Итак, для устойчивости необходимо, чтобы при отклонении тела от положения равновесия возникали силы, возвращающие тело к первоначальному положению. Таково,
Рис. 131. Устойчивое (а), неустойчивое (б) и безразличное (в) равновесие шарика на поверхности
например, положение шарика на вогнутой подставке (рис. 131, а): при отклонении шарика от положения равновесия (самое нижнее положение) равнодействующая силы реакции R подставки и силы тяжести Р возвращает шарик к положению равновесия: равновесие устойчивое. В случае же выпуклой подставки (рис. 131, б) равнодействующая удаляет шарик от положения равновесия (самое верхнее положение): равновесие неустойчивое.
Другим примером может служить равновесие тела, подвешенного в одной точке. Определяя положение центра
163
тяжести по способу подвешивания, описанному в предыдущем параграфе, мы всегда обнаружим, что центр тяжести лежит ниже точки подвеса и обязательно на одной вертикали с ней, так как иначе сила натяжения нити Т не могла бы уравновесить силу тяжести Р (рис. 132, а). Между
Рис. 132. а) Положение равновесия при центре тяжести С, расположен ном ниже точки подвеса А. б) Положение равновесия при центре тяжести С, расположенном выше точки подвеса А. в) При отклонении тела из положения а) сила тяжести создает момент, возвращающий тело в положение равновесия. г) При отклонении тела из положения б) сила тяжести создает момент, удаляющий тело от положения равновесия
тем сила тяжести Р и сила натяжения нити Т могут уравновесить друг друга также и в том случае, когда центр тяжести С лежит на вертикали над точкой подвеса А (рис. 132, б). Действительно, и в этом случае сила тяжести Р и равная ей по модулю сила натяжения нити Т уравновешивали бы друг друга. Однако, как легко убедиться на опыте, при подвешивании тела оно не будет оставаться в этом втором положении равновесия. Хотя оба случая соответствуют положениям равновесия, но практически можно осуществить только один из них — первый. далее