电子汽车衡工程师讲解杠杆的稳定度

　　

　　三种平衡状态

　　

　　我们用一个实验来解释平衡状态稳定度的概念。取一个匀质圆盘，其重心在圆心C点。在C以下用一个定点O将圆盘在铅直平面内支撑起来。如那样。圆盘的重力作用于C点，方向向下经过支点O。根据上一节的平衡条件，圆盘处于平衡状态。但如果有一个外力干扰，使重心位置发生稍许的偏离，干扰消失后，圆盘将向离开原平衡位置的方向运动。原先的平衡位置再也不会恢复了。这样的平衡位置是不稳定的。

　　

　　如果我们将支点O放在重心C之上，那样，重力也过支点O。圆盘处于平衡状态。这时再有一个外力干扰使其偏离开平衡位置，当干扰消失后，圆盘经过若干次摆动，会自动恢复原平衡位置。这种平衡是稳定的。

　　

　　支点O和重心C重合，重力通过支点，圆盘也处于平衡状态。如果有一个外力干扰使其偏离开平衡位置，干扰消失后，圆盘并不继续运动，而是在另一个位置又平衡下来，这种平衡称为随遇平衡。

　　

　　所以平衡状态分为稳定的，不稳定的和随遇的三种。但在衡器上应用的杠杆中，通常只使用稳定状态的平衡。对于一根单独的杠杆，只有稳定平衡才有实际意义。不稳定的或随遇平衡的杠杆仅在杠杆系中间使用。

　　

　　从上面的实验可以看出，当贺礼作用点（这里是重心）位于支点之上时，平衡位置是不稳定的：当合力作用点位于支点支点以下之上时，平衡位置是不稳定的；当合力作用位于支点以下时，平衡位置是稳定的；当合力作用点与支点相重合时，则是随遇平衡。这种规律具有普遍意义。

　　

　　这种物理现象具有深刻的能力方面的原因。一般地说，任何系统，在其自由度所允许的范围内，都有向势能减小方向运动的趋势，在势能的极小值位置上才能稳定下来。水往低处流，山上的石头往下流，都是因为低处的势能比高处小。

　　

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