равновесие и устойчивость?

ÊÀËÅÉÄÎÑÊÎÏ
«ÊÂÀÍÒÀ»
Ðàâíûå òÿæåñòè íà ðàâíûõ äëèíàõ óðàâíîâåøèâàþòñÿ, íà
íåðàâíûõ æå äëèíàõ íå óðàâíîâåøèâàþòñÿ, íî ïåðåâåøèâàþò
òÿæåñòè íà áîëüøåé äëèíå.
Àðõèìåä
 ïðîöåññàõ... ëåãêî óçíàòü âîññòàíîâëåíèå ðàâíîâåñèÿ òåïëîðîäà, åãî ïåðåõîä îò òåëà áîëåå èëè ìåíåå íàãðåòîãî ê òåëó
áîëåå õîëîäíîìó.
Ñàäè Êàðíî
Äàííàÿ ñèëà óðàâíîâåøèâàåòñÿ äðóãîþ, åñëè ïðîèçâåäåíèå
ïåðâîé ñèëû íà åå âîçìîæíîå ïåðåìåùåíèå ðàâíî ïðîèçâåäåíèþ äðóãîé ñèëû íà âîçìîæíîå ïåðåìåùåíèå ýòîé âòîðîé
ñèëû.
Ñèìîí Ñòåâèí
Èñõîäíûì ïóíêòîì äëÿ ìåíÿ áûëà... óñòîé÷èâîñòü ìàòåðèè,
êîòîðàÿ, ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðåæíåé ôèçèêè, ïðåäñòàåò ïîäëèííûì ÷óäîì.
Íèëüñ Áîð
Ðàâíîâåñèå ïîëó÷àåòñÿ â ðåçóëüòàòå óíè÷òîæåíèÿ íåñêîëüêèõ ñèë, êîòîðûå áîðþòñÿ è âçàèìíî ñâîäÿò íà íåò äåéñòâèå,
ïðîèçâîäèìîå èìè äðóã íà äðóãà; ñòàòèêà èìååò ñâîåé öåëüþ
äàòü çàêîíû, ñîãëàñíî êîòîðûì ïðîèñõîäèò ýòî óíè÷òîæåíèå.
Æîçåô Ëóè Ëàãðàíæ
ßäðî óðàíà, êîòîðîå ìû ïðåäïîëàãàåì øàðîîáðàçíûì,
ñïëþùèâàåòñÿ îò óäàðà íåéòðîíà, è ôîðìà ÿäðà èñïûòûâàåò ïåðèîäè÷åñêèå èçìåíåíèÿ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îíî ñòàíîâèòñÿ ìåíåå óñòîé÷èâûì è èíîãäà ñîâñåì âûõîäèò èç ðàâíîâåñèÿ...
Ýíðèêî Ôåðìè
?
À òàê ëè õîðîøî çíàêîìû âàì
ðàâíîâåñèå è óñòîé÷èâîñòü
Ýòè äâà ïîíÿòèÿ íå ðàç âñòðå÷àëèñü â ïðåäûäóùèõ âûïóñêàõ «Êàëåéäîñêîïà», íî åùå íå áûëè åãî
«ãëàâíûìè ãåðîÿìè». Òåïåðü, ñâåäåííûå âìåñòå, îíè ïðèçâàíû ïðîäåìîíñòðèðîâàòü, íàñêîëüêî âàæíî âûÿâëåíèå óñëîâèé è õàðàêòåðà
ñàìûõ ðàçíûõ ñîñòîÿíèé ðàâíîâåñèÿ. Âîçíèêíóâ â ñòàòèêå è ãèäðîñòàòèêå, ýòà ïðîáëåìà ñî âðåìåíåì
ïðîÿâèëàñü âî âñåõ îáëàñòÿõ ôèçèêè. Ðàçâå íå îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò ïîÿâëåíèå òàêèõ òåðìèíîâ, êàê
«äèíàìè÷åñêîå ðàâíîâåñèå» è «íåðàâíîâåñíûé ãàç», «ãèäðîäèíàìè÷åñêàÿ íåóñòîé÷èâîñòü» è «ðàâíîâåñíîå èçëó÷åíèå», «óñòîé÷èâàÿ
îðáèòà» è «ñòàáèëüíûé èçîòîï»?
Áîëåå òîãî, ïîíÿòèÿ-âåòåðàíû
ïîñòîÿííî ðàñøèðÿëè ñôåðó ñâîåãî «âëèÿíèÿ», äàâíî óæå âûéäÿ çà
ðàìêè ðåøåíèé ÷èñòî ôèçè÷åñêèõ
èëè èíæåíåðíûõ çàäà÷. Òàê, õèìèþ èíòåðåñóþò óñëîâèÿ ïðîòåêàíèÿ êîëåáàòåëüíûõ ðåàêöèé; áèîëîãèþ âîëíóþò ïðîáëåìû óñòîé÷èâîãî ñóùåñòâîâàíèÿ ñëîæíûõ
îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé; â ìàòåìàòèêå âîçíèêëà òåîðèÿ êàòàñòðîô, èññëåäóþùàÿ êîíñòðóêòèâíóþ ðîëü íåóñòîé÷èâûõ ïðîöåññîâ; ïîÿâèëàñü ìîëîäàÿ íàóêà –
ñèíåðãåòèêà, çàíèìàþùàÿñÿ èçó÷åíèåì óïîðÿäî÷åííûõ ñòðóêòóð,
ðîæäàþùèõñÿ â íåóñòîé÷èâûõ ñèñòåìàõ. Òàêèì îáðàçîì, íåðàâíîâåñíûå ñîñòîÿíèÿ è ðàçëè÷íîãî âèäà
íåóñòîé÷èâîñòè, ïðèâîäÿùèå ê
îáðàçîâàíèþ êà÷åñòâåííî íîâûõ
îáúåêòîâ è ÿâëåíèé, óñòîé÷èâî
ïðèâëåêàþò âíèìàíèå è ñèëû ñîâðåìåííûõ èññëåäîâàòåëåé.
Ìû æå ïîêà îáðàòèìñÿ ê áîëåå
ïðîñòûì, áëèçêèì ê øêîëüíûì,
ñèòóàöèÿì, ñâÿçàííûì ñ ðàâíîâåñèåì è óñòîé÷èâîñòüþ. Âîçìîæíî,
îíè âûçîâóò ó âàñ èíòåðåñ – à âåäü
ýòî ñàìîå ÷òî íè íà åñòü íåðàâíîâåñíîå (â õîðîøåì ñìûñëå ñëîâà!)
ñîñòîÿíèå.
Âîïðîñû è çàäà÷è
1. Ïî÷åìó çíà÷èòåëüíî ëåã÷å
óäåðæèâàòü íà ïàëüöå ïîëîâóþ
ùåòêó, ïåðåâåðíóòóþ «ââåðõ íîãàìè», ÷åì ïàëêó òîé æå äëèíû?
2. Ñèñòåìà èç ïîäâèæíîãî è íåïîäâèæíîãî áëîêîâ íàõîäèòñÿ â
ðàâíîâåñèè. Ñîõðàíèòñÿ ëè îíî,
åñëè òî÷êó çàêðåïëåíèÿ êàíàòà À
ñìåñòèòü âïðàâî?
A
B
C
3. Êàêîâ õàðàêòåð ðàâíîâåñèÿ
øàðèêà, íàõîäÿùåãîñÿ íà ïîâåðõíîñòè, èçîáðàæåííîé íà ðèñóíêå?
4. Áóñèíêà, ñïîñîáíàÿ äâèãàòüñÿ
ïî ãëàäêîé ãîðèçîíòàëüíîé ñïèöå,
ñîåäèíåíà ñ ïðóæèíîé äëèíîé l0,
çàêðåïëåííîé äðóãèì êîíöîì â
òî÷êå À, îòñòîÿùåé îò ñïèöû íà h.
Êàêîâû ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ
áóñèíêè?
A
l
h
O
5. Äëÿ ÷åãî ê âîçäóøíîìó çìåþ
ïðèäåëûâàþò õâîñò?
6. Ïî÷åìó äîñêà îáû÷íî ïëàâàåò
â âîäå øèðîêîé ãðàíüþ ãîðèçîíòàëüíî, à íå âåðòèêàëüíî, õîòÿ îáà
ïîëîæåíèÿ äîñêè ðàâíîâåñíûå?
7. Ìîæåò ëè êîðàáëü óñòîé÷èâî
ïëàâàòü íà âîäíîé ïîâåðõíîñòè,
åñëè åãî öåíòð òÿæåñòè ëåæèò âûøå
öåíòðà âûòåñíåííîé èì âîäû (öåíòðà äàâëåíèé)?
8. Ïî÷åìó ïóçûðüêè ãàçà â âîäå
èìåþò ôîðìó øàðà?
9. Îò÷åãî ñòðóÿ âîäû, âûòåêàþ-