In de natuurkunde zit een object in stabiel evenwicht wanneer hij enigszins uit zijn positie wordt verplaatst, keert hij er onmiddellijk naar terug. Je kunt dit visualiseren door je een knikker voor te stellen op de bodem van een holle bak: met een kleine aanraking zwaait de knikker even rond het laagste punt en komt dan tot stilstand..
Wanneer de knikker zich op de bodem van de container bevindt, is de potentiële zwaartekrachtenergie minimaal, dus dit punt is voor hem een stabiel evenwichtspunt..
Stabiel evenwicht is belangrijk voor levende wezens en structuren, daarom is het belangrijk om te weten waar het van afhangt en hoe het te behouden..
Door te lopen en bewegingen uit te voeren, behouden mens en dier van nature het evenwicht. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot een val. Bij het beoefenen van sport is een stabiel evenwicht van vitaal belang om de activiteit te ontwikkelen, zoals voetballen en hardlopen met de bal, zodat de tegenstander deze niet kan pakken.
Stabiliteit is zo belangrijk in de natuur dat mensen en dieren zintuigen hebben waarmee ze te allen tijde de positie van hun lichaam kunnen kennen: proprioceptie. In het binnenoor bevinden zich talloze receptoren die te allen tijde positie-informatie naar de hersenen sturen..
Evenzo gebruiken ingenieurs en bouwers de principes van stabiliteit om constructies te bouwen die in de loop van de tijd kunnen meegaan en veilig zijn voor gebruikers. Ervaring en de studie van mechanica hebben geleid tot het scheppen van de volgende voorwaarden om het stabiele evenwicht van dingen te waarborgen:
Om een lichaam in stabiel evenwicht te houden wanneer het wordt ondersteund, moet het voldoen aan:
-Het lichaam moet een zo groot mogelijk draagvlak hebben. Deze ondersteuningszone wordt begrensd door alle mogelijke assen ten opzichte waarvan het object zou kunnen roteren en kantelen onder invloed van externe krachten..
-Het zwaartepunt moet zo laag mogelijk zijn.
Het stabiele evenwicht van een al dan niet bezield lichaam hangt af van de locatie van het massamiddelpunt, een heel bijzonder punt waar al zijn massa geconcentreerd is. Omdat het op aarde is, valt het zwaartepunt samen met het zwaartepunt, het punt op het lichaam waar het gewicht wordt beschouwd als toegepast..
En het is dat gewicht een van de belangrijkste krachten is om rekening mee te houden bij het zoeken naar evenwicht, aangezien het, afhankelijk van hoe het werkt, een koppel of moment kan veroorzaken waardoor het lichaam gaat draaien..
Het massamiddelpunt bevat niet noodzakelijk massa. Bij een staande of liggende persoon bevindt het zwaartepunt zich in het lichaam. Maar door te buigen om je tenen aan te raken zonder je knieën te buigen, is het zwaartepunt eruit..
Het andere essentiële element om de stabiele balans van een object te behouden, is de steun of steunvlak. De ervaring leert dat objecten met grote draagvlakken stabieler zijn dan objecten met kleinere draagvlakken..
Om ervoor te zorgen dat een object in stabiel evenwicht is, moet de loodrechte lijn die het massamiddelpunt met het grondoppervlak verbindt, door de basis van de steun lopen. Als deze lijn buiten die basis valt, valt het object om.
Om het stabiele evenwicht van een ondersteund object te garanderen, worden deze strategieën gevolgd:
-Verlaag het zwaartepunt van het object, want hoe dichter bij de grond, hoe groter de stabiliteit. Dit kan worden bereikt door het onderlichaam massiever te maken..
-Vergroot het gebied dat in contact staat met de grond.
In de volgende afbeelding is er een rechthoekig blok gemaakt van homogeen materiaal ondersteund op een horizontaal oppervlak. Het zwaartepunt valt samen met het geometrische middelpunt van het blok.
In de linkerafbeelding bevindt het blok zich in een stabiel evenwicht, aangezien de loodrechte lijn die het zwaartepunt met de vloer verbindt, door het steunvlak loopt, dat de basis van het blok is..
In de figuur hiernaast staat het blok schuin θ, zodanig dat de loodlijn die door het zwaartepunt loopt net op de rand van het blok valt. Wanneer de waarde van deze hoek wordt overschreden, kantelt het blok naar rechts.
Uit de figuur is te zien dat:
Bij kantelen zou het blok sindsdien een lager zwaartepunt hebben naar is minder dan b, en daarom zou zijn positie stabieler zijn, en bovendien ondersteund worden op een groter oppervlak.
Veel voorkomende situaties waarin stabiel evenwicht deelneemt, niet alleen ondersteunde lichamen, worden hieronder beschreven:
De afbeeldingen die aan de muren hangen, zijn in stabiel evenwicht, zonder rekening te houden met wrijvingskrachten, maar alleen met het gewicht.
Wanneer een voetballer achter de bal aan rent of probeert te voorkomen dat een rivaliserende speler hem wegneemt, moet hij erin slagen zijn evenwicht stabiel te houden.
Een stabiel evenwicht is ook erg nodig bij het fietsen of motorrijden.
Het is bekend dat schoenen met naaldhak niet zo stabiel zijn als schoenen met brede hakken, omdat deze een groter steunoppervlak hebben dan de eerste..
Wanneer een persoon zijn tenen aanraakt met zijn handen, zonder zijn knieën te buigen, bevindt het zwaartepunt zich buiten het lichaam. De persoon blijft echter in een stabiel evenwicht, omdat de loodrechte lijn die het zwaartepunt met de grond verbindt, door het door de voeten afgebakende gebied loopt..
Aan de andere kant, als de persoon zijn tenen probeert aan te raken, maar zijn rug en benen dicht bij de muur houdt, zal hij zien dat hij dit niet kan doen zonder zijn evenwicht te verliezen, omdat de loodlijn die het massamiddelpunt met de vloer verbindt. passeert niet het gebied dat wordt begrensd door de voeten.
Om het evenwicht te bewaren wanneer ze in een bus of treinwagon staan, spreiden mensen hun voeten onmiddellijk uit elkaar. Op deze manier is het liftoppervlak groter en is de kans kleiner dat hij valt..
Sportwagens en racewagens gebruiken brede banden voor meer stabiliteit.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.