Номер 10, страница 110 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Центр тяжести тела. Условия равновесия тел - номер 10, страница 110.

Решение.

Равновесие тела, которое может вращаться вокруг неподвижной оси, зависит от взаимного расположения его центра тяжести и оси вращения. Устойчивость равновесия определяется тем, как изменяется потенциальная энергия тела $U = mgh$ (где $\text{h}$ — высота центра тяжести) при малых отклонениях от положения равновесия. Система всегда стремится перейти в состояние с минимальной потенциальной энергией.

Различают три вида равновесия:

Устойчивое равновесие
В этом состоянии тело, будучи выведенным из положения равновесия, самопроизвольно возвращается в него. Это происходит, когда центр тяжести тела расположен в самой низкой из возможных точек, то есть ниже оси вращения. Потенциальная энергия тела в этом положении минимальна. При отклонении возникает возвращающий момент силы тяжести, который стремится вернуть тело в исходное положение.

Неустойчивое равновесие
В этом состоянии тело, будучи выведенным из положения равновесия, не возвращается в него, а продолжает удаляться. Такое равновесие наблюдается, когда центр тяжести тела находится в самой высокой из возможных точек, то есть выше оси вращения. Потенциальная энергия в этом положении максимальна. Любое малое отклонение приводит к тому, что момент силы тяжести будет увеличивать это отклонение, выводя тело из равновесия.

Безразличное равновесие
В этом состоянии тело, выведенное из положения равновесия, остается в новом положении, которое также является положением равновесия. Это возможно, если при повороте тела высота его центра тяжести не изменяется, то есть центр тяжести находится на одном уровне с осью вращения (например, лежит на самой оси). В этом случае потенциальная энергия тела постоянна, и равновесие сохраняется при любом угле поворота.

Таким образом, для неустойчивого равновесия характерно расположение центра тяжести выше оси вращения.

Ответ: 1) выше оси вращения.