Per giudicare il comportamento del corpo in condizioni reali, non basta sapere che è in equilibrio. Dobbiamo ancora valutare questo equilibrio. Esistono equilibri stabili, instabili e indifferenti.

Si chiama l'equilibrio del corpo sostenibile, se, deviando da esso, si verificano forze che riportano il corpo alla posizione di equilibrio (Fig. 1 posizione 2). In equilibrio stabile, il centro di gravità del corpo occupa la posizione più bassa tra tutte le posizioni vicine. La posizione di equilibrio stabile è associata ad un minimo di energia potenziale in relazione a tutte le posizioni vicine del corpo.

Si chiama l'equilibrio del corpo instabile, se, con la minima deviazione da essa, la risultante delle forze agenti sul corpo provoca un'ulteriore deviazione del corpo dalla posizione di equilibrio (Fig. 1, posizione 1). In una posizione di equilibrio instabile, l'altezza del baricentro è massima e energia potenziale massimo in relazione ad altre posizioni del corpo vicine.

L'equilibrio, in cui lo spostamento di un corpo in qualsiasi direzione non provoca un cambiamento nelle forze che agiscono su di esso e l'equilibrio del corpo viene mantenuto, è chiamato indifferente(Fig. 1 posizione 3).

L'equilibrio indifferente è associato all'energia potenziale costante di tutti gli stati vicini e l'altezza del baricentro è la stessa in tutte le posizioni sufficientemente vicine.

Un corpo con un asse di rotazione (ad esempio, un righello uniforme che può ruotare attorno ad un asse passante per il punto O, mostrato in Figura 2) è in equilibrio se una linea retta verticale passante per il baricentro del corpo passa per il asse di rotazione. Inoltre, se il centro di gravità C è più alto dell'asse di rotazione (Fig. 2.1), quindi con qualsiasi deviazione dalla posizione di equilibrio, l'energia potenziale diminuisce e il momento di gravità rispetto all'asse O devia il corpo ulteriormente dal posizione di equilibrio. Questa è una posizione di equilibrio instabile. Se il centro di gravità è al di sotto dell'asse di rotazione (Fig. 2.2), l'equilibrio è stabile. Se il centro di gravità e l'asse di rotazione coincidono (Fig. 2,3), la posizione di equilibrio è indifferente.

Un corpo avente un'area di appoggio è in equilibrio se la linea verticale che passa attraverso il baricentro del corpo non va oltre l'area di appoggio di questo corpo, cioè oltre il contorno formato dai punti di contatto del corpo con il supporto, l'equilibrio in questo caso non dipende solo dalla distanza tra il baricentro e il supporto (cioè dalla sua energia potenziale nel campo gravitazionale della Terra), ma anche dalla localizzazione e dalle dimensioni della zona di appoggio di questo corpo.

La Figura 2 mostra un corpo a forma di cilindro. Se viene inclinato di un piccolo angolo, tornerà nella posizione originale 1 o 2. Se viene inclinato di un angolo (posizione 3), il cassone si ribalterà. A parità di massa e di area di appoggio, la stabilità di un corpo è tanto maggiore quanto più basso è il suo baricentro, cioè quanto più basso è il suo baricentro. minore è l'angolo tra la retta che collega il baricentro del corpo e il punto estremo di contatto della zona di appoggio con il piano orizzontale.

Equilibrio meccanico

Equilibrio meccanico- uno stato di un sistema meccanico in cui la somma di tutte le forze che agiscono su ciascuna delle sue particelle è uguale a zero e anche la somma dei momenti di tutte le forze applicate al corpo rispetto a qualsiasi asse di rotazione arbitrario è zero.

In uno stato di equilibrio, il corpo è a riposo (il vettore velocità è zero) nel sistema di riferimento scelto, si muove uniformemente in linea retta o ruota senza accelerazione tangenziale.

Definizione attraverso l'energia del sistema

Poiché l'energia e le forze sono legate da relazioni fondamentali, questa definizione è equivalente alla prima. Tuttavia, la definizione in termini di energia può essere estesa per fornire informazioni sulla stabilità della posizione di equilibrio.

Tipi di equilibrio

Facciamo un esempio per un sistema con un grado di libertà. In questo caso, una condizione sufficiente per la posizione di equilibrio sarà la presenza di un estremo locale nel punto studiato. Come è noto, la condizione per l'estremo locale di una funzione differenziabile è che la sua derivata prima sia uguale a zero. Per determinare quando questo punto è minimo o massimo, è necessario analizzare la sua derivata seconda. La stabilità della posizione di equilibrio è caratterizzata dalle seguenti opzioni:

• equilibrio instabile;
• equilibrio stabile;
• equilibrio indifferente.

Equilibrio instabile

Nel caso in cui la derivata seconda sia negativa, l'energia potenziale del sistema è in uno stato di massimo locale. Ciò significa che la posizione di equilibrio instabile. Se il sistema viene spostato per una piccola distanza, continuerà il suo movimento a causa delle forze che agiscono sul sistema.

Equilibrio stabile

Derivata seconda > 0: energia potenziale al minimo locale, posizione di equilibrio sostenibile(vedi teorema di Lagrange sulla stabilità dell'equilibrio). Se il sistema viene spostato per una piccola distanza, tornerà al suo stato di equilibrio. L'equilibrio è stabile se il baricentro del corpo occupa la posizione più bassa rispetto a tutte le possibili posizioni vicine.

Equilibrio indifferente

Derivata seconda = 0: in questa regione l'energia non varia e la posizione di equilibrio sì indifferente. Se il sistema viene spostato di una piccola distanza, rimarrà nella nuova posizione.

Stabilità in sistemi con un gran numero di gradi di libertà

Se un sistema ha diversi gradi di libertà, allora può risultare che negli spostamenti in alcune direzioni l'equilibrio è stabile, ma in altre è instabile. L'esempio più semplice di una situazione del genere è una "sella" o un "passaggio" (sarebbe bene posizionare un'immagine in questo posto).

L'equilibrio di un sistema a più gradi di libertà sarà stabile solo se è stabile in tutte le direzioni.

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2010.

Scopri cos'è "Equilibrio meccanico" in altri dizionari: equilibrio meccanico

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Ne consegue che se la somma geometrica di tutte le forze esterne applicate al corpo è pari a zero, allora il corpo è a riposo oppure compie un movimento uniforme movimento rettilineo. In questo caso è consuetudine dire che le forze applicate al corpo si bilanciano a vicenda. Quando si calcola la risultante, tutte le forze che agiscono sul corpo possono essere applicate al centro di massa.

Perché un corpo non rotante sia in equilibrio è necessario che la risultante di tutte le forze applicate al corpo sia uguale a zero.

$(\overrightarrow(F))=(\overrightarrow(F_1))+(\overrightarrow(F_2))+...= 0$

Se un corpo può ruotare attorno a un determinato asse, per il suo equilibrio non è sufficiente che la risultante di tutte le forze sia zero.

L'effetto rotatorio di una forza dipende non solo dalla sua grandezza, ma anche dalla distanza tra la linea d'azione della forza e l'asse di rotazione.

La lunghezza della perpendicolare tracciata dall'asse di rotazione alla linea di azione della forza è chiamata braccio della forza.

Il prodotto del modulo di forza $F$ e del braccio d è chiamato momento della forza M. I momenti di quelle forze che tendono a ruotare il corpo in senso antiorario sono considerati positivi.

Regola dei momenti: un corpo avente un asse di rotazione fisso è in equilibrio se somma algebrica i momenti di tutte le forze applicate al corpo rispetto a questo asse sono uguali a zero:

Nel caso generale, quando un corpo può muoversi traslatoriamente e ruotare, per l'equilibrio è necessario soddisfare entrambe le condizioni: la forza risultante è uguale a zero e la somma di tutti i momenti di forza è uguale a zero. Entrambe queste condizioni non sono sufficienti per la pace.

Figura 1. Equilibrio indifferente. Ruota che rotola su una superficie orizzontale. La forza risultante e il momento delle forze sono uguali a zero

Una ruota che rotola su una superficie orizzontale è un esempio di equilibrio indifferente (Fig. 1). Se la ruota viene fermata in qualsiasi momento, sarà in equilibrio. Insieme all'equilibrio indifferente, la meccanica distingue tra stati di equilibrio stabile e instabile.

Uno stato di equilibrio si dice stabile se, con piccole deviazioni del corpo da questo stato, si creano forze o momenti che tendono a riportare il corpo in uno stato di equilibrio.

Con una piccola deviazione del corpo da uno stato di equilibrio instabile si creano forze o momenti di forza che tendono a spostare il corpo dalla posizione di equilibrio. Una palla che giace su una superficie piana orizzontale è in uno stato di equilibrio indifferente.

Figura 2. Vari tipi equilibrio della palla sul supporto. (1) -- equilibrio indifferente, (2) -- equilibrio instabile, (3) -- equilibrio stabile

Una palla situata nel punto superiore di una sporgenza sferica è un esempio di equilibrio instabile. Infine, la sfera sul fondo della cavità sferica si trova in uno stato di equilibrio stabile (Fig. 2).

Per un corpo con asse di rotazione fisso sono possibili tutti e tre i tipi di equilibrio. L’equilibrio di indifferenza si verifica quando l’asse di rotazione passa per il centro di massa. Nell'equilibrio stabile e instabile, il centro di massa si trova su una retta verticale passante per l'asse di rotazione. Inoltre, se il centro di massa è al di sotto dell'asse di rotazione, lo stato di equilibrio risulta stabile. Se il centro di massa si trova sopra l'asse, lo stato di equilibrio è instabile (Fig. 3).

Figura 3. Equilibrio stabile (1) e instabile (2) di un disco circolare omogeneo fissato sull'asse O; il punto C è il centro di massa del disco; $(\overrightarrow(F))_t\ $-- gravità; $(\overrightarrow(F))_(y\ )$-- forza elastica dell'asse; d: spalla

Un caso speciale è l'equilibrio di un corpo su un supporto. In questo caso la forza elastica di sostegno non è applicata in un punto, ma è distribuita sulla base del corpo. Un corpo è in equilibrio se linea verticale, tracciato attraverso il centro di massa del corpo, passa attraverso la zona di appoggio, cioè all'interno del contorno formato dalle linee che collegano i punti di appoggio. Se questa linea non interseca l'area di supporto, il corpo si ribalta.

Problema 1

Il piano inclinato è inclinato di un angolo di 30o rispetto all'orizzontale (Fig. 4). Su di esso c'è un corpo P la cui massa è m = 2 kg. L'attrito può essere trascurato. Un filo lanciato attraverso un blocco forma un angolo di 45° con un piano inclinato. Con quale peso del carico Q il corpo P sarà in equilibrio?

Figura 4

Il corpo è sotto l'influenza di tre forze: la forza di gravità P, la tensione del filo con il carico Q e la forza elastica F dal lato del piano che preme su di esso nella direzione perpendicolare al piano. Scomponiamo la forza P nelle sue componenti: $\overrightarrow(P)=(\overrightarrow(P))_1+(\overrightarrow(P))_2$. Condizione $(\overrightarrow(P))_2=$ Per l'equilibrio, tenendo conto del raddoppio della forza da parte del blocco in movimento, è necessario che $\overrightarrow(Q)=-(2\overrightarrow(P))_1$ . Da qui la condizione di equilibrio: $m_Q=2m(sin \widehat((\overrightarrow(P))_1(\overrightarrow(P))_2)\ )$. Sostituendo i valori otteniamo: $m_Q=2\cdot 2(sin \left(90()^\circ -30()^\circ -45()^\circ \right)\ )=1.035\ kg$ .

Quando c'è vento, il pallone ancorato non pende sopra il punto della Terra a cui è attaccato il cavo (Fig. 5). La tensione del cavo è di 200 kg, l'angolo con la verticale è a=30$()^\circ$. Qual è la forza della pressione del vento?

\[(\overrightarrow(F))_â=-(\overrightarrow(Т))_1;\ \ \ \ \left|(\overrightarrow(F))_â\right|=\left|(\overrightarrow(Т)) _1\right|=Тg(sin (\mathbf \alpha )\ )\] \[\left|(\overrightarrow(F))_в\right|=\ 200\cdot 9.81\cdot (sin 30()^\circ \ )=981\N\]

Tutte le forze applicate al corpo rispetto all'asse di rotazione passante per un punto O sono pari a zero ΣΜO(Fί)=0. Questa definizione limita sia il movimento traslatorio che quello rotatorio del corpo.

In uno stato di equilibrio, il corpo è a riposo (il vettore velocità è zero) nel sistema di riferimento scelto.

Definizione attraverso l'energia del sistema

Poiché l'energia e le forze sono legate da relazioni fondamentali, questa definizione è equivalente alla prima. Tuttavia, la definizione in termini di energia può essere estesa per fornire informazioni sulla stabilità della posizione di equilibrio.

Tipi di equilibrio

Facciamo un esempio per un sistema con un grado di libertà. In questo caso, una condizione sufficiente per la posizione di equilibrio sarà la presenza di un estremo locale nel punto studiato. Come è noto, la condizione per l'estremo locale di una funzione differenziabile è che la sua derivata prima sia uguale a zero. Per determinare quando questo punto è minimo o massimo, è necessario analizzare la sua derivata seconda. La stabilità della posizione di equilibrio è caratterizzata dalle seguenti opzioni:

• equilibrio instabile;
• equilibrio stabile;
• equilibrio indifferente.

Equilibrio instabile

Nel caso in cui la derivata seconda< 0, потенциальная энергия системы находится в состоянии локального максимума. это означает, что положение равновесия instabile. Se il sistema viene spostato per una piccola distanza, continuerà il suo movimento a causa delle forze che agiscono sul sistema.

Equilibrio stabile

Derivata seconda > 0: energia potenziale al minimo locale, posizione di equilibrio sostenibile. Se il sistema viene spostato per una piccola distanza, tornerà al suo stato di equilibrio.

Equilibrio indifferente

Derivata seconda = 0: in questa regione l'energia non varia e la posizione di equilibrio sì indifferente. Se il sistema viene spostato di una piccola distanza, rimarrà nella nuova posizione.

Stabilità in sistemi con un gran numero di gradi di libertà

Se un sistema ha più gradi di libertà, si possono ottenere risultati diversi per direzioni diverse, ma l’equilibrio sarà stabile solo se è stabile in tutte le direzioni.

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equilibrio stabile

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l'equilibrio del sistema è stabile- Equilibrio, in cui il sistema ritorna alla sua posizione originale o prossima ad essa dopo aver eliminato le cause che lo hanno causato possibile deviazione sistemi [ Dizionario terminologico sulla costruzione in 12 lingue (VNIIIS Gosstroy URSS)] EN stabile... ... Guida del traduttore tecnico

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48. Formazioni dell'apparato ausiliario dei muscoli (fascia, legamenti fasciali, canali fibrosi e osteofibrosi, guaine sinoviali, borse mucose, ossa sesamoidi, blocchi) e loro funzioni.

49. Muscoli addominali: topografia, origine, inserzione e funzioni.

50. Muscoli dell'ispirazione. Muscoli dell'espirazione.

52. Muscoli del collo: topografia, origine, inserzione e funzioni.

53. Muscoli che flettono la colonna vertebrale.

54. Muscoli che estendono la colonna vertebrale.

55. Muscoli della superficie anteriore dell'avambraccio: origine, inserzione e funzioni.

56. Muscoli della superficie posteriore dell'avambraccio: origine, inserzione e funzioni.

57. Muscoli che producono movimenti in avanti e all'indietro del cingolo degli arti superiori.

58. Muscoli che producono movimenti su e giù del cingolo degli arti superiori.

59. Muscoli che flettono ed estendono la spalla.

60. Muscoli che rapiscono e adducono la spalla.

61. Muscoli che supinano e pronano la spalla.

62. Muscoli che si flettono (principali) ed estendono l'avambraccio.

63. Muscoli che supinano e pronano l'avambraccio.

64. Muscoli che si flettono ed estendono la mano e le dita.

65. Muscoli che rapiscono e adducono la mano.

66. Muscoli della coscia: topografia e funzioni.

67. Muscoli che si flettono ed estendono l'anca.

68. Muscoli che rapiscono e adducono la coscia.

69. Muscoli che supinano e pronano la coscia.

70. Muscoli della parte inferiore della gamba: topografia e funzioni.

71. Muscoli che flettono ed estendono la parte inferiore della gamba.

72. Muscoli che supinano e pronano la parte inferiore della gamba.

73. Muscoli che flettono ed estendono il piede.

74. Muscoli che rapiscono e adducono il piede.

75. Muscoli supinatori e pronatori del piede.

76. Muscoli che sostengono gli archi del piede.

77. Centro di gravità generale del corpo: età, sesso e caratteristiche individuali della sua posizione.

78. Tipi di equilibrio: angolo di stabilità, condizioni per il mantenimento dell'equilibrio del corpo.

79. Caratteristiche anatomiche della posizione del corpo antropometrica, quieta e tesa.

80. Appeso a braccia tese: caratteristiche anatomiche, caratteristiche del meccanismo di respirazione esterna.

81. Caratteristiche generali del camminare.

82. Caratteristiche anatomiche delle fasi 1, 2 e 3 del doppio passo.

83. Caratteristiche anatomiche della 4a, 5a e 6a fase del doppio passo.

84. Salto in lungo da fermo: fasi, lavoro muscolare.

85. Caratteristiche anatomiche di un salto mortale all'indietro.

78. Tipi di equilibrio: angolo di stabilità, condizioni per il mantenimento dell'equilibrio del corpo.

Negli esercizi fisici, una persona ha spesso bisogno di mantenere una posizione stazionaria del corpo, ad esempio posizioni iniziali (inizio), posizioni finali (fissare il bilanciere dopo averlo sollevato), posizioni intermedie (riposare ad angolo sugli anelli). In tutti questi casi, il corpo umano come sistema biomeccanico è in equilibrio. Anche i corpi collegati alla persona che mantiene la posizione (ad esempio un bilanciere, un partner in acrobazie) possono essere in equilibrio. Per mantenere la posizione del corpo, una persona deve essere in equilibrio. La posizione del corpo è determinata dalla sua postura, dal suo orientamento e dalla sua posizione nello spazio, nonché dalla sua relazione con il supporto. Di conseguenza, per mantenere la posizione del corpo, una persona deve fissare la propria postura e non consentire alle forze applicate di modificarla e spostare il corpo da un determinato luogo in qualsiasi direzione o farlo ruotare rispetto al supporto.

Forze bilanciate mantenendo la posizione

Al sistema biomeccanico vengono applicate le forze di gravità, di reazione al suolo, di peso e di trazione muscolare del partner o dell'avversario, ecc., che possono essere sia forze di disturbo che di equilibrio, a seconda della posizione delle parti del corpo rispetto al loro supporto.

In tutti i casi, quando una persona mantiene una posizione, un sistema variabile di corpi (non un corpo assolutamente rigido o un punto materiale) è in equilibrio.

Durante gli esercizi fisici, pur mantenendo la posizione, sul corpo umano vengono spesso applicate le forze di gravità del suo corpo e il peso di altri corpi, nonché le forze di reazione del supporto che impediscono la caduta libera. Senza la partecipazione della trazione muscolare, vengono mantenute solo le posizioni passive (ad esempio, sdraiati sul pavimento, sull'acqua).

Nelle posizioni attive, il sistema di corpi reciprocamente mobili (collegamenti del corpo), a causa della tensione muscolare, sembra irrigidirsi e diventare simile ad un unico corpo solido; I muscoli umani, attraverso il loro lavoro statico, assicurano il mantenimento sia della postura che della posizione nello spazio. Ciò significa che nelle posizioni attive, per mantenere l'equilibrio, alle forze esterne si sommano le forze interne di trazione muscolare.

Tutte le forze esterne sono divise in disturbare (ribaltarsi, deviare), che mirano a cambiare la posizione del corpo, e bilanciamento, che bilanciano l'azione delle forze perturbatrici. Le forze di trazione muscolare servono molto spesso come forze di bilanciamento. Ma in determinate condizioni possono essere anche forze di disturbo, volte cioè a modificare sia la postura che la collocazione del corpo nello spazio.

Condizioni di equilibrio di un sistema di corpi

Per l'equilibrio del corpo umano (sistema di corpi), è necessario che il vettore principale e il momento principale delle forze esterne siano pari a zero e che tutte le forze interne garantiscano la conservazione della posa (forma del sistema).

Se il vettore principale e il momento principale sono pari a zero, il corpo non si muoverà né ruoterà, le sue accelerazioni lineari e angolari sono pari a zero. Per un sistema di corpi anche queste condizioni sono necessarie, ma non più sufficienti. L'equilibrio del corpo umano come sistema di corpi richiede anche il mantenimento della postura corporea. Quando i muscoli sono abbastanza forti e una persona sa come usare la propria forza, rimarrà in una posizione molto difficile. Una persona meno forte non può mantenere tale posizione, sebbene l'equilibrio sia possibile in base alla posizione e all'entità delle forze esterne. Persone diverse hanno le proprie pose limitanti che sono ancora in grado di mantenere.

Tipi di equilibrio solido

Il tipo di equilibrio di un corpo solido è determinato dall'azione della gravità nel caso di una deviazione arbitrariamente piccola: a) equilibrio indifferente - l'azione della gravità non cambia; b) stabile: riporta sempre il corpo nella posizione precedente (si verifica un momento di stabilità); c) instabile - l'azione della gravità provoca sempre il ribaltamento del corpo (si verifica un momento di ribaltamento); d) limitato-stabile - prima della potenziale barriera, la posizione del corpo viene ripristinata (si verifica un momento di stabilità), dopodiché il corpo si ribalta (si verifica un momento di ribaltamento).

Nella meccanica dei solidi esistono tre tipi di equilibrio: indifferente, stabile e instabile. Queste specie differiscono nel comportamento del corpo, deviando leggermente da una posizione equilibrata. Quando il corpo umano mantiene completamente la sua posa (“solidificazione”), ad esso si applicano le leggi dell’equilibrio del corpo rigido.

Equilibrio indifferente caratterizzato dal fatto che, nonostante eventuali deviazioni, l'equilibrio viene mantenuto. Una palla, un cilindro, un cono circolare su un piano orizzontale (supporto inferiore) possono essere ruotati come preferisci e rimarranno fermi. La linea di azione della gravità (G) in un tale corpo (linea di gravità) passa sempre per il fulcro e coincide con la linea di azione della forza di reazione del supporto (R); si bilanciano a vicenda. Nella tecnologia sportiva non si incontra praticamente mai un equilibrio indifferente né sulla terra né nell'acqua.

Equilibrio stabile caratterizzato da un ritorno alla posizione precedente con qualsiasi deviazione. È stabile per deviazioni arbitrariamente piccole per due ragioni; a) il baricentro del corpo si alza più in alto (h), nel campo gravitazionale viene creata una riserva di energia potenziale; b) la linea di gravità (G) non passa per l'appoggio, appare una spalla di gravità (d) e nasce un momento di gravità (momento di stabilità Must = Gd), restituendo il corpo (con diminuzione di energia potenziale) alla sua posizione precedente. Questo tipo di equilibrio si verifica negli esseri umani con supporto superiore. Ad esempio, una ginnasta appesa agli anelli; il braccio pende liberamente all'altezza dell'articolazione della spalla. La forza di gravità del corpo stesso riporta il corpo nella posizione precedente.

Equilibrio instabile caratterizzato dal fatto che non importa quanto piccola sia la deviazione, provoca una deviazione ancora maggiore e il corpo stesso non può tornare alla sua posizione precedente. Questa è la posizione con supporto inferiore, quando il corpo ha un punto o una linea (bordo del corpo) di supporto. Quando il corpo devia: a) il baricentro scende al di sotto di (- h), l'energia potenziale nel campo gravitazionale diminuisce; b) la linea di gravità (G) con la deviazione del corpo si allontana dal fulcro, la spalla (d) ed il momento di gravità aumenta (momento di ribaltamento Mopr. = Gd); devia il corpo sempre più dalla sua posizione precedente. Un equilibrio instabile in natura è praticamente impossibile da raggiungere.

Negli esercizi fisici, un altro tipo di equilibrio si verifica molto spesso quando è presente un'area di supporto situata sotto (supporto inferiore). Con una leggera deviazione del corpo, il suo baricentro si alza (+ h) e appare un momento di stabilità (Must = Gd). Ci sono segnali di un equilibrio stabile; il momento di gravità del corpo lo riporterà nella posizione precedente. Ma questo continua solo se deviato entro certi limiti, finché la linea di gravità non raggiunge il bordo dell'area di supporto. In questa posizione si creano già condizioni di equilibrio instabile: con un'ulteriore deviazione il corpo si ribalta; alla minima deviazione nella direzione opposta, ritorna nella posizione precedente. Il confine dell'area di supporto corrisponde alla sommità della “barriera potenziale” (massima energia potenziale). Entro i limiti tra le barriere opposte (“buco potenziale”), si verifica un equilibrio limitato-stabile in tutte le direzioni.

La stabilità di un oggetto è caratterizzata dalla sua capacità, contrastando lo squilibrio, di mantenere la posizione. Esistono indicatori statici di stabilità come capacità di resistere allo squilibrio e indicatori dinamici come capacità di ristabilire l’equilibrio.

Indicatore statico di stabilità di un corpo solido serve (in equilibrio a stabilità limitata) come coefficiente di stabilità. È uguale al rapporto tra il momento limite di stabilità e il momento ribaltante. Quando il coefficiente di stabilità di un corpo a riposo è uguale o maggiore dell'unità, non si verifica capovolgimento. Se è inferiore a uno l’equilibrio non può essere mantenuto. Tuttavia, la resistenza di soli due fattori meccanici (due momenti di forza) per un sistema di corpi, se può cambiare configurazione, non esaurisce il quadro reale. Di conseguenza, il coefficiente di stabilità di un corpo e di un sistema fisso di corpi caratterizza la stabilità statica come la capacità di resistere allo squilibrio. Nell'uomo, nel determinare la stabilità, bisogna sempre tenere conto della resistenza attiva della trazione muscolare e della prontezza alla resistenza.

Indicatore dinamico di stabilità di un corpo solido funge da angolo di stabilità. Questo è l'angolo formato dalla linea di azione della gravità e dalla linea retta che collega il baricentro con il bordo corrispondente dell'area di appoggio. Il significato fisico dell'angolo di stabilità è che è uguale all'angolo di rotazione di cui il corpo deve essere girato per iniziare a ribaltarsi. L’angolo di stabilità mostra in che misura l’equilibrio è ancora ripristinato. Caratterizza il grado di stabilità dinamica: se l'angolo è maggiore, la stabilità è maggiore. Questo indicatore è utile per confrontare il grado di stabilità di un corpo in direzioni diverse(se l'area di appoggio non è un cerchio e la linea di gravità non passa per il suo centro).

La somma di due angoli di stabilità su un piano è considerata come l'angolo di equilibrio su questo piano. Caratterizza il margine di stabilità su un dato piano, cioè determina l'ampiezza dei movimenti del baricentro prima di un possibile ribaltamento in una direzione o nell'altra (ad esempio, per uno slalomista mentre scia, un ginnasta su una trave di equilibrio, un lottatore in posizione in piedi).

Nel caso di equilibrio di un sistema biomeccanico occorre tenere conto di chiarimenti significativi per applicare indicatori di stabilità dinamica.

In primo luogo, l'area dell'effettivo supporto umano non sempre coincide con la superficie del supporto. Nell'uomo, come in un corpo solido, la superficie di appoggio è limitata da linee di collegamento punti estremi supporti (o i bordi esterni di diverse aree di supporto). Ma negli esseri umani, il limite dell'area di supporto efficace si trova spesso all'interno del contorno del supporto, poiché i tessuti molli (piedi scalzi) o gli anelli deboli (falangi terminali delle dita in verticale sul pavimento) non possono bilanciare il carico. Pertanto, la linea di ribaltamento si sposta verso l'interno dal bordo della superficie di appoggio, l'area di supporto effettivo è inferiore all'area della superficie di appoggio.

In secondo luogo, una persona non devia mai tutto il suo corpo rispetto alla linea di ribaltamento (come un cubo), ma si muove rispetto agli assi di qualsiasi articolazione senza mantenere completamente la postura (ad esempio, quando si sta in piedi, c'è movimento nelle articolazioni della caviglia) .

In terzo luogo, quando ci si avvicina alla posizione limite, spesso diventa difficile mantenere la postura e si verifica non solo il ribaltamento del “corpo indurito” attorno alla linea di ribaltamento, ma un cambiamento di postura con una caduta. Ciò è significativamente diverso dalla deflessione e dal ribaltamento di un corpo rigido attorno al bordo di ribaltamento (inclinazione).

Pertanto, gli angoli di stabilità in un equilibrio a stabilità limitata caratterizzano la stabilità dinamica come la capacità di ripristinare l'equilibrio. Quando si determina la stabilità del corpo umano, è anche necessario tenere conto dei limiti dell'area di supporto effettiva, dell'affidabilità del mantenimento della postura fino alla posizione limite del corpo e dell'effettiva linea di ribaltamento.