11.11
אם מיקומה של מערכת מוגדר על ידי משתנה בלתי תלוי אחד, יש לה מידה אחת של חופש. לאחר מכן ניתן לשרטט את פונקציית האנרגיה הפוטנציאלית שלו כנגד משתנה זה.
כאשר המערכת מגיעה לשיווי משקל, שיפוע הפונקציה במיקום זה הוא אפס.
ניתן לחקור את יציבות תצורת שיווי המשקל באמצעות הנגזרת השנייה של פונקציית האנרגיה הפוטנציאלית ביחס למשתנה.
אם הנגזרת השנייה חיובית, האנרגיה הפוטנציאלית היא מינימלית, והמערכת נמצאת בתצורת שיווי משקל יציבה.
לעומת זאת, אם הנגזרת השנייה שלילית, האנרגיה הפוטנציאלית היא מקסימלית. משמעות הדבר היא תצורת שיווי משקל לא יציבה.
אם הנגזרת השנייה היא אפס, יש להעריך נגזרים מסדר גבוה יותר.
אם הנגזרת הראשונה שאינה אפס חיובית ויש לה סדר זוגי, תצורת שיווי המשקל יציבה.
לחלופין, אם הנגזרת הראשונה שאינה אפס היא שלילית ויש לה סדר אי-זוגי או זוגי, היא אינה יציבה.
אם כל הנגזרות מסדר גבוה יותר הן אפס, המערכת השיגה שיווי משקל נייטרלי. כאן, פונקציית הפוטנציאל-אנרגיה נשארת קבועה סביב מצב שיווי המשקל.
בהנדסת מכונות, מערכות של דרגת חופש אחת מהוות בסיס למגוון רחב של רכיבים חשמליים ומכניים. באמצעות מודלים אלה, מהנדסים יכולים לחזות את ההתנהגות של חלקים…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.