Tagasi edasi
Tähelepanu! Slaidi eelvaadet kasutatakse ainult informatiivsel eesmärgil ja see ei pruugi esindada kõiki esitluse võimalusi. Kui olete sellest tööst huvitatud, laadige alla täisversioon.
Õppetunni eesmärgid: Uurige kehade tasakaalu seisundit, tutvuge erinevate tasakaaluliikidega; teada saada, millistes tingimustes keha on tasakaalus.
Õppetunni eesmärgid:
- Haridus: Uurige kahte tasakaalutingimust, tasakaaluliike (stabiilne, ebastabiilne, ükskõikne). Uurige, millistel tingimustel on kehad stabiilsemad.
- Arendamine: Edendada kognitiivse huvi tekkimist füüsika vastu. Oskuste arendamine võrdlemiseks, üldistamiseks, peamise esiletoomiseks, järelduste tegemiseks.
- Haridus: Et kasvatada tähelepanu, oskust oma seisukohta väljendada ja seda kaitsta, arendada õpilaste suhtlemisoskust.
Õppetüüp:õppetund uue materjali õppimiseks arvutitoega.
Varustus:
- Ketas "Töö ja võimsus" jaotisest "Elektroonilised tunnid ja testid".
- Tasakaalutingimuste tabel.
- Kallutatav prisma püstloodiga.
- Geomeetrilised kehad: silinder, kuubik, koonus jne
- Arvuti, multimeediaprojektor, interaktiivne tahvel või ekraan.
- Esitlus.
Tundide ajal
Täna õpime õppetükis, miks kraana ei kuku, miks mänguasi "Vanka-Vstanka" naaseb alati oma algsesse olekusse, miks Pisa torn ei lange?
I. Teadmiste kordamine ja täiendamine.
- Sõnastage Newtoni esimene seadus. Mis riiki seadus ütleb?
- Millisele küsimusele vastab Newtoni teine seadus? Valem ja sõnastus.
- Millisele küsimusele vastab Newtoni kolmas seadus? Valem ja sõnastus.
- Mida nimetatakse tagajärjejõuks? Kuidas see asub?
- Plaadilt "Kehade liikumine ja vastasmõju" täitke ülesanne number 9 "Eri suundadega saadud jõud" (vektorite lisamise reegel (2, 3 harjutust)).
II. Uue materjali õppimine.
1. Mida nimetatakse tasakaaluks?
Tasakaal on puhkeseisund.
2. Tasakaalutingimused.(slaid 2)
a) Millal keha puhkab? Millist seadust see järgib?
Esimene tasakaalutingimus: Keha on tasakaalus, kui kehale rakendatavate välisjõudude geomeetriline summa on võrdne nulliga. ∑F = 0
b) Laske laual mõjuda kahel võrdsel jõul, nagu joonisel näidatud.
Kas ta on tasakaalus? (Ei, ta pöördub)
Ainult keskpunkt on puhkeolekus ja ülejäänud liiguvad. See tähendab, et keha tasakaalu saavutamiseks on vaja, et igale elemendile mõjuvate jõudude summa oleks võrdne 0 -ga.
Teine tasakaalu tingimus: Päripäeva toimivate jõudude momentide summa peab võrduma vastupäeva toimivate jõudude momentide summaga.
∑ M päripäeva = ∑ M vastupäeva
Jõumoment: M = F L
L - jõu õlg - lühim vahemaa tugipunktist jõu jõu jooneni.
3. Keha raskuskese ja selle asukoht.(slaid 4)
Keha raskuskese- see on punkt, millest läbib kõigi keha üksikutele elementidele mõjuvate paralleelsete gravitatsioonijõudude tulemus (keha mis tahes asendis ruumis).
Leidke järgmiste kujundite raskuskese:
4. Tasakaalu tüübid.
a) (slaidid 5-8)
Väljund: Tasakaal on stabiilne, kui väikese kõrvalekaldega tasakaalupositsioonist on jõud, mis kipub selle sellesse asendisse tagasi viima.
Stabiilne on asend, kus selle potentsiaalne energia on minimaalne. (slaid 9)
b) tugipunktil või tugiliinil asuvate kehade stabiilsus.(slaidid 10–17)
Väljund:Ühel tugipunktil või joonel asuva keha stabiilsuse tagamiseks on vajalik, et raskuskese oleks toetuspunktist (joonest) allpool.
c) Kehade stabiilsus tasasel pinnal.
(slaid 18)
1) Tugipind- see ei ole alati kehaga kokkupuutuv pind (vaid see, mida piiravad laua jalgu, statiive ühendavad jooned)
2) Slaidi analüüs "Elektroonilised tunnid ja testid", ketas "Töö ja jõud", tund "Tasakaalu tüübid".
Pilt 1.
- Kuidas väljaheited erinevad? (Toetuspiirkond)
- Kumb on stabiilsem? (Suurema alaga)
- Kuidas väljaheited erinevad? (Raskuskeskuse asukoht)
- Milline neist on kõige stabiilsem? (Alumise raskuskeskmega)
- Miks? (Kuna seda saab kallutada suurema nurga alla ilma ümberminekuta)
3) Katsetage kõrvalekalduva prismaga
- Paneme tahvlile prism koos püstjoonega ja hakkame seda järk -järgult üle ühe serva tõstma. Mida me näeme?
- Niikaua kui püstjoon ületab toega piiratud pinna, säilitatakse tasakaal. Aga niipea, kui raskuskeset läbiv vertikaal hakkab üle kandepinna piiride minema, läheb virn ümber.
Parsimine slaidid 19-22.
Järeldused:
- Suurema tugipinnaga korpus on stabiilne.
- Kahest sama piirkonna kehast on madalama raskuskesega keha stabiilne. seda saab kallutada ilma suure nurga alla kallutamata.
Parsimine slaidid 23-25.
Millised laevad on kõige stabiilsemad? Miks? (Mille veos asub trümmides, mitte tekil)
Millised autod on kõige vastupidavamad? Miks? (Autode stabiilsuse suurendamiseks kurvides kallutatakse teepeenar kurvi poole.)
Järeldused: Tasakaal võib olla stabiilne, ebastabiilne, ükskõikne. Mida suurem on tugipind ja mida madalam on raskuskese, seda suurem on kehade stabiilsus.
III. Kehade stabiilsust käsitlevate teadmiste rakendamine.
- Milliseid erialasid on kehade tasakaalu kohta kõige rohkem vaja teada?
- Erinevate konstruktsioonide (kõrghooned, sillad, teletornid jne) projekteerijad ja ehitajad
- Tsirkuseartistid.
- Autojuhid ja teised spetsialistid.
(slaidid 28–30)
- Miks naaseb Vanka-Vstanka mänguasja mis tahes kallutamisel tasakaaluasendisse?
- Miks on Pisa torn kaldus ja ei kuku?
- Kuidas jalgratturid ja mootorratturid tasakaalu hoiavad?
Järeldused õppetunnist:
- Tasakaalu on kolme tüüpi: stabiilne, ebastabiilne, ükskõikne.
- Keha asend on stabiilne, kus tema potentsiaalne energia on minimaalne.
- Mida suurem on tugipind ja mida madalam on raskuskese, seda suurem on kehade stabiilsus tasasel pinnal.
Kodutöö: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)
Kasutatud allikad ja kirjandus:
- G.Ya. Myakishev, B.B. Buhovtsev, N. N. Sotski. Füüsika. 10. klass.
- Filmiriba "Stabiilsus" 1976 (skaneeritud minu poolt filmiskanneriga).
- Plaat "Kehade liikumine ja koostoime" "Elektroonilistest tundidest ja testidest".
- Ketas "Töö ja võimsus" jaotisest "Elektroonilised tunnid ja testid".
Turu tasakaalu nimetatakse stabiilseks, kui tasakaalust olekust kõrvalekaldudes tulevad turujõud selle taastamiseks mängu. Vastasel juhul on tasakaal ebastabiilne.
Et kontrollida, kas joonisel fig. 4.7, stabiilne tasakaal, oletame, et hind on tõusnud alates R 0 kuni P 1. Selle tulemusena on turul ülejääk summas Q2 - Q1. Mis edasi saab, on kaks versiooni: L. Walras ja A. Marshall.
L. Walrase sõnul tekib ülejäägi korral müüjate vahel konkurents. Ostjate ligimeelitamiseks hakkavad nad hinda langetama. Kui hind langeb, suureneb nõudluse maht ja pakkumise maht väheneb kuni esialgse tasakaalu taastamiseni. Kui hind kaldub tasakaaluväärtusest allapoole, ületab nõudlus pakkumise. Ostjate vahel algab konkurents
Riis. 4.7. Tasakaalu taastamine. Rõhk: 1 - Marshalli sõnul; 2 - Walrase sõnul
nappide toodete eest. Nad pakuvad müüjatele kõrgemat hinda, mis suurendab pakkumist. See jätkub seni, kuni hind naaseb tasakaalutasemele P0. Seetõttu kujutab Walrase sõnul P0, Q0 kombinatsioon stabiilset turu tasakaalu.
A. Marshall arutles teisiti. Kui pakkumine on tasakaaluväärtusest väiksem, ületab nõudluse hind pakkumise hinna. Ettevõtted teenivad kasumit, mis stimuleerivad tootmise laienemist, ja pakkumine kasvab, kuni saavutab tasakaaluväärtuse. Kui tasakaalupakkumine on ületatud, on nõudluse hind pakkumise hinnast madalam. Sellises olukorras kannavad ettevõtjad kahjumit, mis viib tootmise vähenemiseni tasakaalu katkemiseni. Järelikult on Marshalli sõnul pakkumise ja nõudluse kõverate lõikumine joonisel fig. 4.7 kujutab endast stabiilset turu tasakaalu.
L. Walrase sõnul on defitsiidi tingimustes ostjad turu aktiivne pool ja ülejäägi tingimustes müüjad. A. Marshalli sõnul on ettevõtjad alati turutingimuste kujundamisel domineeriv jõud.
Kaks kaalutud varianti turu tasakaalu stabiilsuse diagnoosimiseks viivad aga sama tulemuseni ainult pakkumiskõvera positiivse kallaku ja nõudluskõvera negatiivse kalde korral. Kui see nii ei ole, ei lange Walrase ja Marshalli diagnoos turu tasakaaluseisundite stabiilsuse kohta kokku. Selliste olekute neli varianti on näidatud joonisel fig. 4.8.
Riis. 4.8.
Joonisel fig. 4.8, a, v, on võimalik kasvava mastaabisäästu kontekstis, kui tootjad saavad pakkumise hinda vähendada, kui toodang suureneb. Nõudluskõvera positiivne kalle joonisel fig. 4.8, b, d võivad peegeldada Giffeni paradoksi või snobi efekti.
Walrase sõnul on joonisel fig. 4,8, a, b, on ebastabiilne. Kui hind tõuseb R 1, siis on turul puudus: QD> QS. Sellistes tingimustes põhjustab ostjate konkurents veelgi hinnatõusu. Kui hind langeb Р0 -le, ületab pakkumine nõudluse, mis Walrase sõnul peaks kaasa tooma hinna edasise languse. Marshalli sõnul kombinatsioon P *, Q * kujutab endast kindlat tasakaalu. Kui pakkumine on väiksem kui Q *, on nõudluse hind pakkumise hinnast kõrgem ja see stimuleerib toodangu kasvu. Q *tõusu korral muutub nõudluse hind pakkumise hinnast madalamaks, seetõttu langeb.
Kui pakkumise ja nõudluse kõverad asuvad joonisel fig. 4,8, c, d, siis Walrase loogika kohaselt tasakaal punktis P *, Q * stabiilne, kuna P1> P * juures on ülejääk ja P0 juures< Р* –дефицит. По логике Маршалла–это варианты неустойчивого равновесия, так как при Q < Q* цена предложения оказывается выше цены спроса, предложение будет уменьшаться, а в случае Q >Q * - vastupidi.
Erinevused L. Walrase ja A. Marshalli vahel turu toimimise mehhanismi kirjeldamisel on tingitud asjaolust, et esimese kohaselt on turuhinnad täiesti paindlikud ja reageerivad koheselt kõikidele muutustele turusituatsioonis ning teiseks, hinnad ei ole piisavalt paindlikud ning turutehingute nõudluse ja pakkumise mahu tasakaalustamatuse korral reageerivad need hindadest kiiremini. Walrase tõlgendus turu tasakaalu loomise protsessist vastab täiusliku konkurentsi tingimustele ja Marshalli sõnul ebatäiuslikule konkurentsile lühikese aja jooksul.
- L. Walras (1834-1910) - üldise majandusliku tasakaalu kontseptsiooni rajaja.
Staatika on mehaanika haru, mis uurib kehade tasakaalu tingimusi.
Newtoni teisest seadusest järeldub, et kui kõigi kehale rakendatud välisjõudude geomeetriline summa on null, siis on keha puhkeasendis või sooritab ühtlast sirgjoonelist liikumist. Sel juhul on tavaks öelda, et kehale rakendatavad jõud tasakaalüksteist. Arvutamisel tulemuslik kõik kehale mõjuvad jõud on rakendatavad massi keskpunkt .
Selleks, et mittepöörlev keha oleks tasakaalus, on vaja, et kõigi kehale rakendatud jõudude tulemus oleks võrdne nulliga.
Joonisel fig. 1.14.1 toob näite jäiga keha tasakaalust kolme jõu mõjul. Ristmikupunkt O jõudude tegevusliinid ja see ei lange kokku raskusjõu (massikeskme) rakenduspunktiga C), kuid tasakaalus on need punktid tingimata samal vertikaalil. Tulemuse arvutamisel vähendatakse kõiki jõude ühele punktile.
Kui keha saab pöörlema mõne telje suhtes, siis selle tasakaalu jaoks kõigi jõudude tulemus ei ole võrdne nulliga.
Jõu pöörlev toime sõltub mitte ainult selle suurusest, vaid ka jõu tegevusjoone ja pöörlemistelje vahelisest kaugusest.
Pöörlemisteljest jõu jõu joonele tõmmatud risti pikkust nimetatakse jõu õlg.
Õla jõumooduli korrutis d helistas võimu hetk M... Nende jõudude hetki, mis kipuvad keha vastupäeva pöörama, peetakse positiivseks (joonis 1.14.2).
Hetkede reegel : fikseeritud pöörlemisteljega keha on tasakaalus, kui kehale rakendatud jõudude momentide summa selle telje suhtes on null:
Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) mõõdetakse jõudude hetki Hnewton- meetrit (N ∙ m) .
Üldjuhul, kui keha saab translatiivselt liikuda ja pöörata, on tasakaalu saavutamiseks vaja täita mõlemad tingimused: võrdsus tulemuseks oleva jõu nulliga ja võrdsus kõigi jõudude momentide summaga nulli.
siin on ekraanipilt mängust tasakaalu kohta
Horisontaalsel pinnal veerev ratas - näide ükskõikne tasakaal(joonis 1.14.3). Kui ratas peatatakse mis tahes kohas, on see tasakaalus. Koos ükskõikse tasakaaluga mehaanikas, märgib jätkusuutlik ja ebastabiilne tasakaal.
Tasakaaluseisundit nimetatakse stabiilseks, kui keha väikeste kõrvalekalletega sellest olekust tekivad jõud või jõumomendid, mis kipuvad keha tasakaaluseisundisse tagasi viima.
Keha väikese kõrvalekaldega ebastabiilse tasakaalu seisundist tekivad jõud või jõud, mis kipuvad keha tasakaalupositsioonist eemaldama.
Tasasel horisontaalsel pinnal lebav pall on ükskõikse tasakaalu seisundis. Sfäärilise eendi ülaosas olev pall on ebastabiilse tasakaalu näide. Lõpuks on kerakujulise süvendi põhjas olev pall stabiilse tasakaalu seisundis (joonis 1.14.4).
Fikseeritud pöörlemisteljega keha puhul on võimalikud kõik kolm tasakaaluliiki. Ükskõikset tasakaalu tekib siis, kui pöörlemistelg läbib massi keskpunkti. Stabiilses ja ebastabiilses tasakaalus on massi keskpunkt pöörlemistelge läbival vertikaalsel joonel. Veelgi enam, kui massi kese on pöörlemisteljest allpool, on tasakaaluseisund stabiilne. Kui massikeskus asub telje kohal, on tasakaaluseisund ebastabiilne (joonis 1.14.5).
Erijuhtumiks on keha tasakaal toel. Sellisel juhul ei rakendata elastset tugijõudu mitte ühele punktile, vaid jaotatakse üle keha aluse. Keha on tasakaalus, kui läbi läbib keha massikeskme tõmmatud vertikaalne joon tugipiirkond, see tähendab kontuuri sees, mis on moodustatud pöördepunkte ühendavate joonte abil. Kui see joon ei lõiku tugipiirkonda, siis kere läheb ümber. Huvitav näide keha tasakaalust toel on Itaalia linna Pisa kaldtorn (joonis 1.14.6), mida legendi järgi kasutas Galilei kehade vabalangemise seadusi uurides. Torn on 55 m kõrguse silindri kujuga ja raadiusega 7 m. Torni tipp on vertikaalist kõrvalekaldunud 4,5 m.
Torni massikeskme kaudu tõmmatud vertikaalne joon ületab aluse keskpunktist umbes 2,3 m kaugusel. Seega on torn tasakaalus. Tasakaal on häiritud ja torn langeb, kui selle tipu kõrvalekalle vertikaalist ulatub 14 m -ni. Ilmselt juhtub see väga kiiresti.
Lk 1
Ebastabiilset tasakaalu iseloomustab asjaolu, et tasakaalust välja viidud süsteem ei naase algsesse olekusse, vaid läheb teise stabiilsesse olekusse. Süsteemid võivad lühikese aja jooksul olla ebastabiilse tasakaalu seisundis. Praktikas on poolstabiilseid (metastabiilseid) olekuid, mis on kaugema oleku suhtes stabiilsed. Metastabiilsed olekud on võimalikud, kui iseloomulikel funktsioonidel on mitu äärmuspunkti. Teatud aja möödudes läheb süsteem, mis on metastabiilses olekus, stabiilsesse (stabiilsesse) olekusse.
Ebastabiilne tasakaal erineb stabiilsest selle poolest, et tasakaalust välja viidud süsteem ei naase algsesse olekusse, vaid läheb uude stabiilsesse tasakaalu.
Ebastabiilne tasakaal tekib siis, kui mõni kõrvalekalle tasakaaluhindadest tekitab jõude, mis kipuvad hindu tasakaalust üha kaugemale viima. Pakkumise ja nõudluse analüüsis võib see nähtus ilmneda siis, kui mõlemad kõverad - pakkumine ja nõudlus - on negatiivse kaldega ning pakkumiskõver lõikab ülevalt nõudluskõverat. Kui see ületab selle altpoolt, tekib stabiilne tasakaal. Tasakaaluseisund ei pruugi üldse tekkida. Kasutades näidet pakkumise ja nõudluse kõveratega, võib näidata, et on juhtumeid, kus kõverad ei lõiku ja seega puudub tasakaal, kuna pole hinda, mis rahuldaks nii ostjaid kui ka müüjaid. Ja viimane - pakkumise ja nõudluse kõverad võivad ristuda rohkem kui üks kord ja siis võib olla mitu tasakaaluhinda ning igaühe juures on stabiilne tasakaal.
Ebastabiilset tasakaalu iseloomustab asjaolu, et algsest asendist kõrvale kaldunud keha ei naase selle juurde ega jää uude asendisse. Ja lõpuks, kui keha jääb uude asendisse ega püüa naasta oma algasendisse, nimetatakse tasakaalu ükskõikseks.
Ebastabiilne tasakaal erineb stabiilsest selle poolest, et tasakaalust välja viidud süsteem ei naase algsesse olekusse, vaid läheb uude stabiilsesse tasakaalu.
Ebastabiilne tasakaal erineb stabiilsest selle poolest, et olekust (tasakaalust) välja võetud süsteem ei naase oma algsesse olekusse, vaid läheb uude - stabiilsesse tasakaalu.
Ebastabiilne tasakaal, kui keha, mis tuuakse tasakaalupositsioonist lähimasse naaberpositsiooni ja jäetakse seejärel iseendale, kaldub sellest asendist veelgi rohkem kõrvale.
Ebastabiilne tasakaal tekib siis, kui keha, mis tuuakse tasakaalupositsioonist lähimasse asendisse ja jäetakse siis iseendale, kaldub sellest tasakaalupositsioonist veelgi rohkem kõrvale.
Ebastabiilne tasakaal erineb stabiilsest selle poolest, et tasakaalust välja viidud süsteem ei naase algsesse olekusse, vaid läheb uude ja pealegi stabiilsesse tasakaalu. Ebastabiilset tasakaalu ei saa eksisteerida ja seetõttu ei võeta seda termodünaamikas arvesse.
Ebastabiilne tasakaal erineb stabiilsest selle poolest, et tasakaalust välja viidud süsteem ei naase algsesse olekusse, vaid läheb uude ja pealegi stabiilsesse tasakaalu.
Ebastabiilne tasakaal on praktiliselt võimatu, kuna süsteemi on võimatu eraldada lõpmatult väikestest välismõjudest.
Ebastabiilne tasakaal nafta pakkumise ja nõudluse vahel ning väljavaade sujuvale üleminekule optimaalse energiabilansi struktuuri saavutamise kaudu ajendab maailma tõsiselt huvi pakkuma alternatiivide leidmisele naftale, eesmärgiga stimuleerida selle säilimist, samuti seaduste vastuvõtmiseks. energia säästmise valdkond. Lõpuks kaalutakse mõningaid kaalutlusi selle kohta, kuidas koostöö võib aidata maailmas vältida üleminekuperioodil katastroofilisi puudujääke.
Tasakaalu mõiste on loodusteadustes üks universaalsemaid. See kehtib mis tahes süsteemi kohta, olgu see siis planeedi süsteem, mis liigub staatilistel orbiitidel tähe ümber, või troopiliste kalade populatsioon atollilaguunis. Kuid lihtsaim viis süsteemi tasakaaluseisundi mõistmiseks on mehaaniliste süsteemide näitel. Mehaanikas leitakse, et süsteem on tasakaalus, kui kõik sellele mõjuvad jõud on üksteisega täielikult tasakaalus, st kustutavad üksteist. Kui loete seda raamatut näiteks toolil istudes, siis olete tasakaalus, kuna raskusjõud, mis tõmbab teid allapoole, kompenseeritakse täielikult tooli survestatud jõuga teie kehale. põhjani. Sa ei kuku ega tõuse õhku just seetõttu, et oled tasakaalus.
Tasakaalu on kolme tüüpi, mis vastavad kolmele füüsilisele olukorrale.
Stabiilne tasakaal
Seda mõistab enamik inimesi tavaliselt "tasakaalu" all. Kujutage ette palli kerakujulise kausi põhjas. Puhkeolekus asub see rangelt kausi keskosas, kus Maa gravitatsioonijõu jõu mõju tasakaalustab rangelt ülespoole suunatud toe reaktsioonijõud ja pall jääb sinna täpselt nagu teie tool. Kui liigutate palli keskelt eemale, veeretades seda küljele ja üles kausi serva suunas, siis kohe, kui selle lahti lasete, tormab see kohe tagasi kausi keskosa sügavaimasse punkti - stabiilse tasakaaluasendi suund.
Toolis istudes olete puhkusel, kuna teie kehast ja toolist koosnev süsteem on stabiilses tasakaalus. Seega, kui muudate selle süsteemi mõningaid parameetreid - näiteks kui teie kehakaal tõuseb, näiteks kui laps istub teie põlvedel - muudab tool, olles materiaalne objekt, oma konfiguratsiooni selliselt, et reaktsioonijõud toetus suureneb ja te jääte stabiilse tasakaalu seisundisse (kõige rohkem võib juhtuda, et teie all olev padi loputab veidi sügavamale).
Looduses on palju näiteid stabiilsest tasakaalust erinevates süsteemides (ja mitte ainult mehaanilistes). Mõelge näiteks röövloomade ja saakloomade suhtele ökosüsteemis. Suletud röövloomade ja nende saakloomade populatsioonide arvu suhe jõuab piisavalt kiiresti tasakaalu - nii palju jäneseid metsas langeb aastast aastasse pidevalt nii mõnegi rebase peale. Kui mingil põhjusel muutub saakloomade arv järsult (näiteks jäneste sündimuse tõusu tõttu), taastatakse ökoloogiline tasakaal ruttu röövloomade arvu kiire kasvu tõttu. hakkavad jäneseid kiirendatud kiirusega hävitama, kuni jäneste arv normaliseerub ja nad ei hakka ise nälga surema, muutes oma karja normaalseks, mille tagajärjel muutuvad nii jäneste kui ka rebaste populatsioonid naasma normi juurde, mida täheldati enne jäneste sündimuse puhkemist. See tähendab, et stabiilses ökosüsteemis tegutsevad ka sisejõud (kuigi mitte selle sõna füüsilises tähenduses), püüdes taastada süsteem stabiilse tasakaalu seisundisse juhuks, kui süsteem sellest kõrvale kaldub.
Sarnaseid mõjusid võib täheldada majandussüsteemides. Toote hinna järsk langus toob kaasa jahimeeste nõudluse hüppelise odavuse, sellele järgneva varude vähenemise ja selle tagajärjel hinnatõusu ning toote nõudluse languse - ja nii edasi kuni süsteemini naaseb stabiilsesse pakkumise ja nõudluse tasakaalu. (Loomulikult võivad reaalsetes süsteemides toimida nii ökoloogilised kui ka majanduslikud välised tegurid, mis kalduvad süsteemi tasakaalust välja - näiteks hooajaline rebaste ja / või jäneste laskmine või valitsuse hinnasätete reguleerimine ja / või tarbimiskvoodid. Tasakaal, mille mehaanika analoog oleks näiteks kausi deformatsioon või kallutamine.)
Ebastabiilne tasakaal
Mitte iga tasakaal pole siiski stabiilne. Kujutage ette, et pall on noateral tasakaalus. Tõenäoliselt on sel juhul rangelt allapoole suunatud raskusjõud täielikult tasakaalustatud ka toe reaktsioonijõuga ülespoole suunatud jõuga. Kuid niipea, kui palli keskpunkt suunatakse puhkepunktist eemale, mis langeb tera joonele vähemalt murdosa millimeetrit (ja selleks piisab napist jõujõust), on tasakaal koheselt häiritud ja raskusjõud hakkab palli sellest üha kaugemale lohistama.
Ebastabiilse loodusliku tasakaalu näide on Maa soojusbilanss, kui globaalse soojenemise perioodid muutuvad uute jääaegadega ja vastupidi ( cm. Milankovitši tsüklid). Meie planeedi pinna aastane keskmine temperatuur määratakse energiabilansi pinnale jõudva kogu päikesekiirguse ja Maa kogu kosmosesse soojuskiirguse vahel. See soojusbilanss muutub ebastabiilseks järgmiselt. Mõnel talvel on lund tavapärasest rohkem. Järgmiseks suveks ei jätku liigse lume sulatamiseks piisavalt soojust ning suvi on tavapärasest külmem ka seetõttu, et üleliigse lume tõttu peegeldab Maa pind tagasi suurema osa päikesekiirtest kosmosesse kui enne. Selle tõttu osutub järgmine talv veel lumerohkemaks ja külmemaks kui eelmine ning järgmisel suvel jääb pinnale veelgi rohkem lund ja jääd, mis peegeldavad päikeseenergiat kosmosesse ... Seda on lihtne näha et mida rohkem selline globaalne kliimasüsteem termilise tasakaalu algpunktist kõrvale kaldub, seda kiiremini protsessid kasvavad, viies kliima sellest kaugemale. Lõppkokkuvõttes moodustub Maa pinnal mitmeaastaste ülemaailmse jahtumise ajal palju kilomeetreid liustikke ümberringpolaarsetes piirkondades, mis liiguvad vääramatult üha madalamate laiuskraadide suunas, tuues planeedile kaasa uue jääaja. Seega on raske ette kujutada ebakindlamat tasakaalu kui globaalne ja kliima.
Eraldi väärib märkimist ebastabiilse tasakaalu tüüp, mida nimetatakse metastabiilne, või peaaegu stabiilne tasakaal. Kujutage ette palli kitsas madalas soones - näiteks kumeral rulluisuteral, mille ots on ülespoole. Kerge - millimeetri või kahe võrra - kõrvalekalle tasakaalupunktist toob kaasa jõudude tekkimise, mis viivad palli soone keskel tasakaalu. Palli metastabiilsest tasakaaluvööndist välja toomiseks piisab aga veidi suuremast jõust ja see kukub uisutera küljest maha. Metastabiilsetel süsteemidel on reeglina omadus jääda mõnda aega tasakaalu olekusse, mille järel nad "murduvad" sellest väliste mõjude kõikumise tagajärjel ja "satuvad" ebastabiilsetele süsteemidele iseloomulike pöördumatute protsesside hulka. .
Tüüpilist näidet kvasitiivse tasakaalu kohta on täheldatud teatud tüüpi laserpaigaldiste tööaine aatomites. Laseri töövedeliku aatomites asuvad elektronid hõivavad metastabiilseid aatomi orbiite ja jäävad nendele kuni esimese valguskvandi lendamiseni, mis "lööb" nad metastabiilselt orbiidilt madalamale stabiilsele, eraldades samal ajal uut kvanti lendavale koherentsele valgusele, mis omakorda lööb metastabiilselt orbiidilt alla järgmise aatomi elektroni jne. Selle tulemusena tekib laviinitaoline reaktsioon koherentsete footonite emissioonile, moodustades laserkiire, käivitub, mis on tegelikult aluseks igale laserile.
Laadimine ...