მყარი სხეულის სტაბილური და არასტაბილური წონასწორობა. T. ბალანსის სახეები

უკან წინ

ყურადღება! სლაიდების გადახედვა მხოლოდ საინფორმაციო მიზნებისთვისაა და შესაძლოა არ წარმოადგენდეს პრეზენტაციის ყველა მახასიათებელს. Თუ ხარ დაინტერესებული ეს სამუშაოგთხოვთ ჩამოტვირთოთ სრული ვერსია.

გაკვეთილის მიზნები:შეისწავლეთ სხეულების წონასწორობის მდგომარეობა, გაეცანით სხვადასხვა სახისბალანსი; გაარკვიეთ რა პირობებშია სხეული წონასწორობაში.

გაკვეთილის მიზნები:

• საგანმანათლებლო:წონასწორობის ორი პირობის შესწავლა, წონასწორობის ტიპები (სტაბილური, არასტაბილური, ინდიფერენტული). გაარკვიეთ, რა პირობებშია სხეულები უფრო სტაბილური.
• საგანმანათლებლო:ხელი შეუწყოს ფიზიკის მიმართ შემეცნებითი ინტერესის განვითარებას. შედარების, განზოგადების, მთავარის გამოკვეთის, დასკვნების გამოტანის უნარების განვითარება.
• საგანმანათლებლო:ყურადღების, საკუთარი აზრის გამოხატვისა და მისი დაცვის უნარის გამომუშავება, მოსწავლეთა კომუნიკაციური შესაძლებლობების განვითარება.

გაკვეთილის ტიპი:გაკვეთილი ახალი მასალის შესწავლის შესახებ კომპიუტერული მხარდაჭერით.

აღჭურვილობა:

1. დისკი "მუშაობა და ძალა" "ელექტრონული გაკვეთილები და ტესტები".
2. ცხრილი "წონასწორობის პირობები".
3. დახრილი პრიზმა ქლიავის ხაზით.
4. გეომეტრიული სხეულები: ცილინდრი, კუბი, კონუსი და ა.შ.
5. კომპიუტერი, მულტიმედიური პროექტორი, ინტერაქტიული დაფაან ეკრანი.
6. პრეზენტაცია.

გაკვეთილების დროს

დღეს გაკვეთილზე გავიგებთ, რატომ არ ვარდება ამწე, რატომ უბრუნდება ვანკა-ვსტანკას სათამაშო ყოველთვის პირვანდელ მდგომარეობას, რატომ არ ვარდება პიზის დახრილი კოშკი?

I. ცოდნის გამეორება და განახლება.

1. დაასახელეთ ნიუტონის პირველი კანონი. რა პირობას ეხება კანონი?
2. რა კითხვაზე პასუხობს ნიუტონის მეორე კანონი? ფორმულა და ფორმულირება.
3. რა კითხვაზე პასუხობს ნიუტონის მესამე კანონი? ფორმულა და ფორმულირება.
4. რა არის შედეგის ძალა? როგორ მდებარეობს იგი?
5. დისკიდან „სხეულების მოძრაობა და ურთიერთქმედება“ დაასრულეთ დავალება No9 „სხვადასხვა მიმართულების ძალების შედეგი“ (ვექტორების დამატების წესი (2, 3 სავარჯიშო)).

II. ახალი მასალის სწავლა.

1. რას ჰქვია წონასწორობა?

ბალანსი დასვენების მდგომარეობაა.

2. წონასწორობის პირობები.(სლაიდი 2)

ა) როდის არის სხეული მოსვენებულ მდგომარეობაში? რომელი კანონიდან გამომდინარეობს ეს?

წონასწორობის პირველი პირობა:სხეული წონასწორობაშია, თუ სხეულზე მიმართული გარე ძალების გეომეტრიული ჯამი ნულის ტოლია. ∑F = 0

ბ) ორმა თანაბარმა ძალამ იმოქმედოს დაფაზე, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე.

იქნება ბალანსში? (არა, ის შემობრუნდება)

მხოლოდ ცენტრალური წერტილი ისვენებს, დანარჩენები მოძრაობენ. ეს ნიშნავს, რომ სხეულის წონასწორობისთვის აუცილებელია, რომ ყველა ელემენტზე მოქმედი ძალების ჯამი იყოს 0.

წონასწორობის მეორე პირობა:საათის ისრის მიმართულებით მოქმედი ძალების მომენტების ჯამი უნდა იყოს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მოქმედი ძალების მომენტების ჯამის ტოლი.

∑ M საათის ისრის მიმართულებით = ∑ M საათის ისრის საწინააღმდეგოდ

ძალის მომენტი: M = F L

L – ძალის მკლავი – უმოკლესი მანძილი საყრდენი წერტილიდან ძალის მოქმედების ხაზამდე.

3. სხეულის სიმძიმის ცენტრი და მისი მდებარეობა.(სლაიდი 4)

სხეულის სიმძიმის ცენტრი- ეს ის წერტილია, რომლითაც გადის სხეულის ცალკეულ ელემენტებზე მოქმედი სიმძიმის ყველა პარალელური ძალის შედეგი (სივრცეში სხეულის ნებისმიერი პოზიციისთვის).

იპოვეთ შემდეგი ფიგურების სიმძიმის ცენტრი:

4. ბალანსის სახეები.

ა) (სლაიდები 5–8)

დასკვნა:წონასწორობა სტაბილურია, თუ წონასწორობის პოზიციიდან მცირე გადახრით, არსებობს ძალა, რომელიც ცდილობს დააბრუნოს იგი ამ პოზიციაზე.

პოზიცია, რომელშიც მისი პოტენციური ენერგია მინიმალურია, სტაბილურია. (სლაიდი 9)

ბ) საყრდენ წერტილში ან საყრდენი ხაზზე მდებარე სხეულების სტაბილურობა.(სლაიდები 10–17)

დასკვნა:სხეულის მდგრადობისთვის, რომელიც მდებარეობს ერთ წერტილში ან საყრდენი ხაზში, აუცილებელია, რომ სიმძიმის ცენტრი იყოს საყრდენი წერტილის (ხაზის) ქვემოთ.

გ) ბრტყელ ზედაპირზე მდებარე სხეულების სტაბილურობა.

(სლაიდი 18)

1) საყრდენი ზედაპირი- ეს ყოველთვის არ არის ზედაპირი, რომელიც კონტაქტშია სხეულთან (მაგრამ ის, რომელიც შემოიფარგლება მაგიდის, სამფეხის ფეხების დამაკავშირებელი ხაზებით)

2) სლაიდის ანალიზი „ელექტრონული გაკვეთილები და ტესტები“, დისკი „მუშაობა და სიმძლავრე“, გაკვეთილი „ბალანსის ტიპები“.

სურათი 1.

1. რით განსხვავდება განავალი? (მხარდაჭერის ზონა)
2. რომელი უფრო სტაბილურია? (უფრო დიდი ფართობით)
3. რით განსხვავდება განავალი? (სიმძიმის ცენტრის მდებარეობა)
4. რომელია ყველაზე სტაბილური? (სიმძიმის რომელი ცენტრია დაბალი)
5. რატომ? (რადგან მისი დახრილობა შესაძლებელია უფრო დიდ კუთხით გადახრის გარეშე)

3) ექსპერიმენტი გადახრის პრიზმით

1. დაფაზე დავდოთ პრიზმა ქლიავის ხაზით და დავიწყოთ მისი თანდათან აწევა ერთი კიდით. რას ვხედავთ?
2. სანამ ქლიავის ხაზი კვეთს საყრდენით შემოზღუდულ ზედაპირს, წონასწორობა შენარჩუნებულია. მაგრამ როგორც კი ვერტიკალური ხაზი, რომელიც გადის სიმძიმის ცენტრში, იწყებს გასვლას საყრდენი ზედაპირის საზღვრებს მიღმა, რა არ იშლება.

ანალიზი სლაიდები 19–22.

დასკვნები:

1. სხეული, რომელსაც აქვს ყველაზე დიდი საყრდენი არე, სტაბილურია.
2. ერთი და იმავე არეალის ორი სხეულიდან, რომლის სიმძიმის ცენტრი უფრო დაბალია, სტაბილურია, რადგან მისი დახრილობა შესაძლებელია დიდი კუთხით გადახრის გარეშე.

ანალიზი სლაიდები 23–25.

რომელი გემებია ყველაზე სტაბილური? რატომ? (რომელშიც ტვირთი მდებარეობს სათავსოებში და არა გემბანზე)

რომელი მანქანებია ყველაზე სტაბილური? რატომ? (მოხვევისას მანქანების სტაბილურობის გასაზრდელად გზის ზედაპირი იხრება შემობრუნების მიმართულებით.)

დასკვნები:წონასწორობა შეიძლება იყოს სტაბილური, არასტაბილური, გულგრილი. რაც უფრო დიდია საყრდენი ფართობი და რაც უფრო დაბალია სიმძიმის ცენტრი, მით მეტია სხეულების სტაბილურობა.

III. ცოდნის გამოყენება სხეულების სტაბილურობის შესახებ.

1. რომელ სპეციალობებს სჭირდებათ ყველაზე მეტად სხეულის წონასწორობის ცოდნა?
2. სხვადასხვა ნაგებობების დიზაინერები და კონსტრუქტორები (მაღალი შენობები, ხიდები, სატელევიზიო ანძები და ა.შ.)
3. ცირკის შემსრულებლები.
4. მძღოლები და სხვა პროფესიონალები.

(სლაიდები 28–30)

1. რატომ უბრუნდება "ვანკა-ვსტანკა" წონასწორობის პოზიციას სათამაშოს ნებისმიერ დახრილობაზე?
2. რატომ დგას პიზის დახრილი კოშკი დახრილი და არ ეცემა?
3. როგორ ინარჩუნებენ წონასწორობას ველოსიპედისტები და მოტოციკლისტები?

დასკვნები გაკვეთილიდან:

1. წონასწორობის სამი ტიპი არსებობს: სტაბილური, არასტაბილური, გულგრილი.
2. სხეულის სტაბილური პოზიცია, რომელშიც მისი პოტენციური ენერგია მინიმალურია.
3. რაც უფრო დიდია საყრდენი ფართობი და რაც უფრო დაბალია სიმძიმის ცენტრი, მით მეტია სხეულების სტაბილურობა ბრტყელ ზედაპირზე.

Საშინაო დავალება: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)

გამოყენებული წყაროები და ლიტერატურა:

1. გ.ია. მიაკიშევი, ბ.ბ. ბუხოვცევი, ნ.ნ. სოცკი.ფიზიკა. მე-10 კლასი.
2. ფილმის ზოლი „მდგრადობა“ 1976 წელი (ჩემ მიერ სკანირებული ფილმის სკანერზე).
3. დისკი "სხეულების მოძრაობა და ურთიერთქმედება" "ელექტრონული გაკვეთილები და ტესტები".
4. დისკი "მუშაობა და ძალა" "ელექტრონული გაკვეთილები და ტესტები".

საბაზრო წონასწორობას ეწოდება სტაბილური, თუ წონასწორობის მდგომარეობიდან გადახრისას, საბაზრო ძალები შედიან და აღადგენენ მას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, წონასწორობა არასტაბილურია.

იმის შესამოწმებლად, არის თუ არა ნახ. 4.7, სტაბილური წონასწორობა, დავუშვათ, რომ ფასი გაიზარდა რ 0-მდე პ 1. შედეგად ბაზარზე წარმოიქმნება ნამეტი Q2 – Q1 ოდენობით. არსებობს ორი ვერსია იმის შესახებ, თუ რა მოხდება შემდეგ: ლ. ვალრასი და ა. მარშალი.

ლ.ვალრასის აზრით, როდესაც არის ჭარბი, კონკურენცია წარმოიქმნება გამყიდველებს შორის. მყიდველების მოსაზიდად, ისინი დაიწყებენ ფასის შემცირებას. ფასის კლებასთან ერთად, მოთხოვნილი რაოდენობა გაიზრდება და მიწოდებული რაოდენობა შემცირდება, სანამ თავდაპირველი წონასწორობა არ აღდგება. თუ ფასი გადაიხრება ქვევით მისი წონასწორობის მნიშვნელობიდან, მოთხოვნა გადააჭარბებს მიწოდებას. მყიდველებს შორის კონკურენცია დაიწყება

ბრინჯი. 4.7.ბალანსის აღდგენა. წნევა: 1 – მარშალის მიხედვით; 2 – ვალრასის მიხედვით

მწირი საქონლისთვის. ისინი გამყიდველებს შესთავაზებენ უფრო მაღალ ფასს, რაც გაზრდის მიწოდებას. ეს გაგრძელდება მანამ, სანამ ფასი არ დაუბრუნდება წონასწორობის დონეს P0. მაშასადამე, ვალრასის მიხედვით, კომბინაცია P0, Q0 წარმოადგენს სტაბილურ საბაზრო წონასწორობას.

ა.მარშალი განსხვავებულად მსჯელობდა. როდესაც მიწოდებული რაოდენობა წონასწორობის ღირებულებაზე ნაკლებია, მაშინ მოთხოვნის ფასი აღემატება მიწოდების ფასს. ფირმები იღებენ მოგებას, რაც ასტიმულირებს წარმოების გაფართოებას და მიწოდებული რაოდენობა გაიზრდება მანამ, სანამ არ მიაღწევს წონასწორობის მნიშვნელობას. თუ მიწოდება აჭარბებს წონასწორულ მოცულობას, მოთხოვნის ფასი დაბალი იქნება მიწოდების ფასზე. ასეთ ვითარებაში მეწარმეები იღებენ ზარალს, რაც გამოიწვევს პროდუქციის შემცირებას წონასწორობის ნაკლოვან მოცულობამდე. შესაბამისად, მარშალის მიხედვით, მიწოდებისა და მოთხოვნის მრუდების გადაკვეთის წერტილი ნახ. 4.7 წარმოადგენს სტაბილურ საბაზრო წონასწორობას.

ლ. ვალრასის თქმით, დეფიციტის პირობებში ბაზრის აქტიური მხარე მყიდველები არიან, ხოლო სიჭარბის პირობებში – გამყიდველები. ა. მარშალის აზრით, მეწარმეები ყოველთვის არიან დომინანტური ძალა ბაზრის პირობების ფორმირებაში.

თუმცა, საბაზრო წონასწორობის სტაბილურობის დიაგნოსტიკის ორი განხილული ვარიანტი იწვევს ერთსა და იმავე შედეგს მხოლოდ მიწოდების მრუდის დადებითი დახრილობის და მოთხოვნის მრუდის უარყოფითი დახრის შემთხვევაში. როდესაც ეს ასე არ არის, მაშინ წონასწორობის საბაზრო მდგომარეობების სტაბილურობის დიაგნოზი ვალრასის და მარშალის მიხედვით არ ემთხვევა ერთმანეთს. ასეთი მდგომარეობის ოთხი ვარიანტი ნაჩვენებია ნახ. 4.8.

ბრინჯი. 4.8.

სურათზე წარმოდგენილი სიტუაციები. 4.8, a, V,შესაძლებელია მასშტაბის ეკონომიის გაზრდის პირობებში, როდესაც მწარმოებლებს შეუძლიათ შეამცირონ მიწოდების ფასი გამოშვების ზრდის გამო. მოთხოვნის მრუდის დადებითი დახრილობა ნახ. 4.8, b, d, შეიძლება ასახავდეს გიფენის პარადოქსს ან სნობის ეფექტს.

ვალრასის მიხედვით, სექტორული წონასწორობა წარმოდგენილია ნახ. 4.8, ა, ბ,არასტაბილურია. თუ ფასი მოიმატებს რ 1, მაშინ ბაზარზე დეფიციტი იქნება: QD > QS. ასეთ პირობებში მყიდველთა კონკურენცია გამოიწვევს ფასების შემდგომ ზრდას. თუ ფასი დაეცემა P0-მდე, მაშინ მიწოდება გადააჭარბებს მოთხოვნას, რაც, ვალრასის აზრით, ფასის შემდგომ შემცირებას უნდა მოჰყვეს. მარშალის კომბინაციის მიხედვით P*, Q*წარმოადგენს სტაბილურ წონასწორობას. თუ მიწოდება Q*-ზე ნაკლებია, მოთხოვნის ფასი უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე მიწოდების ფასი და ეს ასტიმულირებს გამოშვების ზრდას. თუ Q* გაიზრდება, მოთხოვნის ფასი დაბალი იქნება მიწოდების ფასზე, ამიტომ შემცირდება.

როდესაც მიწოდებისა და მოთხოვნის მრუდები განლაგებულია, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4.8, გ, დ,მაშინ, ვალრასული ლოგიკის მიხედვით, წონასწორობა წერტილში P*, Q*სტაბილურია, რადგან P1 > P*-ზე ხდება ჭარბი, ხოლო P0-ზე< 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* საპირისპიროა.

ბაზრის ფუნქციონირების მექანიზმის აღწერისას ლ.ვალრასსა და ა.მარშალს შორის შეუსაბამობა გამოწვეულია იმით, რომ პირველის მიხედვით, საბაზრო ფასები სრულიად მოქნილია და მყისიერად რეაგირებს ბაზრის ვითარების ნებისმიერ ცვლილებაზე, ხოლო მეორეს მიხედვით. ფასები არ არის საკმარისად მოქნილი მაშინაც კი, როცა მოთხოვნასა და მიწოდებას შორის დისბალანსი წარმოიქმნება, საბაზრო ტრანზაქციების მოცულობა მათზე უფრო სწრაფად რეაგირებს, ვიდრე ფასები. საბაზრო წონასწორობის დამყარების პროცესის ინტერპრეტაცია ვალრასის მიხედვით შეესაბამება სრულყოფილი კონკურენციის პირობებს, ხოლო მარშალის მიხედვით - არასრულყოფილი კონკურენციამოკლე პერიოდში.

• ლ.ვალრასი (1834–1910) – ზოგადი ეკონომიკური წონასწორობის ცნების ფუძემდებელი.

სტატიკა არის მექანიკის დარგი, რომელიც სწავლობს სხეულების წონასწორობის პირობებს.

ნიუტონის მეორე კანონიდან გამომდინარეობს, რომ თუ სხეულზე მიმართული ყველა გარეგანი ძალის გეომეტრიული ჯამი ნულის ტოლია, მაშინ სხეული ისვენებს ან განიცდის ერთგვაროვან წრფივ მოძრაობას. ამ შემთხვევაში, ჩვეულებრივ უნდა ითქვას, რომ ძალები ვრცელდება სხეულზე ბალანსიერთმანეთი. გაანგარიშებისას შედეგიანისხეულზე მოქმედი ყველა ძალის გამოყენება შეიძლება მასის ცენტრი .

იმისათვის, რომ არამბრუნავი სხეული იყოს წონასწორობაში, აუცილებელია, რომ სხეულზე მიმართული ყველა ძალის შედეგი იყოს ნულის ტოლი.

ნახ. 1.14.1 მოცემულია წონასწორობის მაგალითი მყარისამი ძალის გავლენის ქვეშ. გადაკვეთის წერტილი ოძალების მოქმედების ხაზები და არ ემთხვევა სიმძიმის გამოყენების წერტილს (მასის ცენტრი C), მაგრამ წონასწორობაში ეს წერტილები აუცილებლად ერთსა და იმავე ვერტიკალზეა. შედეგის გამოთვლისას ყველა ძალა მცირდება ერთ წერტილამდე.

თუ სხეულს შეუძლია როტაციაზოგიერთ ღერძთან შედარებით, შემდეგ მისი წონასწორობისთვის საკმარისი არ არის, რომ ყველა ძალის შედეგი იყოს ნული.

ძალის მბრუნავი ეფექტი დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის სიდიდეზე, არამედ მანძილს ძალის მოქმედების ხაზსა და ბრუნვის ღერძს შორის.

ბრუნვის ღერძიდან ძალის მოქმედების ხაზამდე გამოყვანილი პერპენდიკულურის სიგრძე ე.წ. მხრის ძალა.

ძალის მოდულის პროდუქტი მკლავზე დდაურეკა ძალის მომენტი მ. დადებითად ითვლება იმ ძალების მომენტები, რომლებიც სხეულს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ აბრუნებენ (ნახ. 1.14.2).

წუთების წესი : სხეული, რომელსაც აქვს ბრუნის ფიქსირებული ღერძი, წონასწორობაშია, თუ ამ ღერძის მიმართ სხეულზე გამოყენებული ყველა ძალის მომენტების ალგებრული ჯამი ნულის ტოლია:

ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაში (SI) ძალების მომენტები იზომება ნნიუტონი- მეტრი (N∙m) .

IN ზოგადი შემთხვევაროდესაც სხეულს შეუძლია გადაადგილება და ბრუნვა, წონასწორობისთვის აუცილებელია ორივე პირობის შესრულება: შედეგად მიღებული ძალა ნულის ტოლია და ძალების ყველა მომენტის ჯამი ნულის ტოლია.

აქ არის თამაშის სკრინშოტი ბალანსის შესახებ

ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მოძრავი ბორბალი - მაგალითი გულგრილი წონასწორობა(სურ. 1.14.3). თუ ბორბალი შეჩერებულია ნებისმიერ წერტილში, ის წონასწორობაში იქნება. მექანიკაში ინდიფერენტულ წონასწორობასთან ერთად არის მდგომარეობები მდგრადიდა არასტაბილურიბალანსი.

წონასწორობის მდგომარეობას ეწოდება სტაბილური, თუ სხეულის მცირე გადახრებით ამ მდგომარეობიდან წარმოიქმნება ძალები ან ბრუნვები, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დააბრუნონ სხეული წონასწორულ მდგომარეობაში.

სხეულის მცირე გადახრისას არასტაბილური წონასწორობის მდგომარეობიდან წარმოიქმნება ძალები ან ძალის მომენტები, რომლებიც მიდრეკილნი არიან სხეულის წონასწორობის მდგომარეობიდან ამოღებას.

ბრტყელ ჰორიზონტალურ ზედაპირზე დევს ბურთი გულგრილი წონასწორობის მდგომარეობაშია. ბურთი მდებარეობს ზედა წერტილისფერული პროტრუზია არის არასტაბილური წონასწორობის მაგალითი. დაბოლოს, სფერული ჩაღრმის ბოლოში ბურთი სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაშია (ნახ. 1.14.4).

ბრუნვის ფიქსირებული ღერძის მქონე სხეულისთვის წონასწორობის სამივე ტიპი შესაძლებელია. ინდიფერენტული წონასწორობა ხდება მაშინ, როდესაც ბრუნვის ღერძი გადის მასის ცენტრში. სტაბილური და არასტაბილური წონასწორობის დროს მასის ცენტრი ვერტიკალურ სწორ ხაზზეა, რომელიც გადის ბრუნვის ღერძზე. უფრო მეტიც, თუ მასის ცენტრი ბრუნვის ღერძის ქვემოთაა, წონასწორობის მდგომარეობა სტაბილური აღმოჩნდება. თუ მასის ცენტრი მდებარეობს ღერძის ზემოთ, წონასწორობის მდგომარეობა არასტაბილურია (სურ. 1.14.5).

განსაკუთრებული შემთხვევაა სხეულის ბალანსი საყრდენზე. ამ შემთხვევაში, ელასტიური დამხმარე ძალა არ ვრცელდება ერთ წერტილზე, მაგრამ ნაწილდება სხეულის ძირზე. სხეული წონასწორობაშია, თუ ვერტიკალური ხაზი გადის სხეულის მასის ცენტრში დამხმარე ტერიტორია, ანუ საყრდენი წერტილების დამაკავშირებელი ხაზებით ჩამოყალიბებული კონტურის შიგნით. თუ ეს ხაზი არ კვეთს საყრდენის არეალს, მაშინ სხეული იხრება. საინტერესო მაგალითისხეულის ბალანსი საყრდენზე არის დახრილი კოშკი იტალიის ქალაქ პიზაში (სურ. 1.14.6), რომელიც, ლეგენდის თანახმად, გამოიყენა გალილეომ სხეულების თავისუფალი ვარდნის კანონების შესწავლისას. კოშკს აქვს ცილინდრის ფორმა, რომლის სიმაღლეა 55 მ და რადიუსი 7 მ. კოშკის ზედა ნაწილი ვერტიკალიდან 4,5 მ-ით არის გადახრილი.

ვერტიკალური ხაზი, რომელიც გავლებულია კოშკის მასის ცენტრში, კვეთს ბაზას მისი ცენტრიდან დაახლოებით 2,3 მ. ამრიგად, კოშკი წონასწორობის მდგომარეობაშია. ბალანსი დაირღვევა და კოშკი დაეცემა, როცა მისი მწვერვალის გადახრა ვერტიკალიდან 14 მ-ს მიაღწევს, როგორც ჩანს, ეს არც ისე მალე მოხდება.

Გვერდი 1

არასტაბილური წონასწორობა ხასიათდება იმით, რომ სისტემა, წონასწორობიდან გამოყვანის შემდეგ, არ უბრუნდება საწყის მდგომარეობას, არამედ გადადის სხვა სტაბილურ მდგომარეობაში. სისტემები შეიძლება იყოს არასტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაში მოკლე დროში. პრაქტიკაში, არსებობს ნახევრად სტაბილური (მეტასტაბილური) მდგომარეობები, რომლებიც სტაბილურია უფრო შორეულ მდგომარეობასთან მიმართებაში. მეტასტაბილური მდგომარეობა შესაძლებელია იმ შემთხვევებში, როდესაც დამახასიათებელ ფუნქციებს აქვთ რამდენიმე ექსტრემალური წერტილი. გარკვეული პერიოდის შემდეგ მეტასტაბილურ მდგომარეობაში მყოფი სისტემა გადადის სტაბილურ (სტაბილურ) მდგომარეობაში.

არასტაბილური წონასწორობა განსხვავდება სტაბილურისგან იმით, რომ სისტემა, რომელიც ამოღებულია წონასწორობის მდგომარეობიდან, არ უბრუნდება საწყის მდგომარეობას, მაგრამ გადადის წონასწორობის ახალ სტაბილურ მდგომარეობაში.

არასტაბილური წონასწორობა ხდება მაშინ, როდესაც წონასწორული ფასებიდან გარკვეული გადახრა ქმნის ძალებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან ფასების უფრო და უფრო შორს გადაადგილებას წონასწორული მდგომარეობიდან. მიწოდებისა და მოთხოვნის ანალიზში ეს ფენომენი შეიძლება მოხდეს მაშინ, როდესაც მიწოდების და მოთხოვნის მრუდებს აქვთ უარყოფითი დახრილობა და მიწოდების მრუდი კვეთს მოთხოვნის მრუდს ზემოდან. თუ იგი გადაკვეთს მას ქვემოდან, მაშინ მაინც ხდება სტაბილური წონასწორობა. წონასწორობის მდგომარეობა შეიძლება საერთოდ არ მოხდეს. მიწოდებისა და მოთხოვნის მრუდების მაგალითის გამოყენებით შეიძლება აჩვენოს, რომ არის შემთხვევები, როდესაც მრუდები არ იკვეთება და, შესაბამისად, არ არსებობს წონასწორული ფასი, რადგან არ არსებობს ფასი, რომელიც დააკმაყოფილებს როგორც მყიდველებს, ასევე გამყიდველებს. და ბოლოს, მიწოდებისა და მოთხოვნის მრუდები შეიძლება გადაიკვეთოს არაერთხელ, და შემდეგ შეიძლება იყოს რამდენიმე წონასწორული ფასი და თითოეულ მათგანზე იქნება სტაბილური წონასწორობა.

არასტაბილური წონასწორობა ხასიათდება იმით, რომ სხეული, რომელიც გადახრილია თავდაპირველი პოზიციიდან, არ უბრუნდება მას და არ რჩება ახალ მდგომარეობაში. და ბოლოს, თუ სხეული რჩება ახალ მდგომარეობაში და არ ცდილობს დაუბრუნდეს თავის საწყის მდგომარეობას, მაშინ წონასწორობას გულგრილი ეწოდება.

არასტაბილური წონასწორობა განსხვავდება სტაბილურისგან იმით, რომ სისტემა, რომელიც ამოღებულია წონასწორობის მდგომარეობიდან, არ უბრუნდება საწყის მდგომარეობას, მაგრამ გადადის ახალ, სტაბილურ წონასწორობაში.

არასტაბილური წონასწორობა განსხვავდება სტაბილური წონასწორობისგან იმით, რომ სისტემა, მოხსნილი მდგომარეობიდან (ბალანსი), არ უბრუნდება საწყის მდგომარეობას, არამედ გადადის ახალ - სტაბილურ წონასწორობაში.

არასტაბილური წონასწორობა, თუ სხეული, რომელიც წონასწორობის მდგომარეობიდან მომდევნო უახლოეს პოზიციამდეა მოხსნილი და შემდეგ თავისთვის დარჩა, ამ პოზიციიდან კიდევ უფრო გადაიხრება.

არასტაბილური წონასწორობა წარმოიქმნება, თუ სხეული, რომელიც წონასწორული პოზიციიდან უახლოეს პოზიციამდე მიყვანილია და შემდეგ თავისთვის დარჩა, კიდევ უფრო გადახრის ამ წონასწორობის პოზიციიდან.

არასტაბილური წონასწორობა განსხვავდება სტაბილურისგან იმით, რომ სისტემა, რომელიც ამოღებულია წონასწორობის მდგომარეობიდან, არ უბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობას, მაგრამ გადადის ახალ და უფრო მეტიც, წონასწორობის სტაბილურ მდგომარეობაში. არასტაბილური წონასწორობა არ შეიძლება არსებობდეს და ამიტომ არ არის გათვალისწინებული თერმოდინამიკაში.

არასტაბილური წონასწორობა განსხვავდება სტაბილურისგან იმით, რომ სისტემა, რომელიც ამოღებულია წონასწორობის მდგომარეობიდან, არ უბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობას, მაგრამ გადადის ახალ და უფრო მეტიც, წონასწორობის სტაბილურ მდგომარეობაში.

არასტაბილური წონასწორობა პრაქტიკულად შეუძლებელია, რადგან შეუძლებელია სისტემის იზოლირება უსასრულო მცირეებისგან. გარე გავლენები.  

ნავთობის მიწოდებასა და მოთხოვნას შორის არასტაბილური ბალანსი და გლუვი გადასვლის პერსპექტივები ოპტიმალური ენერგეტიკული მიქსის მიღწევის გზით მსოფლიოს უბიძგებს გამოავლინოს სერიოზული ინტერესი ნავთობის ალტერნატივების მოძიებაში, რათა წაახალისოს ნავთობის კონსერვაცია, ისევე როგორც ენერგიის დაზოგვის კანონების მიღება. და ბოლოს, შემოთავაზებულია რამდენიმე მოსაზრება იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება თანამშრომლობა დაეხმაროს მსოფლიოს თავიდან აიცილოს კატასტროფული დეფიციტი ამ გარდამავალ პერიოდში.

ბალანსის კონცეფცია ერთ-ერთი ყველაზე უნივერსალურია ნატურალური მეცნიერება. ეს ეხება ნებისმიერ სისტემას, იქნება ეს პლანეტების სისტემა, რომელიც მოძრაობს ვარსკვლავის გარშემო სტაციონარული ორბიტაზე, თუ ტროპიკული თევზის პოპულაცია ატოლის ლაგუნაში. მაგრამ ყველაზე მარტივი გზა სისტემის წონასწორობის მდგომარეობის ცნების გასაგებად არის მექანიკური სისტემების მაგალითი. მექანიკაში სისტემა ითვლება წონასწორობაში, თუ მასზე მოქმედი ყველა ძალა მთლიანად დაბალანსებულია ერთმანეთთან, ანუ ისინი ანადგურებენ ერთმანეთს. თუ ამ წიგნს კითხულობთ, მაგალითად, სკამზე ჯდებით, მაშინ წონასწორობის მდგომარეობაში ხართ, რადგან მიზიდულობის ძალა, რომელიც ძირს გიბიძგებს, მთლიანად კომპენსირდება სკამის ზეწოლის ძალით თქვენს სხეულზე, რომელიც მოქმედებს ქვემოდან ზემოთ. არ ეცემა და არ აფრინდები ზუსტად იმიტომ, რომ წონასწორობაში ხარ.

არსებობს სამი სახის წონასწორობა, რომელიც შეესაბამება სამ ფიზიკურ სიტუაციას.

სტაბილური ბალანსი

ეს არის ის, რასაც ადამიანების უმეტესობა ჩვეულებრივ ესმის "ბალანსით". წარმოიდგინეთ ბურთი სფერული თასის ბოლოში. დასვენების დროს, იგი მდებარეობს მკაცრად თასის ცენტრში, სადაც დედამიწის გრავიტაციული მიზიდულობის მოქმედება დაბალანსებულია საყრდენის რეაქციის ძალით, რომელიც მიმართულია მკაცრად ზევით, და ბურთი ეყრდნობა იქ, როგორც თქვენ ისვენებთ თქვენს სავარძელში. . თუ ბურთს ცენტრს აშორებთ, გვერდულად და ზევით თასის კიდისკენ გააბრტყელებთ, მაშინვე, როგორც კი გაათავისუფლებთ, ის მაშინვე ბრუნდება თასის ცენტრში ყველაზე ღრმა წერტილში - მიმართულებით. სტაბილური წონასწორობის პოზიცია.

თქვენ, სკამზე მჯდომი, მოსვენებულ მდგომარეობაში ხართ იმის გამო, რომ თქვენი სხეულისა და სკამისგან შემდგარი სისტემა სტაბილურ წონასწორობაშია. ამიტომ, როდესაც ამ სისტემის ზოგიერთი პარამეტრი იცვლება - მაგალითად, როდესაც თქვენი წონა იზრდება, თუ, ვთქვათ, ბავშვი თქვენს კალთაზე ზის - სკამი, როგორც მატერიალური ობიექტი, შეცვლის თავის კონფიგურაციას ისე, რომ დამხმარე რეაქციის ძალა იზრდება - და თქვენ დარჩებით სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაში (ყველაზე მეტი, რაც შეიძლება მოხდეს, არის ის, რომ თქვენს ქვეშ არსებული ბალიში ოდნავ ღრმად ჩაიძიროს).

ბუნებაში არსებობს სტაბილური წონასწორობის მრავალი მაგალითი სხვადასხვა სისტემებში (და არა მხოლოდ მექანიკურში). განვიხილოთ, მაგალითად, მტაცებლისა და მტაცებლის ურთიერთობა ეკოსისტემაში. მტაცებლებისა და მათი მსხვერპლთა დახურული პოპულაციების რაოდენობის თანაფარდობა სწრაფად მიდის წონასწორობამდე - ამდენი კურდღელი ტყეში წლიდან წლამდე სტაბილურად ითვლის ამდენ მელას, შედარებით რომ ვთქვათ. თუ რაიმე მიზეზით მტაცებლის პოპულაციის ზომა მკვეთრად იცვლება (მაგალითად, კურდღლების შობადობის ზრდის გამო), ეკოლოგიური ბალანსი ძალიან მალე აღდგება მტაცებლების რაოდენობის სწრაფი ზრდის გამო, რაც დაიწყება. გაანადგურონ კურდღლები დაჩქარებული ტემპით, სანამ კურდღლების რაოდენობა ნორმალურად არ დაბრუნდება და თვითონ არ დაიწყებენ შიმშილისგან დაღუპვას, რაც საკუთარ მოსახლეობას დაუბრუნებს ნორმალურ მდგომარეობას, რის შედეგადაც დაბრუნდება როგორც კურდღლების, ასევე მელაების პოპულაციის რაოდენობა. ნორმის მიხედვით, რომელიც დაფიქსირდა კურდღლებს შორის შობადობის ზრდამდე. ანუ მდგრად ეკოსისტემაში ისინიც მოქმედებენ შინაგანი ძალები(თუმცა არა ამ სიტყვის ფიზიკური გაგებით), ცდილობს სისტემის დაბრუნებას სტაბილურ წონასწორობის მდგომარეობაში სისტემის მისგან გადახრის შემთხვევაში.

მსგავსი ეფექტი შეიძლება შეინიშნოს ეკონომიკურ სისტემებში. პროდუქტის ფასის მკვეთრი ვარდნა იწვევს გარიგების მონადირეების მოთხოვნის ზრდას, მარაგის შემდგომ შემცირებას და, შედეგად, ფასის ზრდას და პროდუქტზე მოთხოვნის ვარდნას - და ასე შემდეგ, სანამ სისტემა არ დაბრუნდება. მიწოდებისა და მოთხოვნის სტაბილური ფასის წონასწორობის მდგომარეობამდე. (ბუნებრივია, რეალურ სისტემებში, როგორც ეკოლოგიურ, ასევე ეკონომიკურ, მათ შეუძლიათ იმოქმედონ გარეგანი ფაქტორები, სისტემის გადახრა წონასწორული მდგომარეობიდან - მაგალითად, მელიების და/ან კურდღლების სეზონური სროლა ან სახელმწიფო ფასების რეგულირება და/ან მოხმარების კვოტები. ასეთი ჩარევა იწვევს წონასწორობის ცვლილებას, რომლის ანალოგი მექანიკაში იქნება, მაგალითად, თასის დეფორმაცია ან დახრილობა.)

არასტაბილური წონასწორობა

თუმცა, ყველა წონასწორობა არ არის სტაბილური. წარმოიდგინეთ ბურთი, რომელიც დაბალანსებულია დანის პირზე. ამ შემთხვევაში მკაცრად ქვევით მიმართული მიზიდულობის ძალა აშკარად მთლიანად დაბალანსებულია ზევით მიმართული დამხმარე რეაქციის ძალით. მაგრამ როგორც კი ბურთის ცენტრი გადაიხრება დანის ხაზზე დავარდნილი დასვენების წერტილიდან თუნდაც მილიმეტრის წილად (და ამისათვის საკმარისია ძალის მწირი გავლენა), ბალანსი მყისიერად ირღვევა და მიზიდულობის ძალა დაიწყებს ბურთის მისგან უფრო და უფრო შორს გადატანას.

არასტაბილური ბუნებრივი ბალანსის მაგალითია დედამიწის სითბოს ბალანსი, როდესაც გლობალური დათბობის პერიოდები იცვლება ახალი გამყინვარებით და პირიქით ( სმ.მილანკოვიჩის ციკლები). ჩვენი პლანეტის ზედაპირის საშუალო წლიური ტემპერატურა განისაზღვრება ენერგეტიკული ბალანსით მთელ მზის რადიაციას შორის, რომელიც აღწევს ზედაპირს და დედამიწის მთლიან თერმულ გამოსხივებას გარე სივრცეში. ეს სითბოს ბალანსი ხდება არასტაბილური შემდეგნაირად. ზოგიერთ ზამთარს ჩვეულებრივზე მეტი თოვლია. მომდევნო ზაფხულს არ არის საკმარისი სითბო ზედმეტი თოვლის დნობისთვის და ზაფხული ასევე ჩვეულებრივზე ცივია იმის გამო, რომ ზედმეტი თოვლის გამო დედამიწის ზედაპირი მზის სხივების უფრო დიდ წილს ასახავს კოსმოსში, ვიდრე ადრე. . ამის გამო, მომავალი ზამთარი წინაზე უფრო თოვლიანი და ცივი აღმოჩნდება, მომდევნო ზაფხული კი ზედაპირზე კიდევ უფრო მეტ თოვლს და ყინულს ტოვებს, რაც მზის ენერგიას ასახავს კოსმოსში... ძნელი მისახვედრი არ არის, რომ რაც უფრო გადახრის ასეთი გლობალური კლიმატის სისტემა თერმული წონასწორობის საწყისი წერტილიდან, მით უფრო სწრაფად იზრდება პროცესები, რომლებიც კლიმატს უფრო აშორებს მას. საბოლოო ჯამში, დედამიწის ზედაპირზე პოლარული რეგიონების მიღმა გრძელი წლებიგლობალური გაგრილებით, წარმოიქმნება მყინვარების მრავალი კილომეტრიანი ფენა, რომლებიც განუწყვეტლივ მოძრაობენ ქვედა და ქვედა განედებისკენ და პლანეტაზე კიდევ ერთი გამყინვარების ხანა მოაქვს. ასე რომ, ძნელი წარმოსადგენია უფრო არასტაბილური ბალანსი, ვიდრე გლობალური კლიმატი.

არასტაბილური წონასწორობის ტიპი ე.წ მეტასტაბილური,ან კვაზი-სტაბილური წონასწორობა.წარმოიდგინეთ ბურთი ვიწრო და არაღრმა ღარში - მაგალითად, ფიგურული ციგურის პირზე გადაბრუნებული წერტილით. წონასწორობის წერტილიდან მცირედი გადახრა - მილიმეტრი ან ორი - გამოიწვევს ძალების წარმოქმნას, რომლებიც დააბრუნებენ ბურთს წონასწორობის მდგომარეობაში ღარის ცენტრში. თუმცა, ცოტა მეტი ძალა იქნება საკმარისი იმისათვის, რომ ბურთი გადავიდეს მეტასტაბილური წონასწორობის ზონის მიღმა და ის ჩამოვარდება ციგურის პირიდან. მეტასტაბილურ სისტემებს, როგორც წესი, აქვთ გარკვეული დროის განმავლობაში წონასწორობის მდგომარეობაში ყოფნის თვისება, რის შემდეგაც ისინი გარე ზემოქმედების ნებისმიერი რყევის შედეგად „მოშორდებიან“ მისგან და „ვარდებიან“ შეუქცევადი პროცესიარასტაბილური სისტემებისთვის დამახასიათებელი.

ტიპიური მაგალითიკვაზი-სტაბილური წონასწორობა შეინიშნება ზოგიერთი ტიპის ლაზერული დანადგარების სამუშაო ნივთიერების ატომებში. ლაზერული მუშა სითხის ატომებში ელექტრონები იკავებენ მეტასტაბილურ ატომურ ორბიტებს და რჩებიან მათზე პირველი სინათლის კვანტის გავლამდე, რომელიც მათ მეტასტაბილური ორბიტიდან ქვედა სტაბილურზე „ატყორცნის“ და ასხივებს სინათლის ახალ კვანტს, თანმიმდევრული. გამვლელი, რომელიც, თავის მხრივ, გამოაქვს შემდეგი ატომის ელექტრონს მეტასტაბილური ორბიტიდან და ა.შ. შედეგად, ხდება თანმიმდევრული ფოტონების გამოსხივების ზვავის მსგავსი რეაქცია, რომელიც წარმოიქმნება. ლაზერული სხივი, რაც, ფაქტობრივად, საფუძვლად უდევს ნებისმიერი ლაზერის მოქმედებას.