Ve fyzice je předmět uvnitř stabilní rovnováha když je mírně posunut ze své polohy, okamžitě se k ní vrátí. Můžete si to představit tak, že si představíte mramor na dně konkávní nádoby: s malým dotykem se mramor krátce otočí kolem nejnižšího bodu a poté odpočine..
Když je mramor na dně nádoby, jeho gravitační potenciální energie je minimální, takže tento bod je pro něj stabilním bodem rovnováhy..
Stabilní rovnováha je důležitá pro živé bytosti a struktury, proto je důležité vědět, na čem záleží a jak ji udržovat..
Chůzí a prováděním pohybů lidé a zvířata přirozeně udržují rovnováhu. Pokud tak neučiníte, bude to mít za následek pád. Při sportu je pro rozvoj činnosti, jako je hraní fotbalu a běh s míčem, zásadní stabilní rovnováha, která brání protivníkovi v jeho zvládnutí.
Stabilita je v přírodě tak důležitá, že lidé a zvířata mají smysly, které jim umožňují kdykoli poznat polohu svého těla: propriocepci. Ve vnitřním uchu existuje řada receptorů, které neustále přenášejí informace o poloze do mozku..
Stejně tak inženýři a stavitelé používají principy stability k vytváření struktur schopných vydržet v čase a bezpečných pro uživatele. Zkušenosti a studium mechaniky vedou k vytvoření následujících podmínek pro zajištění stabilní rovnováhy věcí:
Aby tělo zůstalo při stabilizaci ve stabilní rovnováze, musí splňovat:
-Tělo by mělo mít co největší opěrnou plochu. Tato podpůrná zóna je vymezena všemi možnými osami, ve vztahu k nimž by se objekt mohl otáčet a převracet působením vnějších sil..
-Těžiště by mělo být co nejnižší.
Stabilní rovnováha tělesa, ať už animovaného nebo ne, závisí na umístění jeho těžiště, velmi zvláštního bodu, kde je koncentrována veškerá jeho hmota. Na Zemi se střed hmoty shoduje s těžištěm, což je bod na těle, kde se váha považuje za aplikovanou..
A to je to, že váha je jednou z nejdůležitějších sil, které je třeba brát v úvahu při hledání rovnováhy, protože v závislosti na tom, jak působí, může způsobit točivý moment nebo moment, který způsobí rotaci těla.
Těžiště nemusí nutně obsahovat hmotu. U osoby stojící nebo vleže je těžiště uvnitř těla. Ale tím, že se ohnete, abyste se dotkli prstů na nohou, aniž byste ohnuli kolena, je střed hmoty ven..
Dalším základním prvkem pro udržení stabilní rovnováhy objektu je podpora nebo podpůrná plocha. Ze zkušeností je zřejmé, že objekty s velkými nosnými plochami jsou stabilnější než objekty s menšími nosnými plochami..
Aby bylo zajištěno, že je objekt ve stabilní rovnováze, musí kolmá čára spojující těžiště s povrchem země projít základnou podpěry. Pokud tato čára spadne mimo uvedenou základnu, objekt se převrátí.
K zajištění stabilní rovnováhy podporovaného objektu jsou dodržovány tyto strategie:
-Snižte těžiště objektu, protože čím blíže k zemi, tím větší stabilita. Toho lze dosáhnout zvětšením spodní části těla..
-Zvětšete plochu v kontaktu se zemí.
Na následujícím obrázku je obdélníkový blok vyrobený z homogenního materiálu nesený na vodorovném povrchu. Těžiště se shoduje s geometrickým středem bloku.
Na levém obrázku je blok ve stabilní rovnováze, protože svislá čára, která spojuje těžiště s podlahou, prochází nosnou plochou, která je základnou bloku..
Na obrázku vpravo je blok nakloněn pod úhlem θ takovým způsobem, že kolmá čára, která prochází těžištěm, padá právě na okraj bloku. Při překročení hodnoty tohoto úhlu se blok převrátí doprava.
Z obrázku je patrné, že:
V případě převrácení by blok měl od té doby nižší těžiště na je méně než b, a proto by jeho poloha byla stabilnější, kromě toho, že by byla podepřena na větší ploše.
Běžné situace, na nichž se podílí stabilní rovnováha, nejen podporované subjekty, jsou popsány níže:
Obrázky visící ze stěn jsou ve stabilní rovnováze, bez zohlednění třecích sil, ale pouze hmotnosti.
Když fotbalista utíká za míčem nebo se snaží zabránit tomu, aby jej soupeř odnesl, musí udržovat stabilní rovnováhu.
Stabilní rovnováha je také velmi nutná při jízdě na kole nebo motocyklu.
Je známo, že boty na jehlovém podpatku nejsou tak stabilní jako boty na širokém podpatku, protože mají větší opěrnou plochu než předchozí.
Když se člověk dotkne jeho prstů rukama, aniž by ohnul kolena, těžiště je mimo tělo. Osoba však zůstává ve stabilní rovnováze, protože kolmá čára, která spojuje těžiště se zemí, prochází oblastí ohraničenou nohami..
Na druhou stranu, pokud se člověk pokusí dotknout prstů na nohou, ale drží záda a nohy těsně u zdi, uvidí, že to nemůže udělat, aniž by ztratil rovnováhu, protože kolmice, která spojuje střed hmoty s podlahou neprochází oblastí ohraničenou nohami.
Pro udržení rovnováhy při stání v autě autobusu nebo vlaku lidé okamžitě roztáhli nohy od sebe. Tímto způsobem je oblast výtahu větší a je méně pravděpodobné, že spadne..
Sportovní vozy a závodní vozy používají pro větší stabilitu široké pneumatiky.
Zatím žádné komentáře