Vị trí cân bằng là gì?

Câu trả lời chính xác nhất: Vị trí cân bằng là vị trí vật đứng yên, các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau.

Để hiểu rõ hơn về vị trí cân bằng, mời bạn đọc cùng Top lời giải theo dõi nội dung dưới đây

1. Biên độ dao động là gì?

a. Khái niệm biên độ dao động là gì?

- Dao động có thể xem là sự di chuyển qua lại quanh 1 vị trí, gọi là vị trí cân bằng. Độ dịch chuyển xa nhất so với vị trí cân bằng được gọi là biên độ dao động. Tuy nhiên, để dễ theo dõi, chúng ta chỉ xem xét trong các trường hợp dao động cơ.

- Dao động cơ là chuyển động qua lại của một vật quanh vị trí cân bằng.

Ví dụ: chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ ở vị trí neo, con lắc đồng hồ di chuyển qua lại…

- Một dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc không tuần hoàn. Nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì gọi là dao động tuần hoàn. Tùy vào vật hay hệ vật dao động sẽ ảnh hưởng đến tính phức tạp của dao động.

Ví dụ: Con lắc đồng hồ là dao động tuần hoàn, còn chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ thì không được xem là dao động tuần hoàn.

- Dao động tuần hoàn đơn giản nhất mà chúng tôi chia sẻ là dao động điều hòa.

>>> Xem thêm: Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của ba lực đó có giá đồng phẳng và đồng quy không song song là?

b. Dao động điều hòa

Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật là một hàm dạng sin (hoặc cosin) theo thời gian (định nghĩa SGK).

Ta có phương trình dao động điều hòa: x = Acos(ωt + φ), trong đó:

+ x gọi là li độ dao động.

+ A là biên độ dao động: nó là độ lệch cực đại của vật so với vị trí cân bằng. Vì thế biên độ dao động luôn là số dương.

+ ω tần số góc (đơn vị rad/s).

+ (ωt+φ) là pha dao động tại thời điểm t, φ gọi là pha ban đầu (đơn vị rad): khi vật chuyển động, pha dao động sẽ xác định vị trí cũng như chiều của chuyển động tại ngay thời điểm đang xét.

Chú ý: pha ban đầu φ có giá trị nằm trong khoảng từ -π tới π.

Dựa trên phương trình li độ, ta có phương trình vận tốc và gia tốc:

+ v = x’ = -ωAsin(ωt + φ)

+ a = v’= -ω²Acos(ωt + φ) = -ω²x

Nhận xét:

- Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M đangchuyển động tròn đều trên một đường tròn có nhận đường kính là đoạn thẳng đã cho.

- Khi xét phương trình dao động điều hòa,ta chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động.

>>> Xem thêm: Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc

2. Vị trí cân bằng là gì?

Vị trí cân bằng là vị trí vật đứng yên, các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau. Vị trí cân bằng của vật là vị trí tổng hợp lực tác dụng lên vật bằng 0.

3. Các dạng cân bằng

Xét sự cân bằng của các vật có một điểm tựa hay một trục quay cố định. Vật sẽ ở trạng thái cân bằng khi trọng lực tác dụng lên vật có giá đi qua điểm tựa hoặc trục quay.

a. Các dạng cân bằng

- Có ba dạng cân bằng là: cân bằng bền, cân bằng không bền và cân bằng phiếm định.

- Khi vật bị kéo ra khỏi vị trí cân bằng một chút mà trọng lực của vật có xu hướng:

+ Kéo nó trở về vị trí cân bằng thì đó là vị trí cân bằng bền.

+ Kéo nó xa vị trí cân bằng thì đó là vị trí cân bằng không bền.

+ Giữ nó đứng yên ở vị trí mới thì đó là vị trí cân bằng phiếm định.

b. Nguyên nhân gây ra các dạng cân bằng

Vị trí của trọng tâm của vật là nguyên nhân gây nên các dạng cân bằng.

+ Trong trường hợp cân bằng bền, trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các vị trí lân cận.

+ Trong trường hợp cân bằng không bền, trọng tâm ở vị trí cao nhất so với các vị trí lân cận.

+ Trong trường hợp cân bằng phiếm định, vị trí trọng tâm không thay đổi hoặc ở một độ cao không đổi.

4. Cân bằng của một vật có mặt chân đế

a. Mặt chân đế

- Khi vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chúng bằng cả một mặt đáy thì mặt chân đế là mặt đáy của vật.

- Khi vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chỉ ở một số diện tích rời nhau thì mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc đó.

b. Điều kiện cân bằng

Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay là trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế).

c. Mức vững vàng của cân bằng

- Mức vững vàng của sự cân bằng được xác định bởi độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế.

- Trọng tâm của vật càng cao và mặt chân đế càng nhỏ thì vật càng dễ bị lật đổ và ngược lại ⇒ Muốn tăng mức vững vàng của vật có mặt chân đế thì hạ thấp trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế của vật.

-----------------------

Như vậy, qua bài viết trên Top lời giải đã giải đáp thắc mắc Vị trí cân bằng là gì? Và cung cấp cho bạn một số kiến thức về các vấn đề liên quan đến cân bằng. Mong rằng thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn, chúc bạn học tốt!