapat melayani Anda: Tuduhan Langsung: Konsep, Karakteristik, Contoh

-Tingkatkan area yang bersentuhan dengan tanah.

Sudut batas

Pada gambar berikut ada blok persegi panjang yang terbuat dari bahan homogen yang didukung pada permukaan horizontal. Pusat gravitasi bertepatan dengan pusat geometris blok.

Berat blok dapat berbelok ini jika bersandar di luar sudut batas tertentu. Sumber: f. Zapata.

Pada gambar kiri, blok berada dalam kesetimbangan yang stabil, karena garis tegak lurus yang bergabung dengan pusat gravitasi dengan lantai melewati permukaan pendukung, yang merupakan dasar blok.

Pada gambar di sebelah kanan blok cenderung sudut θ, sehingga garis tegak lurus yang melewati pusat gravitasi jatuh tepat di tepi blok blok. Saat nilai sudut ini terlampaui, blok berbelok ke kanan.

Angka itu memperingatkan bahwa:

Jika pusat gravitasi yang rendah, sudut meningkat dan blok dapat dimiringkan lebih banyak tanpa berputar. Di sisi lain, jika pusat gravitasi naik, sudut terbalik lebih rendah.

Dalam hal terbalik, blok akan dengan pusat gravitasi yang lebih rendah, karena ke Itu kurang dari B, Dan oleh karena itu, posisinya akan lebih stabil, selain didukung pada permukaan yang lebih besar.

Situasi keseimbangan yang stabil

Di bawah ini adalah situasi umum di mana keseimbangan stabil berpartisipasi, tidak hanya badan yang didukung:

Gambar yang tergantung di dinding

Lukisan -lukisan yang mengalahkan dinding berada dalam keseimbangan yang stabil, tanpa mempertimbangkan gesekan, tetapi hanya beratnya.

Olahraga

Ketika seorang pemain sepak bola berlari di belakang bola atau mencoba mencegahnya dihapus oleh pemain saingan, ia harus memperbaikinya untuk menjaga keseimbangan tetap stabil.

Itu dapat melayani Anda: Nomor massa: Apa itu dan bagaimana mendapatkannya (dengan contoh)

Keseimbangan stabil juga sangat diperlukan saat mengendarai sepeda atau sepeda motor.

Alas kaki

Diketahui bahwa sepatu tumit jarum tidak stabil seperti tumit lebar, karena mereka memiliki permukaan dukungan yang lebih besar dari yang pertama.

Fleksi

Saat seseorang menyentuh jari -jari dengan tangan mereka, tanpa menekuk lutut, pusat adonan keluar dari tubuh. Namun, orang tersebut tetap berada dalam keseimbangan yang stabil, karena garis tegak lurus yang menghubungkan pusat massa dengan tanah melewati area yang dibatasi oleh kaki.

Di sisi lain, jika orang itu mencoba menyentuh jari -jarinya, tetapi menjaga punggung dan kakinya menempel di dinding, dia akan melihat bahwa dia tidak dapat melakukannya tanpa kehilangan keseimbangan, karena tegak lurus yang menyatukan pusat massa dengan lantai tidak melewati area yang membatasi kaki.

Bepergian

Untuk menjaga keseimbangan saat bepergian dengan bus atau mobil kereta, orang segera memisahkan kaki mereka. Dengan cara ini area pendukung lebih besar dan cenderung jatuh.

Ban lebar

Mobil sport dan mobil kompetisi menggunakan ban lebar untuk memiliki stabilitas yang lebih besar.

Referensi

1. Bauer, w. 2011. Fisika untuk Teknik dan Ilmu Pengetahuan. Volume 1. MC Graw Hill.
2. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Ilmu Fisik Konseptual. Ke -5. Ed. Pearson.
4. Resnick, r. (1999). Fisik. Vol. 1. Edisi ke -3. di Spanyol. Perusahaan Editorial Kontinental S.KE. dari c.V.
5. Rex, a. 2011. Dasar -dasar fisika. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 1. Pearson.