Задание 2, страница 43 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

Назовите виды равновесия, изображенные на рисунке 35.

Рис. 35. Виды равновесия

а) На рисунке а) изображен шарик на горизонтальной плоскости. В положении равновесия на него действуют сила тяжести $ \vec{mg} $, направленная вертикально вниз, и сила нормальной реакции опоры $ \vec{N} $, направленная вертикально вверх. Эти силы уравновешивают друг друга. Если шарик сместить в сторону, он окажется в новом положении, где силы тяжести и реакции опоры снова будут уравновешены. Тело останется в этом новом положении равновесия. Такое равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия, остается в равновесии в новом положении, называется безразличным. Потенциальная энергия тела при таком смещении не изменяется.

Ответ: безразличное равновесие.

б) На рисунке б) шарик находится на вершине выпуклой поверхности. В этом положении его центр тяжести находится в наивысшей точке. При малейшем отклонении от этого положения равновесия равнодействующая силы тяжести $ \vec{mg} $ и силы реакции опоры $ \vec{N_1} $ будет направлена в сторону от положения равновесия, что приведет к дальнейшему удалению шарика от него. Такое равновесие, при котором тело при малом смещении не возвращается в исходное положение, а продолжает удаляться от него, называется неустойчивым. В положении неустойчивого равновесия потенциальная энергия тела максимальна.

Ответ: неустойчивое равновесие.

в) На рисунке в) шарик находится в нижней части вогнутой поверхности. В этом положении его центр тяжести находится в самой низкой точке. При смещении шарика из этого положения возникает возвращающая сила (равнодействующая силы тяжести $ \vec{mg} $ и силы реакции опоры $ \vec{N_1} $), которая направлена к положению равновесия. Под действием этой силы шарик стремится вернуться в исходное положение. Такое равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия, возвращается в него, называется устойчивым. В положении устойчивого равновесия потенциальная энергия тела минимальна.

Ответ: устойчивое равновесие.