Tento materiál byl vytvořen rámci projektu EU peníze školám Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Název školy:   Základní škola a Mateřská škola, Hradec Králové, Úprkova 1 Autor: Mgr. Rachotová Markéta Název: VY_32_INOVACE_10B_01_Rovnovážná poloha těles Téma: 10B_Fy 7.roč. Datum ověření: VM ověřen dne 10.1.2013 v 7.A Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3215 Anotace: DUM je určen k výkladu daného učiva, k zápisu daného učiva a ověření pochopení získaných znalostí.

Rovnovážná poloha těles

Tělesa podepřená přesně pod těžištěm nebo v těžišti zůstávají v klidu. F Tělesa podepřená přesně pod těžištěm nebo v těžišti zůstávají v klidu. T Fg F Zavěsíme-li těleso, ustálí se vždy tak, že těžiště je pod místem závěsu nebo v místě závěsu. T Fg V obou případech jsou síly působící na těleso (gravitační síla a tahová síla závěsu nebo tlaková síla podložky) v rovnováze. Říkáme, že těleso je v rovnovážné poloze. Těleso je v rovnovážné poloze, když síly na něj působící jsou v rovnováze.

Stabilita tělesa je míra schopnosti udržet stálou rovnovážnou polohu. Pro praxi je důležité, abychom věděli, na čem závisí stabilita (stálost) rovnovážné polohy. Stabilitu rovnovážné polohy posuzujeme podle toho, jak velkou silou můžeme změnit polohu tělesa. Stabilita tělesa je míra schopnosti udržet stálou rovnovážnou polohu.

Rovnovážná poloha tělesa může být: stálá (stabilní), volná (indiferentní), vratká (labilní).

a) Rovnovážná poloha stálá (stabilní) je poloha, pro kterou platí, že vychýlením z této polohy se těleso vrací zpět, tzn. vychýlení se postupně zmenšuje. (Např.: kulička v jamce, provazochodec s tyčí jdoucí po laně, ….) a) Kulička nacházející se v důlku - při vychýlení se kulička bude vracet zpět do výchozí pozice. b) Těleso, které je zavěšeno, přičemž závěs je umístěn nad těžištěm (těžiště i zavěšení přitom leží na stejné těžnici). Při vychýlení tělesa ze stabilní polohy se těleso vrací zpět do rovnovážné polohy.

a) Rovnovážná poloha volná (indiferentní) je poloha, pro kterou platí, že po vychýlení tělesa zůstává těleso v nové poloze - výchylka se nezvětšuje ani nezmenšuje. (Např.: kniha položená na stole, auto stojící na vodorovné silnici, ….) a) Kulička nacházející se na vodorovné rovině. Posuneme-li kuličku na jiné místo, zůstane tam stát a nebude se od původního polohy ani vzdalovat, ani se k ní nebude vracet. b) Těleso, které je zavěšeno, přičemž závěs je umístěn v těžišti. Při vychýlení tělesa z rovnovážné polohy zůstává těleso v nové poloze a nevrací se zpět do původní polohy, ani se od ní nevzdaluje.

a) Rovnovážná poloha vratká (labilní) je poloha, pro kterou platí, že vychýlením z této polohy se těleso nevrací zpět, ale výchylka se dále zvětšuje. (Např.: artista při stoje na hlavě, vajíčko postavené na špičku, ….) a) Kulička nacházející se na vrcholu kopce. Při vychýlení ze své pozice se kulička bude vždy kutálet dolů a sama se nevrátí na výchozí pozici. b) Těleso, které je zavěšeno, přičemž závěs je umístěn pod těžištěm (těžiště i zavěšení přitom leží na stejné těžnici). Při sebemenším vychýlení tělesa z rovnovážné polohy dochází ke zvětšování této výchylky.

Proveď následující pokus Stoupni si a opři se zády o zeď. Bez pokrčení kolen se snaž sebrat tužku z podlahy. Dokážeš to? Stoupni si a opři se levým ramenem a levou nohou o zeď. Pokus se zvednout pravou nohu. Dokážeš to? Posaď se na židli a opři si záda. Pokrč kolena do pravého úhlu. Pokus se vstát, ale bez toho, aby ses předklonil nebo zastrčil nohy pod židli. Dokážeš to?

Vysvětlení. Když chceš udržet rovnováhu, musí být těžiště a tvá chodidla (místo, kde stojíš) svisle nad sebou. Proč nedokážeme provést předepsané pohyby? Když sedíme na židli, svislá čára procházející našim těžištěm prochází někde mezi nohama židle. Když se pokoušíme vstát, podepíráme se nohama, ale ty nejsou pod naším těžištěm. Ztrácíme tak rovnováhu a spadneme zpět na židli. Vysvětlení prvních dvou pokusů je obdobné.

Na stole stojí dvě vázy, jedna je prázdná a v druhé je voda. Vyznač přibližnou polohu těžiště obou váz. Která váza se snadněji převrhne? Vysvětli. Snáze se převrhne prázdná váza, neboť její těžiště je výš nad zemí a prázdná váza má menší hmotnost než váza s vodou.

Vezměte si prázdnou krabičku od rýže (sirek, …). Ve které poloze je nejstabilnější, ve které je nejméně stabilní? Najděte její těžiště a jeho polohu si vyznačte. Postavte krabičku na stůl. Pomalu ji překlápějte. Sledujte, kde je těžiště v okamžiku, kdy se krabička přestane vracet zpět a překlopí se. Vyzkoušejte pro různé polohy krabičky.

Stabilita tělesa závisí na: a) jeho tíze, b) výšce těžiště nad podstavou, c) na velikosti podstavy. Příklady z praxe: Uložení nákladu na autě. Zajištění stability lešení, stožárů el. napětí. ……..

Tento materiál byl vytvořen rámci projektu EU peníze školám Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Použití zdroje:   SENĆANSKI, Tomislav. Malý vědec 2. Brno: Computer press, a.s., 2006, ISBN 80-251-0998-4.  AUTOR NEUVEDEN. techno.cz [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://www.techno.cz/recenze/31465/ AUTOR NEUVEDEN. tn nova.cz [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://tn.nova.cz/zpravy/domaci/motorkari-darci-organu-kdepak-rikaji-lekari.html PAJS. Wikimedia Commons [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Stabilni_rovnovazna_poloha.svg PAJS. Wikimedia Commons [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Vratka_rovnovazna_poloha.svg PAJS. Wikimedia Commons [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Volna_rovnovazna_poloha.svg

Tento materiál byl vytvořen rámci projektu EU peníze školám Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Použití zdroje:   AUTOR NEUVEDEN. wikimedia commons [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Rovnov%C3%A1%C5%BEn%C3%A1_poloha AUTOR NEUVEDEN. bella rose [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://www.bellarose.cz/dekorace/sklenena-vaza/ AUTOR NEUVEDEN. International Federation of the Horse [online]. [cit. 2.6.2011]. Dostupný na WWW: http://www.klubequus.org/ifh/Rovnovaha%20a%20stabilita.cfm Tři obrázky jsou použity z galerie Microsoft office. Ostatní obrázky vlastní tvorba.