Номер 5, страница 131 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 4. Законы сохранения. Параграф 29. Потенциальная энергия. Вопросы - номер 5, страница 131.

Условие.

5. Сформулируйте условия устойчивого, неустойчивого, безразличного равновесия и приведите примеры.

Решение.

Устойчивое равновесие

Тело находится в состоянии устойчивого равновесия, если при малом отклонении от этого положения возникает равнодействующая сила (или момент сил), стремящаяся вернуть тело в исходное положение равновесия. В положении устойчивого равновесия потенциальная энергия тела минимальна, а его центр тяжести занимает самое низкое из всех возможных положений.

Примером может служить шарик, лежащий на дне сферической чаши, или игрушка-неваляшка, которая всегда возвращается в вертикальное положение.

Ответ: Условие устойчивого равновесия — при отклонении от положения равновесия тело стремится вернуться обратно; его потенциальная энергия минимальна. Пример: шарик на дне чаши.

Неустойчивое равновесие

Тело находится в состоянии неустойчивого равновесия, если при малейшем отклонении от этого положения возникает равнодействующая сила (или момент сил), которая стремится еще больше отклонить тело от положения равновесия, и тело не возвращается в исходное состояние. В положении неустойчивого равновесия потенциальная энергия тела максимальна, а его центр тяжести занимает самое высокое из возможных положений.

Примером является шарик, сбалансированный на вершине купола, или карандаш, поставленный вертикально на острие.

Ответ: Условие неустойчивого равновесия — при отклонении от положения равновесия тело продолжает удаляться от него; его потенциальная энергия максимальна. Пример: карандаш, стоящий на острие.

Безразличное равновесие

Тело находится в состоянии безразличного равновесия, если при смещении из этого положения оно остается в равновесии в любом новом положении. При этом потенциальная энергия тела не изменяется, а высота его центра тяжести остается постоянной при перемещении.

Примером служит шарик, лежащий на горизонтальной плоской поверхности, или колесо, закрепленное на горизонтальной оси, проходящей через его центр.

Ответ: Условие безразличного равновесия — при смещении тело остается в новом положении равновесия; его потенциальная энергия не изменяется. Пример: шарик на горизонтальной плоскости.