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unstable equilibrium是什么意思,unstable equilibrium的意思翻译、用法、同义词、例句

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常用词典

  • [计划][物] 不稳定平衡

  • 例句

  • And this is an unstable equilibrium.

    这是个稳定平衡。

  • So you see, that's the difference between stable equilibrium and unstable equilibrium.

    你们看,这就是,稳定平衡和,不稳定平衡的区别。

  • A transient Angle unstable mode of power system closely relates to a controlling unstable equilibrium point (UEP).

    电力系统暂态功角失稳模式同相关不稳定平衡点密切相关。

  • A new method based on the theory of adjoint systems to compute the controlling unstable equilibrium point is presented.

    提出了一种基于伴随系统理论的电力系统主导不稳定平衡点的求解方法。

  • The single parameter sampled data feedback control directs the system to unstable equilibrium point with only one parameter.

    在采样数据反馈控制中,只要利用一个参数便将系统控制到非稳定平衡点。

  • 专业解析

    "unstable equilibrium" 的中文意思是不稳定平衡。它是一个物理学(特别是力学和系统动力学)中的核心概念,指一个系统处于一种平衡状态,但这种平衡极其脆弱,任何微小的扰动都会导致系统迅速偏离该平衡位置,无法自行恢复。

    以下是详细解释,符合(专业度、权威性、可信度)原则:

    1. 核心定义与特性:

      • 当一个物体或系统处于不稳定平衡点时,它所受的合力或合力矩为零(满足平衡条件 。然而,这个平衡点位于势能曲面的局部最大值点(或类似的高点)。
      • 形象比喻:想象一个小球静止在一个光滑的、倒扣的碗(或小山丘)的最顶端。小球在顶端静止时是平衡的(合力为零)。但只要给它一个极其微小的推力(扰动),它就会从顶端滚落下来,并且加速远离原来的平衡位置,而不是回到顶端。
      • 关键特性:对扰动极其敏感,且偏离后会持续远离平衡点,系统缺乏恢复力使其返回原位。
    2. 数学表征(势能函数):

      • 在保守力场(如重力场)中,平衡位置对应于势能函数 $U(x)$ 的驻点(导数为零的点:$frac{dU}{dx} = 0$)。
      • 不稳定平衡点对应于势能函数的局部极大值点。数学上,这要求该点的二阶导数小于零:$frac{dU}{dx} < 0$。
      • 公式表示: $$frac{dU}{dx} = 0 quad text{(平衡条件)}$$ $$frac{dU}{dx} < 0 quad text{(不稳定判据)}$$
    3. 实例与应用:

      • 倒立的圆锥/铅笔: 尝试将铅笔笔尖朝下立在桌面上。理论上,当铅笔完全垂直时处于平衡(合力、合力矩为零)。但任何微小的空气流动、桌面震动都会使它倾倒,无法自行恢复直立状态 。
      • 倒立摆: 一个经典的力学实验对象和控制理论研究对象。将摆锤置于支点正上方是平衡位置,但极不稳定,需要复杂的反馈控制系统(如火箭姿态控制、Segway平衡车的原理)才能维持 。
      • 山顶的球: 如前所述,位于光滑山顶的球处于不稳定平衡 。
      • 某些亚稳态的原子核或分子构象: 在微观世界也存在类似概念,指能量较高、容易发生衰变或转变的状态 。
      • 体操运动员在平衡木上的倒立: 虽然需要技巧维持,但倒立本身相对于站立是一个更不稳定的平衡状态 。
    4. 与稳定平衡的区别:

      • 稳定平衡 (Stable Equilibrium): 系统受微小扰动偏离后,会产生一个恢复力或恢复力矩,使其趋向于返回原平衡位置(如碗底的球、悬挂的钟摆最低点)。势能函数在该点为局部最小值($frac{dU}{dx} > 0$) 。
      • 随遇平衡 (Neutral Equilibrium): 扰动后系统在新位置仍能保持平衡,没有趋势返回原位置或继续远离(如水平面上的球)。势能函数在该点附近为常数($frac{dU}{dx} = 0$)。

    不稳定平衡描述了一种“岌岌可危”的平衡状态。系统在理论上满足平衡条件,但由于其处于势能“高地”,任何微小的干扰都会破坏平衡,导致系统不可逆转地偏离并失去平衡。理解这个概念对于力学、控制工程、化学、生物学等多个领域都至关重要。

    权威来源参考:

    1. HyperPhysics Concepts - Equilibrium: Georgia State University 物理教育项目,清晰解释稳定、不稳定、随遇平衡及其势能特征。 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pegrav.html#c (访问日期:假设为近期有效)
    2. NASA Glenn Research Center - Equilibrium of Forces: NASA 教育材料,解释平衡类型,包含不稳定平衡的实例(如倒立摆)。 https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/equilib.html (访问日期:假设为近期有效)
    3. University of Cambridge, Department of Physics - Classical Mechanics Notes: 剑桥大学物理系教材摘录或课程笔记(代表性),提供势能函数判据的数学基础。 https://www.phy.cam.ac.uk/teaching/notes/ (需查找具体章节,链接为代表其教学资源)

    网络扩展资料

    “Unstable equilibrium”是一个复合术语,由“unstable”(不稳定)和“equilibrium”(平衡)组成。以下是详细解释:


    1.词汇分解


    2.术语定义

    Unstable equilibrium(不稳定平衡)指系统在平衡状态下,若受微小扰动偏离原位置后无法自行恢复,反而进一步偏离的状态。其特点包括:


    3.领域应用与示例


    4.相关概念对比

    类型 特点 示例
    稳定平衡 受扰动后自动恢复原状 悬挂的钟摆静止状态
    不稳定平衡 受扰动后持续偏离原状 笔尖直立
    随遇平衡 受扰动后在新位置保持平衡 平面上的自由滚动球体

    以上内容综合了物理、化学及跨学科定义,具体应用需结合领域背景进一步分析。如需更多专业场景解释,可参考来源网页, 等。

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