Shenja kryesore e bashkëveprimit të trupave në dinamikë është shfaqja e nxitimeve. Megjithatë, shpesh është e nevojshme të dihet se në çfarë kushtesh një trup, mbi të cilin veprojnë disa forca të ndryshme, nuk lëviz me nxitim. Le të varemi

top në një fije. Forca e gravitetit vepron mbi topin, por nuk shkakton lëvizje të përshpejtuar drejt Tokës. Kjo parandalohet nga veprimi i një force elastike të barabartë në vlerë absolute dhe të drejtuar në drejtim të kundërt. Forca e gravitetit dhe forca e elasticitetit balancojnë njëra-tjetrën, rezultanti i tyre është zero, prandaj edhe nxitimi i topit është zero (Fig. 40).

Pika nëpër të cilën kalon rezultanta e gravitetit në çdo vend të trupit quhet qendër e gravitetit (Fig. 41).

Seksioni i mekanikës që studion kushtet për ekuilibrin e forcave quhet statikë.

Ekuilibri i trupave jo rrotullues.

Drejtvizore uniforme lëvizje përpara trupi ose prehja e tij është e mundur vetëm nëse shuma gjeometrike e të gjitha forcave të aplikuara në trup është e barabartë me zero.

Një trup jo rrotullues është në ekuilibër nëse shuma gjeometrike e forcave të aplikuara në trup është zero.

Ekuilibri i trupave që kanë një bosht rrotullimi.

AT Jeta e përditshme dhe teknologjisë, shpesh ka trupa që nuk mund të ecin përpara, por mund të rrotullohen rreth një boshti. Shembuj të trupave të tillë janë dyert dhe dritaret, rrotat e makinës, lëkundjet, etj. Nëse vektori i forcës P shtrihet në një vijë të drejtë që pret boshtin e rrotullimit, atëherë kjo forcë balancohet nga forca elastike nga ana e boshtit të rrotullimit. (Fig. 42).

Nëse vija e drejtë në të cilën shtrihet vektori i forcës F nuk e pret boshtin e rrotullimit, atëherë kjo forcë nuk mund të balancohet

forca elastike nga ana e boshtit të rrotullimit, dhe trupi rrotullohet rreth boshtit (Fig. 43).

Rrotullimi i një trupi rreth një boshti nën veprimin e një force mund të ndalet nga veprimi i një force të dytë.Përvoja tregon se nëse dy forca veçmas bëjnë që trupi të rrotullohet në drejtime të kundërta, atëherë kur ato veprojnë njëkohësisht, trupi është në ekuilibër nëse plotësohet kushti i mëposhtëm:

ku janë distancat më të shkurtra nga vijat e drejta në të cilat shtrihen vektorët e forcës (vijat e veprimit të forcave) deri në boshtin e rrotullimit (Fig. 44). Distanca quhet krahu i forcës, dhe produkti i modulit të forcës dhe krahut quhet momenti i forcës M:

Nëse një shenjë pozitive u caktohet momenteve të forcave që bëjnë që trupi të rrotullohet rreth një boshti në drejtim të akrepave të orës, dhe një shenjë negative për momentet e forcave që shkaktojnë rrotullim në drejtim të kundërt, atëherë kushti i ekuilibrit për një trup me një bosht rrotullimi mund të jetë formuluar si rregull momentesh: një trup që ka një bosht fiks rrotullimi është në ekuilibër nëse shuma algjebrike e momenteve të të gjitha forcave të aplikuara ndaj trupit rreth këtij boshti është e barabartë me zero:

Njësia SI e çift rrotullimit është një moment i forcës prej 1 N, vija e veprimit e të cilit është në një distancë nga boshti i rrotullimit. Kjo njësi quhet Njutonmetër.

Kushti i përgjithshëm për ekuilibrin e një trupi. Duke kombinuar dy përfundimet, mund të formulojmë një kusht të përgjithshëm ekuilibri për një trup: një trup është në ekuilibër nëse shuma gjeometrike e vektorëve të të gjitha forcave të aplikuara ndaj tij dhe shuma algjebrike e momenteve të këtyre forcave rreth boshtit të rrotullimit janë e barabartë me zero.

Kur plotësohet kushti i përgjithshëm i ekuilibrit, trupi nuk është domosdoshmërisht në qetësi. Sipas ligjit të dytë të Njutonit, kur rezultanta e të gjitha forcave është e barabartë me zero, nxitimi i trupit është i barabartë me zero dhe ai mund të jetë në qetësi apo? lëvizin në mënyrë të barabartë dhe në vijë të drejtë.

Barazia me zero e shumës algjebrike të momenteve të forcave gjithashtu nuk do të thotë se në këtë rast trupi është domosdoshmërisht në qetësi. Për disa miliarda vjet, rrotullimi i Tokës rreth boshtit të saj vazhdon me një periudhë konstante pikërisht sepse shuma algjebrike e momenteve të forcave që veprojnë në Tokë nga trupat e tjerë është shumë e vogël. Për të njëjtën arsye, një rrotë biçiklete rrotulluese vazhdon të rrotullohet me një frekuencë konstante dhe vetëm forcat e jashtme e ndalojnë këtë rrotullim.

Llojet e bilancit.

Në praktikë, një rol të rëndësishëm luan jo vetëm përmbushja e kushtit të ekuilibrit për trupat, por edhe karakteristika cilësore e ekuilibrit, e quajtur qëndrueshmëri. Ekzistojnë tre lloje të ekuilibrit të trupave: të qëndrueshëm, të paqëndrueshëm dhe indiferent.

Ekuilibri quhet i qëndrueshëm nëse, pas ndikimeve të vogla të jashtme, trupi kthehet në gjendjen e tij origjinale të ekuilibrit. Kjo ndodh nëse, me një zhvendosje të lehtë të trupit në çdo drejtim nga pozicioni fillestar, rezultanta e forcave që veprojnë në trup bëhet jo zero dhe drejtohet drejt pozicionit të ekuilibrit. Në ekuilibër të qëndrueshëm është, për shembull, një top në fund të prerjes (Fig. 45).

Ekuilibri quhet i paqëndrueshëm nëse, me një zhvendosje të lehtë të trupit nga pozicioni i ekuilibrit, rezultanta e forcave të aplikuara ndaj tij është jo zero dhe drejtohet nga pozicioni i ekuilibrit (Fig. 46).

Nëse, për zhvendosje të vogla të trupit nga pozicioni i tij origjinal, rezultanta e forcave të aplikuara ndaj trupit mbetet e barabartë me zero, atëherë trupi është në një gjendje ekuilibri indiferent. Topi është në ekuilibër indiferent në një sipërfaqe horizontale (Fig. 47).

Një trup me një bosht fiks rrotullimi është në ekuilibër të qëndrueshëm nëse qendra e tij e gravitetit ndodhet nën boshtin e rrotullimit dhe ndodhet në një vijë vertikale që kalon nëpër boshtin e rrotullimit (Fig. 48, a).

Me një devijim të lehtë nga ky pozicion ekuilibri, shuma algjebrike e momenteve të forcave që veprojnë në trup bëhet jo zero dhe momenti i forcave që rezulton e kthen trupin në pozicionin e tij origjinal të ekuilibrit (Fig. 48, b).

Nëse qendra e gravitetit është në një vijë vertikale që kalon nëpër boshtin e rrotullimit, por e vendosur mbi boshtin e rrotullimit, atëherë ekuilibri është i paqëndrueshëm (Fig. 49, a, b).

Trupi është në ekuilibër indiferent kur boshti i rrotullimit të trupit kalon nëpër qendrën e tij të gravitetit (Fig. 50).

Bilanci i trupit në një mbështetje.

Nëse një vijë vertikale e tërhequr përmes qendrës së gravitetit C të trupit kalon zonën mbështetëse, atëherë trupi është në ekuilibër (Fig. 51). Nëse vija vertikale e tërhequr përmes qendrës së gravitetit nuk e kalon zonën e mbështetjes, atëherë trupi përmbyset (Fig. 52).

Kthehu përpara

Kujdes! Pamja paraprake e rrëshqitjes është vetëm për qëllime informative dhe mund të mos përfaqësojë shtrirjen e plotë të prezantimit. Ne qofte se je i interesuar kjo pune ju lutemi shkarkoni versionin e plotë.

Objektivat e mësimit: Të studiojë gjendjen e ekuilibrit të trupave, të njihet me lloje të ndryshme bilanc; zbuloni kushtet në të cilat trupi është në ekuilibër.

Objektivat e mësimit:

• Trajnimi: Të studiohen dy kushte ekuilibri, llojet e ekuilibrit (të qëndrueshëm, të paqëndrueshëm, indiferent). Zbuloni se në cilat kushte trupat janë më të qëndrueshëm.
• Zhvillimi: Për të nxitur zhvillimin e interesit kognitiv në fizikë. Zhvillimi i aftësive për të krahasuar, përgjithësuar, nxjerrë në pah gjënë kryesore, për të nxjerrë përfundime.
• Edukative: Të kultivojë vëmendjen, aftësinë për të shprehur këndvështrimin dhe mbrojtjen e tij, për të zhvilluar aftësitë e komunikimit të studentëve.

Lloji i mësimit: mësim mësimor materiale të reja me mbështetje kompjuterike.

Pajisjet:

1. Disku "Puna dhe fuqia" nga "Mësime dhe teste elektronike.
2. Tabela “Kushtet e ekuilibrit”.
3. Prizma e prirur me një vijë plumbash.
4. Trupat gjeometrikë: cilindër, kub, kon etj.
5. Kompjuter, projektor multimedial, tabelë interaktive ose ekran.
6. Prezantimi.

Gjatë orëve të mësimit

Sot në mësim do të mësojmë pse vinçi nuk bie, pse lodra Roly-Vstanka kthehet gjithmonë në gjendjen e saj origjinale, pse nuk bie Kulla e Pjerrët e Pizës?

I. Përsëritja dhe përditësimi i njohurive.

1. Formuloni ligjin e parë të Njutonit. Cili është statusi i ligjit?
2. Çfarë pyetjeje i përgjigjet ligji i dytë i Njutonit? Formula dhe formulimi.
3. Cilës pyetje i përgjigjet ligji i tretë i Njutonit? Formula dhe formulimi.
4. Cila është forca rezultante? Si eshte ajo?
5. Nga disku “Lëvizja dhe bashkëveprimi i trupave” plotësohet detyra nr. 9 “Rezultantja e forcave me drejtime të ndryshme” (rregulli i mbledhjes së vektorit (2, 3 ushtrime)).

II. Mësimi i materialit të ri.

1. Çfarë quhet ekuilibër?

Ekuilibri është një gjendje pushimi.

2. Kushtet e ekuilibrit.(rrëshqitje 2)

a) Kur është trupi në qetësi? Nga cili ligj vjen kjo?

Kushti i parë i ekuilibrit: Trupi është në ekuilibër nëse shuma gjeometrike forcat e jashtme aplikuar në trup është zero. ∑ F = 0

b) Le të dy forca të barabarta, siç tregohet në foto.

A do të jetë ajo në ekuilibër? (Jo, ajo do të kthehet)

Vetëm pika qendrore është në qetësi, ndërsa të tjerat lëvizin. Kjo do të thotë që që trupi të jetë në ekuilibër, është e nevojshme që shuma e të gjitha forcave që veprojnë në secilin element të jetë e barabartë me 0.

Kushti i dytë i ekuilibrit: Shuma e momenteve të forcave që veprojnë në drejtim të akrepave të orës duhet të jetë e barabartë me shumën e momenteve të forcave që veprojnë në drejtim të kundërt.

∑ M në drejtim të akrepave të orës = ∑ M në drejtim të kundërt

Momenti i forcës: M = F L

L - shpatulla e forcës - distanca më e shkurtër nga pikëmbështetja në vijën e veprimit të forcës.

3. Qendra e gravitetit të trupit dhe vendndodhja e tij.(rrëshqitje 4)

Qendra e gravitetit të trupitështë pika përmes së cilës rezultanti i të gjithave forcat paralele graviteti që vepron në elementë individualë të trupit (në çdo pozicion të trupit në hapësirë).

Gjeni qendrën e gravitetit të figurave të mëposhtme:

4. Llojet e bilancit.

a) (rrëshqitje 5-8)

konkluzioni: Ekuilibri është i qëndrueshëm nëse, me një devijim të vogël nga pozicioni i ekuilibrit, ka një forcë që tenton ta kthejë atë në këtë pozicion.

Pozicioni në të cilin energjia e tij potenciale është minimale është e qëndrueshme. (rrëshqitje 9)

b) Qëndrueshmëria e trupave të vendosur në pikëmbështetje ose në pikëmbështetje.(rrëshqitje 10-17)

konkluzioni: Për qëndrueshmërinë e një trupi të vendosur në një pikë ose vijë mbështetëse, është e nevojshme që qendra e gravitetit të jetë nën pikën (vijën) e mbështetjes.

c) Qëndrueshmëria e trupave në një sipërfaqe të sheshtë.

(rrëshqitje 18)

1) Sipërfaqja mbështetëse- kjo nuk është gjithmonë një sipërfaqe që është në kontakt me trupin (por është e kufizuar nga linjat që lidhin këmbët e tryezës, trekëmbësh)

2) Analiza e një rrëshqitjeje nga "Mësime dhe teste elektronike", disku "Puna dhe fuqia", mësimi "Llojet e ekuilibrit".

Foto 1.

1. Si janë të ndryshme jashtëqitja? (këmbë katror)
2. Cila është më e qëndrueshme? (me siperfaqe me te madhe)
3. Si janë të ndryshme jashtëqitja? (Vendndodhja e qendrës së gravitetit)
4. Cila është më e qëndrueshme? (cila qendër e gravitetit është më e ulët)
5. Pse? (Sepse mund të devijohet në një kënd më të madh pa u kthyer)

3) Përvoja me një prizëm devijues

1. Le të vendosim një prizëm me një vijë kumbulle në tabelë dhe të fillojmë ta ngremë gradualisht mbi një skaj. Çfarë shohim?
2. Për sa kohë që linja e plumbit kalon sipërfaqen e kufizuar nga mbështetja, ekuilibri ruhet. Por sapo vertikali që kalon nëpër qendrën e gravitetit fillon të shkojë përtej kufijve të sipërfaqes mbështetëse, rafti i librave përmbyset.

Analiza rrëshqitje 19–22.

Konkluzione:

1. Trupi me zonën më të madhe të mbështetjes është i qëndrueshëm.
2. Nga dy trupa të së njëjtës zonë, trupi qendra e gravitetit të të cilit është më e ulët është i qëndrueshëm, sepse mund të devijohet pa u përmbysur në një kënd të madh.

Analiza rrëshqitje 23–25.

Cilat anije janë më të qëndrueshme? Pse? (Për të cilën ngarkesa ndodhet në stane, dhe jo në kuvertë)

Cilat makina janë më të qëndrueshme? Pse? (Për të rritur qëndrueshmërinë e makinave në kthesa, shtrati i rrugës anohet në drejtim të kthesës.)

Konkluzione: Ekuilibri mund të jetë i qëndrueshëm, i paqëndrueshëm, indiferent. Stabiliteti i trupave është më i madh, aq më e madhe është zona e mbështetjes dhe sa më e ulët është qendra e gravitetit.

III. Zbatimi i njohurive për qëndrueshmërinë e trupave.

1. Cilat specialitete kanë nevojë më shumë për njohuri për ekuilibrin e trupave?
2. Projektues dhe konstruktorë të strukturave të ndryshme (ndërtesa të larta, ura, Kullat televizive etj.)
3. Artistët e cirkut.
4. Shoferë dhe profesionistë të tjerë.

(rrëshqitje 28–30)

1. Pse Roly-Vstanka kthehet në pozicionin e ekuilibrit në çdo prirje të lodrës?
2. Pse Kulla e Pizës anon dhe nuk bie?
3. Si e mbajnë ekuilibrin çiklistët dhe motoçiklistët?

Rezultatet e mësimit:

1. Ekzistojnë tre lloje të ekuilibrit: i qëndrueshëm, i paqëndrueshëm, indiferent.
2. Pozicioni i trupit është i qëndrueshëm, në të cilin energjia e tij potenciale është minimale.
3. Qëndrueshmëria e trupave në një sipërfaqe të sheshtë është më e madhe, aq më e madhe është zona e mbështetjes dhe sa më e ulët është qendra e gravitetit.

Detyre shtepie: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)

Burimet dhe literatura e përdorur:

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Fizika. Klasa 10.
2. Shiriti filmik "Stability" 1976 (skanuar nga unë në një skaner filmi).
3. Disku "Lëvizja dhe ndërveprimi i trupave" nga "Mësime dhe teste elektronike".
4. Disku "Puna dhe fuqia" nga "Mësime dhe teste elektronike".

Lloji i bilancit trup i fortë përcaktohet nga veprimi i gravitetit në rastin e një devijimi të vogël arbitrarisht: a) ekuilibër indiferent - veprimi i gravitetit nuk ndryshon; b) e qëndrueshme - gjithmonë e kthen trupin në pozicionin e tij të mëparshëm (ka një moment stabiliteti); c) i paqëndrueshëm - veprimi i gravitetit gjithmonë bën që trupi të përmbyset (ka një moment përmbysjeje); d) e kufizuar-stabile - para pengesës së mundshme, pozicioni i trupit rivendoset (ndodh një moment stabiliteti), pas tij trupi përmbyset (ndodh një moment përmbysje).

Në mekanikën e trupit të ngurtë, ekzistojnë tre lloje të ekuilibrit : indiferent, i qëndrueshëm dhe i paqëndrueshëm. Këto specie ndryshojnë në sjelljen e trupit, pak të devijuara nga pozicioni i ekuilibruar. Kur trupi i një personi ruan plotësisht një pozë ("forcim"), ligjet e ekuilibrit të një trupi të ngurtë zbatohen për të.

Balancë indiferenteËshtë karakteristike që me çdo devijim ruhet ekuilibri. Një top, një cilindër, një kon rrethor në një plan horizontal (mbështetje më e ulët) mund të rrotullohen sipas dëshirës dhe ato do të qëndrojnë në qetësi. . Linja e veprimit të gravitetit (G) në një trup të tillë (ose, siç thonë ata, linja e gravitetit është më e shkurtër) gjithmonë kalon nëpër pikën kryesore, përkon me vijën e veprimit të forcës së reagimit mbështetës (R); ata balancojnë njëri-tjetrin. Në teknologjinë sportive, ekuilibri indiferent praktikisht nuk gjendet as në tokë as në ujë.

ekuilibër të qëndrueshëm karakterizohet nga një kthim në pozicionin e mëparshëm me çdo devijim. Është i qëndrueshëm me një devijim të vogël arbitrarisht për dy arsye; a) qendra e gravitetit të trupit ngrihet më lart (Dh), krijohet një rezervë energji potenciale në fushën e gravitetit; b) linja e gravitetit (G) nuk kalon nga mbështetësi, krahu i gravitetit shfaqet (d) dhe lind momenti i gravitetit (momenti i qëndrueshmërisë M goja = Gd), duke e kthyer trupin (me një ulje të energjisë potenciale) në pozicionin e tij të mëparshëm. Një ekuilibër i tillë gjendet tek një person me një mbështetje të sipërme. Për shembull, një gjimnast i varur në unaza; krahu i varur lirshëm në nyjen e shpatullave. Forca e gravitetit të trupit e kthen trupin në pozicionin e tij të mëparshëm.

Ekuilibri i paqëndrueshëmËshtë karakteristikë që një devijim i vogël në mënyrë arbitrare shkakton një devijim edhe më të madh dhe vetë trupi nuk mund të kthehet në pozicionin e tij të mëparshëm. Kjo është situata me mbështetje në fund kur trupi ka një pikë ose vijë (buzë trupi) mbështetëse. Kur trupi devijon: a) qendra e gravitetit bie nën (-Dh), energjia potenciale zvogëlohet në fushën gravitacionale të tokës; b) linja e gravitetit (G) me devijimi i trupit largohet nga pikëmbështetja, shpatulla rritet (d) dhe momenti i gravitetit (momenti i përmbysjes M def. =Gd ); ai e devijon trupin gjithnjë e më shumë nga pozicioni i mëparshëm. Ekuilibri i paqëndrueshëm në natyrë është praktikisht pothuajse i pamundur.

Në ushtrimet fizike, një lloj tjetër ekuilibri haset më shpesh kur ka një zonë mbështetëse të vendosur poshtë (mbështetje më e ulët) . Me një devijim të lehtë të trupit, qendra e tij e gravitetit ngrihet (+ Dh) dhe shfaqet një moment stabiliteti. (M goja =Gd). Ka shenja të një ekuilibri të qëndrueshëm; momenti i gravitetit të trupit do ta kthejë atë në pozicionin e mëparshëm. Por kjo vazhdon vetëm kur devijohet në kufij të caktuar, derisa vija e gravitetit të arrijë skajin e zonës mbështetëse. Në këtë pozicion, tashmë lindin kushtet e ekuilibrit të paqëndrueshëm: me devijime të mëtejshme, trupi përmbyset; në devijimin më të vogël në drejtim të kundërt, ai kthehet në pozicionin e tij të mëparshëm. Kufiri i zonës mbështetëse korrespondon me majën e "pengesës potenciale" (energjia maksimale potenciale). Brenda kufijve midis barrierave të kundërta ("vrima e mundshme") në të gjitha drejtimet, ekuilibër i kufizuar-qëndrueshëm .

2.4. Stabiliteti i një trupi të ngurtë dhe sistemet e trupit

Stabiliteti i një objekti karakterizohet nga aftësia e tij, duke kundërshtuar çekuilibrin, për të mbajtur pozicionin. Dalloni midis treguesve statikë të stabilitetit si aftësi për t'i rezistuar çekuilibrit dhe dinamikë si aftësi për të rivendosur ekuilibrin.

Treguesi statik i qëndrueshmërisë një trup i ngurtë shërben (në një ekuilibër të qëndrueshëm të kufizuar) faktori i stabilitetit . Në fig. 51, a momenti i përmbysjes krijohet nga forca e përmbysjes (F ODA) e aplikuar në shpatull (h) në lidhje me vijën e kthesës (O), rreth së cilës trupi është devijuar. Momenti i qëndrueshmërisë në lidhje me të njëjtën linjë përmbysjeje lind nga fillimi i aplikimit të forcës F def. Ajo bëhet më e madhe në fillim të përmbysjes (momenti kufizues i qëndrueshmërisë), pastaj krahu i gravitetit G zvogëlohet dhe momenti i qëndrueshmërisë zvogëlohet në zero (në pozicionin kufitar - BCT mbi vijën e përmbysjes).

a- koeficienti i qëndrueshmërisë së trupit; b, c - këndi i qëndrueshmërisë (a);d- qëndrueshmëri statike dhe dinamike e sistemit të trupave; d - sipërfaqja mbajtëse (vija e ndërprerë) dhe zona efektive mbajtëse (e hijezuar) (origjinale)

Koeficienti i qëndrueshmërisë është i barabartë me raportin e momentit të qëndrueshmërisë kufizuese me momentin e përmbysjes. Kur koeficienti i qëndrueshmërisë së një trupi në prehje është i barabartë ose më i madh se një, nuk ka përmbysje. Nëse është më pak se një, ekuilibri nuk mund të mbahet.

Megjithatë, rezistenca e vetëm këtyre dy faktorëve mekanikë (dy momente forcash) për sistemet e trupit, nëse mund të ndryshojë konfigurimin nuk e shter pamjen reale. Supozoni se mundësi që reziston (Fig. 51, d), duke përkulur këmbët, ul qendrën e gravitetit të trupit të tij rreptësisht vertikalisht. Nga kjo, as forca e gravitetit të trupit të tij, as shpatulla e tij, dhe kështu momenti i qëndrueshmërisë nuk do të ndryshojë. Por pika e aplikimit F onp do të ulet, supi i kësaj force do të ulet, momenti i saj do të bëhet më i vogël. Në këtë mënyrë mundësi mund të rrisë faktorin e qëndrueshmërisë së trupit të tij duke reduktuar momentin e përmbysjes. Duke e anuar trupin mbrapa, ai nuk do të ndryshojë momentin e përmbysjes, por do të rrisë shpatullën e gravitetit të trupit të tij dhe momentin e qëndrueshmërisë. Këtu ai fiton edhe në stabilitetin statik. Mundësi, duke tendosur muskujt e tij dhe duke u mbështetur në tapetin, krijon një forcë tjetër të jashtme horizontale (forcë fërkimi) të drejtuar drejt tij, duke zvogëluar kështu efektin e shtytjes përmbysëse. Kjo e fundit varet edhe nga gatishmëria e muskujve të mundësit për të kundërshtuar aplikimin e papritur të saj. Veprimet mashtruese mund të përkeqësojnë në mënyrë drastike gatishmërinë e tyre dhe të shkaktojnë një përmbysje me shtytje të ulët. Gjëja më thelbësore për një sistem biomekanik nuk është përdorimi pasiv i gravitetit të trupit, por tërheqjet aktive të muskujve që ruajnë dhe ndryshojnë qëndrimin e trupit. Në sistemin e trupit, çdo lidhje duhet të jetë në ekuilibër, duke ruajtur konfigurimin e saj (qëndrimin e trupit të njeriut).

Për rrjedhojë, koeficienti i qëndrueshmërisë së një trupi dhe një sistemi fiks trupash karakterizon stabilitetin statik si aftësinë për t'i rezistuar çekuilibrit. Tek njerëzit, kur përcaktohet stabiliteti, gjithmonë duhet të merret parasysh kundërshtimi aktiv i tërheqjeve të muskujve dhe gatishmëria për rezistencë.

Treguesi dinamik i qëndrueshmërisë trupi i fortë shërben këndi i qëndrueshmërisë . Ky është këndi i formuar nga vija e veprimit të gravitetit dhe vija e drejtë që lidh qendrën e gravitetit me skajin përkatës të zonës mbështetëse. (shih fig. 51, b, c). Ne fillojmë të devijojmë trupin derisa vija e gravitetit të arrijë kufirin e zonës mbështetëse (pozicioni kufitar i trupit është maja e pengesës së mundshme). Në trup, i vendosur drejt (Fig. 51, b), baza e qëndrueshmërisë(/i) është më e vogël se ajo e të njëjtit trup të shtrirë (/2) (shih Fig. 51, në). Kjo do të thotë se vija e gravitetit është më afër kufirit përtej të cilit do të fillojë rrokullisja. Qendra e gravitetit duhet të ngrihet për t'u rrokullisur në rastin e parë në një lartësi më të ulët (Dh 1) sesa në të dytën (Dh 2). Këndi i qëndrueshmërisë në rastin e parë (a 1) është qartësisht më i vogël se në rastin e dytë ( a 2).

kuptimi fizik Këndi i qëndrueshmërisë është se është i barabartë me këndin e rrotullimit (<р), на который надо повернуть тело для начала его опрокидывания. Угол устойчивости показывает, в каких пределах еще восстанавливается равновесие. Он характеризует степень динамиче­ской устойчивости: если угол больше, то и устойчивость больше. Этот показатель удобен для сравнения степени устойчивости одного тела в разных направлениях (если площадь опоры не круг и линия силы тя­жести не проходит через его центр).

Shuma e dy këndeve të qëndrueshmërisë në një rrafsh konsiderohet si këndi i ekuilibrit në këtë aeroplan. Karakterizon kufirin e qëndrueshmërisë në një aeroplan të caktuar, domethënë përcakton gamën e lëvizjes së qendrës së gravitetit deri në një kthesë të mundshme në një drejtim ose në një tjetër (për shembull, për një sllallomist kur bën ski, një gjimnast në një rreze ekuilibri , një mundës në një pozicion në këmbë).

Në rast të ekuilibrit sistemi biomekanik Për aplikimin e treguesve dinamikë të stabilitetit, është e nevojshme të merren parasysh përmirësime të rëndësishme.

Së pari, zona e mbështetjes efektive i një personi jo gjithmonë përkon me sipërfaqen e mbështetjes. Tek një person, si në një trup të ngurtë, sipërfaqja mbështetëse kufizohet nga linjat që lidhin pikat ekstreme të mbështetjes (ose skajet e jashtme të disa zonave mbështetëse) (shih Fig. 51, e). Por te njerëzit, kufiri i zonës së mbështetjes efektive shpesh ndodhet brenda konturit të mbështetjes, pasi indet e buta (këmba zbathur) ose lidhjet e dobëta (falangat fundore të gishtërinjve në një qëndrim dore në dysheme) nuk mund të balancojnë ngarkesës. Prandaj, linja e kthesës zhvendoset nga brenda nga buza e sipërfaqes mbështetëse, zona e mbështetjes efektive është më e vogël se sipërfaqja e sipërfaqes mbajtëse.

Së dyti, një person nuk devijon kurrë me të gjithë trupin në lidhje me vijën e përmbysjes (si një kub), por lëviz në lidhje me boshtet e çdo nyjeje pa ruajtur plotësisht qëndrimin (për shembull, kur qëndron në këmbë - lëvizje në nyjet e kyçit të këmbës).

Së treti, kur i afrohemi pozicionit kufitar, shpesh bëhet e vështirë mbajtja e qëndrimit dhe jo vetëm "trupi i ngurtësuar" përmbyset rreth vijës së përmbysjes, por edhe qëndrimi ndryshon me rënien. Kjo ndryshon dukshëm nga devijimi dhe përmbysja e një trupi të ngurtë rreth fytyrës që përmbyset (përkulja).

Kështu, këndet e qëndrueshmërisë në një ekuilibër të qëndrueshëm të kufizuar karakterizojnë stabilitetin dinamik si aftësinë për të rivendosur ekuilibrin. Gjatë përcaktimit të stabilitetit të trupit të njeriut, është gjithashtu e nevojshme të merret parasysh kufijtë e zonës së mbështetjes efektive, besueshmëria e mbajtjes së qëndrimit në pozicionin kufitar të trupit dhe vijës reale të kthesës.

Në ushtrimet fizike, shpesh gjendet një lidhje mbajtëse (e fortë). Atëherë kushtet për ruajtjen e ekuilibrit kërkojnë marrjen parasysh të lidhjes dykahëshe duke marrë parasysh forcat reaktive përkatëse të shkaktuara nga një lidhje e tillë.

3. RUAJTJA DHE RIKURTIMI I POZICIONIT TE TRUPIT TE NJERIUT

Një person jo vetëm që mund të ruajë ekuilibrin, por edhe ta rivendosë atë në rastet e shkeljes. Dallimi midis ekuilibrit të sistemeve biomekanike dhe ekuilibrit të trupave fizikë të ngurtë nuk qëndron në praninë e ligjeve të veçanta të mekanikës për sistemet e gjalla, por në përdorimin e tyre më kompleks për shkak të veçorive të sistemeve të gjalla.

Statika e trupit të ngurtë

Statika merr parasysh kushtet e ekuilibrit të një trupi ose sistemi trupash. Nëse mbi një trup në qetësi veprojnë disa forca, drejtimet e të cilit kryqëzohen në një pikë, atëherë ai do të qëndrojë në qetësi kur shuma (vektori) i këtyre forcave është e barabartë me zero. Pika e aplikimit të forcës mund të zhvendoset përgjatë vijës së veprimit të saj.

Qendra e gravitetit të një trupi të ngurtë ose të një sistemi trupash

Graviteti vepron në çdo grimcë të trupit. Pika në të cilën zbatohet rezultanta e forcave të rëndesës që veprojnë në pika të veçanta të trupit quhet qendra e gravitetit. Shuma e momenteve të gravitetit të të gjitha grimcave të trupit në raport me qendrën e gravitetit është e barabartë me zero.

Llojet e ekuilibrit të trupit

Nëse, me një devijim mjaft të vogël të trupit nga pozicioni i ekuilibrit, lindin forca që tentojnë ta kthejnë trupin në pozicionin e tij origjinal, atëherë një ekuilibër i tillë quhet të qëndrueshme.

Zakonisht, pas veprimit të shqetësimeve të vogla (zhvendosjeve, goditjeve) në një trup në ekuilibër të qëndrueshëm, ai fillon të lëkundet me një amplitudë të vogël rreth pozicionit të ekuilibrit; këto lëkundje më pas amortizohen nga fërkimi dhe ekuilibri rikthehet.

Në pozicionin e ekuilibrit të qëndrueshëm, energjia potenciale e trupit ka një vlerë minimale (nën veprimin e forcave konservatore).

Nëse, megjithatë, me një devijim arbitrar të vogël të trupit nga pozicioni i ekuilibrit, lindin forca që tentojnë të rrisin këtë devijim, atëherë një pozicion i tillë quhet e paqëndrueshme.

Në një pozicion ekuilibri indiferent, kur trupi devijon, nuk lindin forca, dhe pozicioni i ri është gjithashtu një pozicion ekuilibri.

Kushtet e ekuilibrit në një plan të pjerrët

Për të balancuar trupin me peshën P, në një plan të pjerrët duke krijuar një kënd α me horizontin, duhet të aplikoni një forcë F e barabartë me F 1, dhe F 1 =P sina forca F duhet të drejtohet përgjatë rrafshit të pjerrët (Fig. 1). Në këtë rast, trupi shtyp në një plan të pjerrët me një forcë F 2 =P sinα, dhe rrafshi i pjerrët vepron me të njëjtën forcë në trupin e shtrirë mbi të. Një trup i shtrirë lirisht do të qëndrojë në një plan të pjerrët derisa forca e rrotullimit të bëhet më e madhe se forca statike e fërkimit. Kjo do të ndodhë kur tgα > k, ku kështë koeficienti i fërkimit statik.

Kushtet për barazinë e momenteve të forcave zbatohen gjithashtu për ekuilibrin e portës (Fig. 3, a) ose çikrik.

Blloqe

Blloku fiks (Fig. 3b) shërben vetëm për të ndryshuar drejtimin e forcës vepruese. Blloku i lëvizshëm (Fig. 3, c) ju lejon të merrni një fitim në forcë. Me një bllok të lëvizshëm të palëvizshëm ose të njëtrajtshëm rrotullues, shuma e të gjithave forcat aktive dhe shuma e të gjitha momenteve të forcave është e barabartë me zero.

Prandaj rrjedh se

Ngritësi i zinxhirit (Fig. 4) është një sistem blloqesh të lëvizshëm dhe të palëvizshëm të lidhur në një mbajtës të përbashkët. Nëse ngritësi i zinxhirit ka n blloqe të lëvizshme dhe n fikse, atëherë forca F forcë balancuese P, është e barabartë me F = P/2n.

Në mungesë të fërkimit, forca P, duke vepruar përgjatë boshtit të vidës, balancohet nga forca F ngjitur në dorezë (Fig. 5):