7 zajímavých příkladů systému v rovnováze (nejprve si přečtěte)

by

Pokud systém nepokračuje ve svém pohybovém stavu nebo pokud jeho vnitřní energie nevykazuje žádnou změnu s ohledem na čas, pak se o tomto systému říká, že je v rovnováze. Jako příklad si zde můžeme představit chůzi člověka na běžícím pásu. Kdykoli se osoba pohybuje vpřed na běžeckém pásu, běžící pás se bude pohybovat opačným směrem, tj. směrem dozadu, aby vyvážil pohyb osoby. Znamená to, že osoba je v rovnováze vzhledem k běžeckému pásu.

Nyní probereme 7+ zajímavých systémů na příkladech rovnováhy.

1. Kniha na stole

Pokud ponecháme knihu na stole, bude tato kniha v rovnováze. Proč? Protože součet čistých sil, které působí na tuto knihu, zůstává nulový a součet celkových točivých momentů, které na tuto knihu působí, je také nulový. Protože jsou zde splněny tyto dvě hlavní podmínky, je tato kniha v rovnováze. V tomto případě jsou lineární zrychlení i úhlové zrychlení také nulové.

                                                             ∑F=0,∑τ=0

2. Auto, které se pohybuje konstantní rychlostí

Nákladní automobil, který se pohybuje konstantní rychlostí, je dalším důležitým a běžným systémem v příkladech rovnováhy. Nyní vyvstává otázka, jak může být pohybující se těleso v rovnováze? Odpověď zní: tento typ rovnováhy je dynamická rovnováha. To znamená, že v tomto případě je i součet celkových sil nulový a součet celkového momentu je rovněž nulový. ∑F=0,∑τ=0.

V tomto případě je lineární zrychlení a úhlové zrychlení také nulové. Proto jsou čisté účinky sil a krouticích momentů nulové. Proto se vozík, který se pohyboval konstantní rychlostí, pohybuje stále stejnou rychlostí a jeho rychlost se nemění. Nedochází tedy k lineárnímu ani úhlovému zrychlení.

3. Muž, který stojí na vodorovné rovině

Muž, který stojí na vodorovné rovině, je příkladem systému v rovnováze. Všichni víme, že když člověk stojí na vodorovné rovině, jeho váha působí směrem dolů. Hmotnost člověka lze definovat jako sílu působící dolů vlivem gravitace. Tato tíha neboli gravitační síla je vyvážena reakční silou, která působí v opačném směru než gravitační síla.

Tímto způsobem jsou dvě síly, hmotnost působící dolů a reakční síla působící nahoru, vzájemně vyváženy. Tím jsou splněny hlavní podmínky systému v rovnováze. Podmínky jsou ∑F=0,∑τ=0. To je důvod, proč člověk na vodorovné rovině zůstává v rovnováze.

4. Dynamická rovnováha a její příklady

Vezměme těleso, které se pohybuje konstantní rychlostí. Pokud se tělo pohybuje bez jakéhokoli vnějšího narušení, bude se o něm říkat, že je v rovnováze. Proč? Protože víme, že pokud na těleso nepůsobí žádná vnější síla, bude se pohybovat stejnou rychlostí jako dříve. Tento zákon je známý jako druhý Newtonův pohybový zákon.

Dynamická rovnováha tedy souvisí s druhým Newtonovým pohybovým zákonem. Jaké jsou tedy příklady dynamické rovnováhy, které jsou pozorovány každý den v našem každodenním životě? Příklady jsou auto pohybující se konstantní rychlostí a vědro s vodou, které je zvedáno konstantní rychlostí pomocí kladkového lanového systému.

V obou těchto příkladech, které jsou zmíněny výše, jsme viděli, že součet čistých sil působících na toto auto i na kbelík s vodou je nulový, takže jak auto, tak kbelík se pohybují konstantní rychlostí. Je zde tedy zachována dynamická rovnováha.

5.Chemická rovnováha a jeho příklady

Existuje tolik otázek souvisejících s chemickou rovnováhou, jako je to, jak ji lze dosáhnout, kdy ji lze dosáhnout atd. Reakce by měla být především vratná reakce. Pokud se u reverzibilní chemické reakce rychlost dopředné reakce rovná rychlosti zpětné reakce, pak systém dosáhne chemické rovnováhy.

Nyní musíme vědět, co je dopředná reakce a co je zpětná reakce. V zásadě, když se produkty vyrábějí z reaktantů v chemické reakci, pak je tato reakce známá jako dopředná reakce. Když se reaktanty tvoří z produktů v reverzibilní chemické reakci, pak se tato reakce nazývá reverzní reakce.         VPŘEDNÁ REAKCE: REAKTANTY → PRODUKTY

                                            REVERZNÍ REAKCE: PRODUKTY → REAKTANTY

K popisu chemické rovnováhy si vezmeme na pomoc příklad láhve studeného nápoje. V této láhvi je plyn CO₂ rozpuštěn v kapalině a také je v plynné formě v mezeře mezi uzávěrem a povrchem kapaliny uvnitř láhve. Tento plyn se plynule mění v kapalinu a stejně tak se zkapalněný plyn v láhvi mění v plyn. To znamená, že systém je v chemické rovnováze.

CO₂↑ + HXNUMX⇋H₂COXNUMX

Dalším běžným příkladem je hemoglobin, který transportuje kyslík v našem těle.

6. Termodynamická rovnováha a její příklady

Pokud spojím dvě nádoby, aby teplo mohlo proudit z horké nádoby do studené. Pokud mezi dvěma zásobníky neproudí teplo, znamená to, že oba jsou ve vzájemné termodynamické rovnováze.

Pomocí jednoduchého příkladu můžeme popsat termodynamickou rovnováhu. Řekněme, že existuje láhev, ve které je plyn a v ní je pohyblivý píst. Pokud jsou teplota a tlak, které jsou udržovány uvnitř nádoby, udržovány jednotné, pak bude tato nádoba v termodynamické rovnováze.

Je zde další podmínka, kterou je třeba dodržet. Vnější síly působící na pohyblivý píst by neměly být schopny s ním pohybovat. V tomto případě ΔT=0,ΔP=0. Zde ΔT je změna teploty a ΔP je změna tlaku.

7. Statická rovnováha a její příklady

Kniha, která je držena na stole, pevné tělo držené na vodorovné ploše, to vše jsou příklady statické rovnováhy. v těchto případech je součet celkové síly nulový a součet celkového točivého momentu nula.

Některé další body týkající se systému v rovnováze

V případě tělesa, které je v rovnováze, nebude existovat lineární zrychlení a úhlové zrychlení. Pokud v tomto systému nebude působit žádná vnější síla, bude jeho rovnovážný stav pokračovat donekonečna. To bude narušeno pouze v případě, že na systém působí jakákoli vnější síla.

Vezmeme-li příklad tuhého tělesa, pak je pro toto těleso, pokud je součet všech točivých momentů, které na něj působí, nulový, pak se říká, že v rovnováze je pouze těleso. ∑F=0,

∑τ=0.To se děje proto, že tímto způsobem zůstává rotační pohyb nezměněn. Pokud v tělese dochází k nějakému přemístění, pak pokud dojde k nějakému působení síly, která může tomuto účinku čelit a tělo opět uvést do rovnováhy, pak se tento typ rovnováhy nazývá stabilní rovnováha.

Proč investovat do čističky vzduchu?

V tomto článku jsme diskutovali o různých systémech v příkladech rovnováhy. Ve stručnosti jsme také diskutovali o různých typech rovnováhy, kterými jsou dynamická rovnováha, chemická rovnováha, termodynamická rovnováha, s některými z jejich běžných příkladů.

 Pokud chce člověk získat nějaké znalosti týkající se systému v rovnováze, může si projít tento článek, aby měl jasnou představu o tomto systému v rovnováze.

Také čtení: