平衡狀態(tài) - 平衡情況
處于平衡狀態(tài)的物體,由于外界某種微小的作用而偏離了平衡狀態(tài)時(shí),因穩(wěn)度的不同,物體的平衡狀態(tài)可分為四種情形:穩(wěn)定平衡;不穩(wěn)定平衡;亞穩(wěn)平衡;隨遇平衡。這些平衡狀態(tài)的區(qū)分,應(yīng)視我們放置該物體的平衡位置而定。平衡狀態(tài)是物體運(yùn)動(dòng)的一種特殊狀態(tài),是我們求解許多力學(xué)問題的切入點(diǎn)和突破口。
平衡簡介
1.穩(wěn)定平衡:凡能在被移動(dòng)離開它的平衡位置后,仍試圖回復(fù)其原來位置 - 此時(shí)其重心比較低從而恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)的物體,它原來的平衡狀態(tài)叫"穩(wěn)定平衡"。例如,圓球體在一個(gè)凹進(jìn)的圓盤中時(shí);一圓錐體以其底面豎立時(shí),都屬于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
2.不穩(wěn)定平衡:處于平衡狀態(tài)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(fù)到原來的平衡狀態(tài),這種情況叫"不穩(wěn)定平衡"。例如,當(dāng)一個(gè)圓球體放在一個(gè)凸起的圓盤上,或是一個(gè)圓錐體,以其尖端豎立在一個(gè)平面上,這些物體都處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。翻倒后,一直要等到它們的重心相對(duì)地取得最低位置時(shí),這些物體才會(huì)靜止不動(dòng)。即任何微小的運(yùn)動(dòng)都能使其重心降低的物體,一定處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)之下。
3.亞穩(wěn)平衡:如果物體在外力作用下,稍有偏離尚可恢復(fù),而偏離稍大就失掉平衡的狀態(tài),稱為"亞穩(wěn)平衡"。
4.隨遇平衡:如果物體在外界作用下,它的平衡狀態(tài)不隨時(shí)間和坐標(biāo)的變化而改變,這種狀態(tài)叫"隨遇平衡"。例如,當(dāng)一個(gè)圓球體停在一個(gè)水平平面上的時(shí)候,或是一個(gè)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(gè)水平平面上時(shí),都會(huì)出現(xiàn)隨遇平衡狀態(tài)。這些物體如被移置到一個(gè)新的位置時(shí),雖然它們不能自動(dòng)地恢復(fù)其原來的位置,但它們?cè)谛碌奈恢蒙?,卻仍能停住不動(dòng),其重心之高度,亦保持不變。一般說來,任何微小之運(yùn)動(dòng),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(tài)之下。
上述幾種平衡狀態(tài),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(yùn)動(dòng)的趨勢。穩(wěn)定平衡是指物體處于勢能最小位置,當(dāng)稍有微小擾動(dòng),令其離開平衡位置,外界必須對(duì)它作功,勢能增加,在擾動(dòng)后物體將自動(dòng)回到原來勢能最小的位置。所謂不穩(wěn)定平衡是指物體處于勢能最大時(shí)的平衡。任何微小的擾動(dòng)即能引起重力對(duì)它作功,勢能繼續(xù)減小,不能再自動(dòng)恢復(fù)原狀。而隨遇平衡的物體,受到擾動(dòng),勢能將保持不變,在任意位置可繼續(xù)保持平衡。在日常生活中對(duì)具體問題應(yīng)具體分析,例如,放在桌上的雞蛋,對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來說,是處于隨遇平衡狀態(tài)下;對(duì)傾倒運(yùn)動(dòng)而言,開始是不穩(wěn)定平衡,接著則為穩(wěn)定平衡。
化學(xué)平衡狀態(tài)
化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度 - 或一種物質(zhì)濃度不再改變,達(dá)到了表面上的靜止的一種"平衡狀態(tài)"。
勒夏特列原理:若改變影響平衡的一個(gè)條件 - 如濃度、壓強(qiáng)或溫度,平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
化學(xué)平衡狀態(tài)的特征
逆、等、動(dòng),定、變,同。
化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志
- 1同一物質(zhì)的v正=v逆≠0;
- 2反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變。
- 3相關(guān)物理量不再隨反應(yīng)時(shí)間的改變而改變。
平衡移動(dòng)方向的判斷
v正>v逆正向移動(dòng);
v正=v逆不移動(dòng)
力學(xué)平衡狀態(tài)
物體相對(duì)與地面保持靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)叫物體的平衡狀態(tài),簡稱物體的平衡物體要處于平衡狀態(tài),必須滿足以下兩個(gè)條件:
1在共點(diǎn)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(zhuǎn)動(dòng)平衡
只要滿足以上兩個(gè)條件,不論物體運(yùn)動(dòng)否,都是平衡狀態(tài)。
物體相對(duì)于地面處于靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài),稱為物體的平衡狀態(tài),簡稱物體的平衡。物體的平衡包括共點(diǎn)力作用下的平衡、具有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體平衡和一般物體的平衡。
當(dāng)物體受到的力或力的作用線交于同一點(diǎn)時(shí),稱這幾個(gè)力為共點(diǎn)力。物體在共點(diǎn)力的作用下,相對(duì)于地面處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),稱為共點(diǎn)力作用下物體的平衡。當(dāng)物體在外力作用下相對(duì)于地面處于靜止或可繞某一固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),稱為具有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡。當(dāng)物體在非共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),稱為一般物體的平衡。
物體的平衡又分為隨遇平衡、穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡三種。
