支持面上物體的穩(wěn)定程度叫做穩(wěn)度。物體在某方向的穩(wěn)度與物體重心高度有關(guān),與物體在這一方向的翻轉(zhuǎn)半徑有關(guān),穩(wěn)度具有方向性。穩(wěn)度是一處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)的物體,其傾倒的難易程度(即物體的穩(wěn)定程度)。
基本介紹
實(shí)驗(yàn)表明,物體在支持面上受到擾動,過物體重心的重垂線與支持面的交點(diǎn)只要還在邊緣接觸點(diǎn)所圍成的支面內(nèi),就不會翻倒,一旦這一交點(diǎn)移出支面,就會失去平衡而翻倒。物體質(zhì)量分布不一定均勻,物體與支持面接觸點(diǎn)所圍面不一定是圓面,把物體(可能)繞著翻倒的底部邊緣點(diǎn)(線)叫翻轉(zhuǎn)點(diǎn)(線),把過物體重心的重垂線與水平支持面(傾斜支持面在過翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的水平面上的投影面)的交點(diǎn)稱做重穩(wěn)心,如圖5,把重穩(wěn)心到翻轉(zhuǎn)點(diǎn)(線)的距離叫翻轉(zhuǎn)半徑,對一般物體而言,在重心高度一定、支面大小一定時(shí),向不同方向翻倒的難易程度度不同,穩(wěn)度具有方向性,這樣就應(yīng)將穩(wěn)度定義為支持面上物體在某一方向的穩(wěn)定程度叫做它在這一方向的穩(wěn)度。物體在某方向的穩(wěn)度與物體重心高度有關(guān),與物體在這一方向的翻轉(zhuǎn)半徑有關(guān)。物體所受重力的作用點(diǎn)在重心,只要中垂線(重力作用線)不超出物體的支持面,物體就不會翻倒。
定量描述
考慮到穩(wěn)度與重心高度和翻轉(zhuǎn)半徑有關(guān),以物體向某方向翻倒的最大傾斜角的正切函數(shù)值來定量描述物體穩(wěn)度。用η表示物體在某方向的穩(wěn)度,r表示這一方向的翻轉(zhuǎn)半徑,h表示重心高度,則η=r/h,穩(wěn)度η與翻轉(zhuǎn)半徑r成正比,與重心高度h成反比。
提高穩(wěn)度
除了可以通過降低重心增加物體穩(wěn)度外,還可以通過改變支面形狀、水平移動重心增大物體在某一方向的翻轉(zhuǎn)半徑來增加物體在這一方向的穩(wěn)度。在太極拳等武術(shù)運(yùn)動中除了用兩腳分開下蹲成馬步降低重心增大穩(wěn)度外,面向?qū)κ殖晒?,重心前移去擊打?qū)κ忠部商岣咦陨淼姆€(wěn)度;塔吊上在吊鉤的相反方向加裝配重,將橫梁重心后移,可以增加橫梁穩(wěn)度,防止因前方掛鉤受拉力和前移引起塔吊翻倒。
參考資料 >