يشير التوازن الديناميكي البسيط إلى النظام المادي الذي يتحرك بسرعة منتظمة ثابتة حيث سيكون صافي القوة وعزم الدوران الذي يعمل على النظام صفرًا.
في حياتنا اليومية ، نواجه العديد من الأنظمة تتحرك بسرعة ثابتة. يتم سرد أمثلة التوازن الديناميكي هذه أدناه.
- دوران الأرض
- قطرات المطر
- المشروبات الغازية
- مروحة تدور باستمرار
- بالوعة المياه
- الطائرات
- مقياس التوازن
- المركبات التي تتحرك في حركة المرور
- غرفة مليئة بالهواء الساكن
- ملء الدلو بالماء بفتحة
- قفز غطاس من الطائرة
- دوران الإبرة الثانية للساعة
- كرة البولنج
- سقوط جوز الهند من الشجرة
- انشاء الجسور والمباني
شرح مفصل لأمثلة التوازن الديناميكي
أي نظام فيزيائي يمتلك توازنًا ديناميكيًا ، والتسارع الخطي ، والتسارع الزاوي سيكون بحيث تكون القوة الكلية المؤثرة على النظام صفرًا ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني للحركة. ال شرح مفصل التوازن الديناميكي المذكور أعلاه معطى في هذا القسم.
دوران الأرض
تدور الأرض حول محورها ، كما أنها تدور حول الشمس بسرعة ثابتة ، لذلك يُقال إن دوران الأرض نظام التوازن الديناميكي. إذا كانت سرعة دوران الأرض غير ثابتة ، فإن مفهوم 24 ساعة في اليوم و 365 يومًا في السنة سيكون تناقضًا.
قطرات المطر
تصل قطرة المطر إلى الأرض من السحابة بسرعة معينة. تزداد سرعة قطرة المطر أثناء الوصول إلى الأرض فقط بسبب التسارع الناتج عن الجاذبية. كل قطرة مطر تتحرك بنفس السرعة. بسبب مقاومة الهواء والاحتكاك ، تتم موازنة الزيادة في سرعة قطرة المطر لتحقيق سرعة ثابتة. بحيث تصل قطرة المطر إلى حالة التوازن. وبالتالي تعتبر قطرات المطر واحدة من أمثلة التوازن الديناميكي.
المشروبات الغازية
إذا قمت بفتح أي زجاجة مشروبات غازية مثل Coco-cola ، فسوف يرتفع المشروب عن طريق إصدار بعض أصوات الهسهسة. وذلك لأن المشروبات الغازية تتكون من ثاني أكسيد الكربون في كل من الأشكال المائية والغازية. قبل فتح الزجاجة ، يتم موازنة ثاني أكسيد الكربون الغازي وثاني أكسيد الكربون المائي بواسطة توازن ديناميكي. بمجرد فتح ختم الزجاجة ، يذوب ثاني أكسيد الكربون الغازي في ثاني أكسيد الكربون السائل ويتسرب من الزجاجة بفقاعات.
قراءة المزيد عن توازن ثابت
مروحة تدور باستمرار
المروحة التي تدور بسرعة ثابتة هي أحد أمثلة التوازن الديناميكي الممتازة. عندما تدور المروحة بسرعة ثابتة ، فإن التسارع الزاوي وعزم الدوران يتم إبطال العمل على المروحة ، وبالتالي يتم موازنته بالتوازن الديناميكي.
اقرأ المزيد عن المقارنة بين التوازن الديناميكي مقابل التوازن الثابت
بالوعة المياه
يتم تعريف التوازن الديناميكي في بعض المسابقات أيضًا على أنه يجب أن تكون كمية المادة التي تدخل النظام مساوية لكمية المادة التي تغادر النظام. يعتبر حوض الماء أحد أمثلة التوازن الديناميكي. عندما تفتح الصنبور ببساطة ، يخرج الماء ويترك عبر البالوعة. كمية المياه الخارجة من الصنبور وكمية تصريف المياه متساوية ، وتتناسب مع ارتفاع الماء الموجود على الحوض. يقف الماء في الحوض حتى تصبح كمية الماء التي تدخل الماء مساوية للكمية الخارجة من المصرف. يبدو هذا الموقف ثابتًا ، لكنه ملف توازن ديناميكي.
الطائرات
الطائرة التي تحلق في السماء هي أفضل مثال على التوازن الديناميكي. توازن القوى الأربع بين الطيران الناجح للطائرات ؛ الأول هو تأثير الرفع في الاتجاه التصاعدي للمستوى وقوة الجاذبية لأسفل ، ويعمل الدفع كقوة أمامية ، ويعمل سحب الهواء كقوة رجعية. توازن هذه القوى الأربع بعضها البعض لتعيين حالة التوازن. نظرًا لأن الطائرة تخضع لحركة ثابتة ، فإن التوازن ديناميكي.
قراءة المزيد عن توازن ديناميكي
مقياس التوازن
لوزن الأشياء ، نستخدم ميزانًا. مقياس التوازن هذا يعمل فقط في ظروف التوازن. إذا وضعت شيئًا في إحدى المنصات لميزان الميزان وتحتاج إلى وضع نفس الكمية من المواد على منصة أخرى من الميزان لوزنها بشكل صحيح. عندما تتساوى الأوزان على كلا النظامين ، يحقق المقياس توازن ديناميكي.
المركبات التي تتحرك في حركة المرور.
إذا كنت عالقًا في حركة المرور من قبل ، فستشعر بـ توازن ديناميكي. عادة ما تتحرك المركبات في حركة المرور بسرعة ثابتة. إذا كانت حركة المرور على الجسر أو الجسر العلوي ، فسيكون عدد المركبات التي تدخل الجسر وتعيش في الجسر متساويًا. وهكذا تكون المركبات في حركة المرور في حالة توازن ديناميكي.
قراءة المزيد عن التوازن الديناميكي للنظام
غرفة مليئة بالهواء الساكن
الهواء الساكن هو واحد من الأفضل أمثلة التوازن الديناميكي. يتسبب الهواء الساكن في تحرك كل جسيم في الهواء بسرعة ثابتة ؛ وبالتالي ، ستكون الغرفة بأكملها في حالة توازن ديناميكي حيث لا يوجد تدفق في الغرفة. ستكون الغرفة في حالة توازن ديناميكي فيما يتعلق بحركة الجسيم.
قراءة المزيد عن أمثلة على التوازن الديناميكي
ملء الدلو بالماء بفتحة
إذا حاولت ملء الماء في دلو به فتحة ، فسيكون الدلو في حالة توازن ديناميكي. عندما تملأ الماء ، سوف يتدفق من الدلو عبر الفتحة.
قفز غطاس من الطائرة.
إذا قفز سائق المظلة للتو من الطائرة ، فسيتم تسريعه بسبب الجاذبية. القوتان تؤثران على الغواص. قوة الجاذبية تجعل الغواص يتسارع لأسفل بينما الجسر الجوي يجعل الغواص يتحرك لأعلى. وهكذا يحقق الغواص السرعة الثابتة ومن ثم يحدد أمثلة التوازن الديناميكي.
دوران الإبرة الثانية للساعة
الإبرة الثانية في الساعة تدور باستمرار. الدوران المستمر للإبر الثانية هو أفضل أمثلة التوازن الديناميكي لأن الإبرة الثانية تتحرك بثبات السرعة الزاوية؛ وبالتالي ، عزم الدوران والتسارع الزاوي سيكون صفرا.
كرة البولنج
كرة البولينج هي لعبة دحرجة الكرة على المنحدر الذي يضرب الدبوس. حركة الكرات هي أمثلة على التوازن الديناميكي لأن المنحدر عديم الاحتكاك ، وبالتالي فإن الكرة تصل إلى السرعة الثابتة بحيث صافي القوة ستكون صفراً لأن التسارع ملغى.
سقوط جوز الهند من الشجرة
عندما يسقط جوز الهند من الشجرة ، فإن سرعة جوز الهند ترجع إلى الجاذبية. عندما يبدأ جوز الهند في التساقط ، سيكون جوز الهند في حالة توازن ديناميكي. يحقق جوز الهند توازنًا ديناميكيًا لأن القوتين تؤثران على جوز الهند أثناء السقوط. تعمل القوة الصاعدة على موازنة القوة الهابطة للحصول على شروط التوازن لقوة صافية صفرية.
انشاء الجسور والمباني
من الأفضل تشييد مباني القاعات والجسور توازن ديناميكي أمثلة حيث يستخدم المهندسون حالة التوازن الديناميكي في البناء. أثناء البناء ، يجب أن تكون جميع القوى متوازنة للحفاظ على مكانة المبنى. هيكل المبنى متوازن ضد القوة المطبقة ؛ وبالتالي ، يتم تحقيق التوازن الديناميكي.
مزيد من المعلومات حول 7 نظام مثير للاهتمام في أمثلة التوازن.
