Номер 7, страница 188 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 5. Статика. Параграф 29. Равновесие тела. Момент силы. Условия равновесия твёрдого тела. Вопросы - номер 7, страница 188.

Условие.

7. Приведите примеры тел, находящихся в состоянии устойчивого, неустойчивого и безразличного равновесия.

Решение.

Устойчивое равновесие

Тело находится в состоянии устойчивого равновесия, если при малом отклонении от положения равновесия оно возвращается в исходное положение. Это происходит, когда центр тяжести тела занимает самое низкое из возможных положений. При отклонении от этого положения потенциальная энергия тела $E_p$ увеличивается, и возникают силы, стремящиеся вернуть тело в положение с минимальной потенциальной энергией.

Наглядный пример – шарик, лежащий на дне сферической чаши. Если сместить шарик в сторону, его центр тяжести поднимется. Под действием силы тяжести шарик скатится обратно на дно чаши, то есть вернется в исходное положение равновесия.

Ответ: кукла-неваляшка; книга, лежащая плашмя на столе; люстра, висящая на потолке.

Неустойчивое равновесие

Тело находится в состоянии неустойчивого равновесия, если при малом отклонении от положения равновесия оно не возвращается в исходное положение, а продолжает удаляться от него. В этом случае центр тяжести тела находится в наивысшем из возможных положений. Любое, даже самое незначительное, отклонение приводит к опусканию центра тяжести и, как следствие, к уменьшению потенциальной энергии $E_p$, и тело продолжает движение в сторону уменьшения энергии.

Классический пример – конус, стоящий на своей вершине. Это положение равновесия, но малейшее смещение приведет к тому, что конус упадет и уже не вернется в исходное положение.

Ответ: карандаш, поставленный на острие; канатоходец на тросе; шарик, сбалансированный на вершине купола.

Безразличное равновесие

Тело находится в состоянии безразличного равновесия, если при любом смещении оно остается в равновесии в новом положении. Это возможно, когда высота центра тяжести тела не изменяется при его перемещении в определенном направлении. Соответственно, его потенциальная энергия $E_p$ остается постоянной.

Простейший пример – шар на ровной горизонтальной поверхности. Куда бы мы ни переместили шар, его центр тяжести останется на той же высоте, и шар будет находиться в новом положении равновесия.

Ответ: шар на горизонтальной плоскости; цилиндр, лежащий на боку на горизонтальной поверхности; колесо на горизонтальной оси, проходящей через его центр.