Глава 1. § 23. Виды равновесия тел — с. 114
§ 23. Вопрос 1. Какие виды равновесия вы знаете?
Различают три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное.
§ 23. Вопрос 2. Как устойчивость равновесия связана с положением центра тяжести тела?
Если у тела с осью вращения центр тяжести находится на вертикали через ось ниже оси, равновесие устойчивое: при отклонении центр тяжести поднимается. Если центр тяжести выше оси — равновесие неустойчивое: при отклонении центр тяжести опускается. Если ось проходит через центр тяжести — равновесие безразличное: положение центра тяжести при повороте не меняется.
§ 23. Вопрос 3. При каком условии тело, имеющее площадь опоры, будет находиться в устойчивом равновесии; упадёт?
Тело с площадью опоры устойчиво стоит, пока вертикаль, проведённая через его центр тяжести, проходит через площадь опоры. Если эта вертикаль выходит за границы опоры, тело опрокидывается (падает). Чем больше площадь опоры и чем ниже расположен центр тяжести, тем устойчивее равновесие.
§ 23. Вопрос 4. Приведите примеры тел, находящихся в равновесии. Поясните, какое это равновесие.
Люстра, висящая на цепи, — устойчивое равновесие (центр тяжести ниже точки подвеса). Канатоходец на канате — неустойчивое (центр тяжести выше опоры). Колесо автомобиля или велосипеда на оси, проходящей через центр, — безразличное. Шар на ровном столе — безразличное, шар в чаше — устойчивое, шар на вершине выпуклой поверхности — неустойчивое. Шкаф, стоящий на полу, — устойчивое (вертикаль из центра тяжести проходит через площадь опоры).
§ 23. Вопрос для обсуждения. Продолжает ли линия отвеса проходить через центр тяжести конструкции (см. рис. 78) при изменении её формы?
Почему?
Да, продолжает. Отвес прикреплён к центру тяжести конструкции, а нить отвеса всегда направлена вертикально. Поэтому при любой форме призмы линия отвеса проходит через центр тяжести. При изменении формы центр тяжести смещается вместе с изменением взаимного расположения частей, и вместе с ним смещается линия отвеса. Меняется только положение этой линии относительно площади опоры: пока линия внутри опоры, призма устойчива, при выходе линии за границу опоры — опрокидывается.