Номер 6, страница 220, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава IV. Статика. Параграф 23. Центр тяжести. Виды равновесия - номер 6, страница 220.

Условие.

6. Может ли тело находиться в положении устойчивого равновесия, опираясь только на одну точку? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

Решение 2.

Да, тело может находиться в положении устойчивого равновесия, опираясь только на одну точку. Условием для этого является расположение центра тяжести тела ниже точки опоры (или точки подвеса).

При таком расположении любое малое отклонение тела от положения равновесия приводит к подъему его центра тяжести и, следовательно, к увеличению его потенциальной энергии. Сила тяжести создает возвращающий момент, который стремится вернуть тело в исходное положение с минимальной потенциальной энергией, то есть в положение устойчивого равновесия.

Примеры, подтверждающие это:

1. Игрушка-неваляшка. Она опирается на поверхность в одной точке. Её центр тяжести смещён в нижнюю, утяжелённую часть, и находится ниже центра кривизны её полусферического основания. При наклоне неваляшки её центр тяжести поднимается, и возникающий момент силы тяжести возвращает её в вертикальное положение.

2. Маятник или отвес. Груз, подвешенный на нити, находится в равновесии, когда его центр тяжести расположен на вертикальной линии под точкой подвеса. Точка подвеса в данном случае является точкой опоры. При отклонении маятника от этого положения его центр тяжести поднимается, и под действием силы тяжести он возвращается обратно.

3. Канатоходец, использующий длинный шест. Держа шест, особенно с утяжелениями на концах, канатоходец может расположить общий центр тяжести системы «человек + шест» ниже каната (точки опоры), что значительно повышает его устойчивость.

Ответ: Да, тело может находиться в положении устойчивого равновесия, опираясь на одну точку, при условии, что его центр тяжести расположен ниже этой точки опоры.