平衡狀態

處于平衡狀態的物體,由于外界某種微小的作用而偏離了平衡狀態時,因穩度的不同,物體的平衡狀態可分為四種情形:穩定平衡;不穩定平衡;亞穩平衡;隨遇平衡。這些平衡狀態的區分,應視我們放置該物體的平衡位置而定。

  • 中文名稱
    平衡狀態
  • 對    象
    物體
  • 狀    態
    處于平衡狀態
  • 分    類

平衡簡介

平衡狀態

1.穩定平衡:凡能在被移動離開它的平衡位置後,仍嘗試回復其原來位置(此時其重心比較低)從而恢復到原來的平衡狀態的物體,它原來的平衡狀態叫"穩定平衡"。例如,圓球體在一個凹進的圓盤中時;一圓錐體以其底面豎立時,都屬于穩定平衡狀態。

2.不穩定平衡:處于平衡狀態的物體,由于受到某種外界微小的作用,如果物體稍有偏離就不能恢復到原來的平衡狀態,這種情況叫"不穩定平衡"。例如,當一個圓球體放在一個凸起的圓盤上,或是一個圓錐體,以其尖端豎立在一個平面上,這些物體都處于不穩定平衡狀態。翻倒後,一直要等到它們的重心相對地取得最低位置時,這些物體才會靜止不動。即任何微小的運動都能使其重心降低的物體,一定處于不穩定平衡狀態之下。

3.亞穩平衡:如果物體在外力作用下,稍有偏離尚可恢復,而偏離稍大就失掉平衡的狀態,稱為"亞穩平衡"。

4.隨遇平衡:如果物體在外界作用下,它的平衡狀態不隨時間和坐標的變化而改變,這種狀態叫"隨遇平衡"。例如,當一個圓球體停在一個水準平面上的時候,或是一個圓錐體以其外殼的一條邊線與平面相接觸,即橫向放在一個水準平面上時,都會出現隨遇平衡狀態。這些物體如被移置到一個新的位置時,雖然它們不能自動地恢復其原來的位置,但它們在新的位置上,卻仍能停住不動,其重心之高度,亦保持不變。一般說來,任何微小之運動,既不能將其重心提高,亦不能使其重心降低之物體,一定處于隨遇平衡狀態之下。

上述幾種平衡狀態,是處于重力場以及其他有勢場的物體在場作用下的平衡情況。處于有勢場的物體和場一起具有勢能,而物體都有向勢能較小位置運動的趨勢。穩定平衡是指物體處于勢能最小位置,當稍有微小擾動,令其離開平衡位置,外界必須對它作功,勢能增加,在擾動後物體將自動回到原來勢能最小的位置。所謂不穩定平衡是指物體處于勢能最大時的平衡。任何微小的擾動即能引起重力對它作功,勢能繼續減小,不能再自動恢復原狀。而隨遇平衡的物體,受到擾動,勢能將保持不變,在任意位置可繼續保持平衡。在日常生活中對具體問題應具體分析,例如,放在桌上的雞蛋,對旋轉運動來說,是處于隨遇平衡狀態下;對傾倒運動而言,開始是不穩定平衡,接著則為穩定平衡。

化學平衡狀態

化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應,正反應速率和逆反應速率相等時,反應物和生成物的濃度(或一種物質濃度)不再改變,達到了表面上的靜止的一種"平衡狀態"。

勒夏特列原理:若改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。

化學平衡狀態的特征

、等、動,定、變,同。

化學平衡狀態的標志

(1) 同一物質的v正=v逆≠0;

(2) 反應混合物中各組分的百分含量保持不變。

(3) 相關物理量不再隨反應時間的改變而改變。

平衡移動方向的判斷

v正>v逆正向移動;

v正<v逆逆向移動;

v正=v逆不移動

力學平衡狀態

物體相對與地面保持靜止、勻速直線運動或勻速轉動的狀態叫物體的平衡狀態,簡稱物體的平衡

物體要處于平衡狀態,必須滿足以下兩個條件:

1)在共點力的作用下 物體所受的合力為零,即加速度a=0;

2) 物體所受的合力矩要為零,即角加速度等于0,(這就是所謂的轉動平衡)

隻要滿足以上兩個條件,不論物體運動否,都是平衡狀態。

物體相對于地面處于靜止、勻速直線運動或勻速轉動的狀態,稱為物體的平衡狀態,簡稱物體的平衡。物體的平衡包括共點力作用下的平衡、具有固定轉動軸的物體平衡和一般物體的平衡。

當物體受到的力或力的作用線交于同一點時,稱這幾個力為共點力。物體在共點力的作用下,相對于地面處于靜止或勻速直線運動時,稱為共點力作用下物體的平衡。當物體在外力作用下相對于地面處于靜止或可繞某一固定轉軸轉動時,稱為具有固定轉動軸物體的平衡。當物體在非共點力的作用下處于平衡狀態,稱為一般物體的平衡。

物體的平衡又分為隨遇平衡、穩定平衡和不穩定平衡三種。

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