四、稳定性概念

1．摆的平衡与稳定

单摆  摆受到干扰外力F的作用后，如果干扰外力F消失，单摆在经历左右几次衰减震荡运动后，会逐渐减弱，直至停止，回到平衡状态（图1—44）。摆的这种性能，叫做稳定。

倒摆  当倒摆处于静止的平衡状态时(图1—45（a）)，在右侧外力F的干扰作用下，摆倒向左侧，且不会重新立起来（图1—45（ｂ））。倒摆的这种性能，叫做不稳定。

人们常常提到“稳定”，比如物价稳定、情绪稳定、生产运行稳定、卫星在轨飞行稳定等。究竟什么是稳定呢？以物价稳定为例，某物品的价格绝对一点不变才叫稳定吗？显然不是。

稳定指的不是状态绝对不变，而是指受干扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，此为稳定；不能回到原有平衡状态，为不稳定。

技术试验

1、用手轻触一下单摆，观察单摆运动的情况。

2、用手从右侧轻触处于平衡状态的倒摆，观察倒摆运动的情况。

比较两者的不同。

试一试

仔细观察一下倒摆的结构，摆杆与底座是怎样连接的？倒下后，它为什么不能恢复原状？我们可以采用什么办法，使它能自动恢复原状？动手试一试。

2．结构稳定的含义

稳定性和强度一样，都是物体结构的重要性质。比如，一个棚室结构建造成以后，虽然其承荷载情况很好，强度满足了要求，但是在受到干扰作用后会发生倾斜移动，表明这个棚室结构在稳定性方面不能满足要求。又比如，单杠的立柱埋入地下不牢固，只是对杠体的支撑不稳，在使用时会摇来摆去，严重时甚至翻到。一般情况下，稳定性不好的结构，不会被使用。

不倒翁是一种典型的稳定性结构。不论从什么方向去推它一下，它的身形虽然倾斜摆动，但摇晃几下后，终会恢复原状态；即使一时将它翻到，即一时失稳，只要解除对它的扰动，它还会回到原状态。

结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。或者说，结构的稳定性指的是结构抵抗失稳的能力。

问题思考

江河的堤坝，横断面都是建成上窄下宽的梯形结构，它的稳定性好。想一想，能不能将堤坝的横断面做成其他形状呢？