安定平衡構造の安定性

平衡状態のシステムは、中立、安定、または不安定です。

中立平衡では、システムがわずかにずれている場合、システムは新しい位置で平衡状態を保ちます。この時点では、その位置エネルギーは一定のままです。

安定平衡状態では、システムがわずかに変位すると、システムは元の位置に戻ります。このようなシステムは、その最小位置エネルギーにあります。

不安定な平衡状態では、小さな変位の後、システムは元の平衡位置から遠ざかり、その位置エネルギーは最大になります。

実験室の概略的なトラスに小さな重りが負荷され、わずかに変形するとします。ウェイトを取り外すと、トラスは元の位置に戻ります。このシステムは安定平衡状態にあります。

トラスが両側に均等に荷重がかかると、トラスはわずかに変位し、新しい位置に留まります。つまり、中立平衡状態にあるのです。

一方の端の荷重と支持が取り除かれると、システムは元の位置から離れ、不安定な平衡状態になります。

平衡状態での安定性の決定は、安定した構造を設計するために不可欠です。