tgoop.com/physics_lib/13518
Last Update:
В физике равновесием называется состояние неподвижности, покоя, в котором пребывает какое-либо тело под воздействием противоположно направленных сил. Ещё равновесием называют устойчивое положение человеческого тела. Равновесие – это такое состояние природы, организма, общества, которое характеризуется тем, что одни силы, факторы, компенсируются, уравновешиваются другими, и это приводит кого-либо или что-либо в состояние относительного покоя, позволяет нормально функционировать. Равновесие может быть различным в зависимости от расположения тела по отношению к окружающим телам. Существует три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое, безразличное. С этим подробно можно познакомиться в разделе механики, называемым статикой, – наукой о равновесии тел.
Особым случаем является равновесие тела на опоре. В этом случае упругая сила опоры приложена не к одной точке, а распределена по основанию тела. Тело находится в равновесии, если вертикальная линия, проведенная через центр масс тела, проходит через площадь опоры, т. е. внутри контура, образованного линиями, соединяющими точки опоры. Если же эта линия не пересекает площадь опоры, то тело опрокидывается. Интересным примером равновесия тела на опоре является падающая башня в итальянском городе Пиза, которую по преданию использовал Галилей при изучении законов свободного падения тел. Башня имеет форму цилиндра высотой 55 м и радиусом 7 м. Вершина башни отклонена от вертикали на 4,5 м.
В своём труде "О равновесии плоских тел" ещё Архимед, древнегреческий математик, физик и инженер, употреблял понятие центра тяжести. Видимо, оно впервые было введено неизвестным предшественником Архимеда или же им самим, но в более ранней, не дошедшей до нас работе. Прошло 17 веков, и Леонардо да Винчи сумел найти центр тяжести тетраэдра. Он же, размышляя об устойчивости итальянских "падающих" башен, в том числе - Пизанской, пришёл к "теореме об опорном многоугольнике".
Что же такое центр тяжести? Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе любое тело. Центр тяжести тела – точка приложения силы тяжести. В научной литературе мы нашли более полное определение. Точку приложения равнодействующей сил тяжести, действующих на отдельные части тела называют центром тяжести тела.
Как можно найти центр тяжести в различных телах? Если тело однородно и имеет правильную форму, то всё просто. У однородных тел правильной формы центр тяжести совпадает с его геометрическим центром. Так, например, центр тяжести шара лежит в его геометрическом центре, у прямоугольного параллелепипеда — в точке пересечения диагоналей, а у треугольника — на пересечении его медиан. В некоторых случаях центр тяжести может находиться и вне тела. Например, у кольца он лежит на пересечении его диаметров.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib