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Lexikon Physik

Gleichgewicht

Ein Gleichgewicht im engeren Sinne ist der Zustand, in dem die Summe aller auf einen Körper wirkenden Kräfte gleich null ist (Kräftegleichwicht). Heben sich alle angreifenden Drehmomente auf, ist der Körper im Rotationsgleichgewicht (Drehgleichgewicht).

Anmerkung: Ein gleichmäßig rotierender Körper befindet sich nicht im Kräftegleichgewicht, weil sich die Richtung seiner Geschwindigkeit ständig ändert und daher sein Impuls nicht konstant sein kann – aber er ist im Drehgleichgewicht, weil kein Drehmoment angreift und sein Drehimpuls daher konstant ist.

Man unterscheidet drei Arten von Gleichgewicht:

  • Im stabilen Gleichgewicht kehrt der Köprper nach einer kleinen Auslenkung aus der Gleichgewichtslage wieder dahin zurück. Die potenzielle Energie im Schwerefeld hat also ein Minimum, der Schwerpunkt hat die tiefstmögliche Lage und man muss Energie aufwenden, um das Gleichgewicht zu stören.
  • Im labilen Gleichgewicht verlässt der Körper nach einer kleinen Auslenkung die bisherige Gleichgewichtslage und strebt einer neuen Gleichgewichtslage zu. Die potenzielle Energie im Schwerefeld hat ein Maximum, der Schwerpunkt hat die höchstmögliche Lage. Wenn das Gleichgewicht gestört wird, wird Energie frei.
  • Im indifferenten Gleichgewicht kehrt der Körper nach einer kleinen Auslenkung aus der Gleichgewichtslage ebenfaös nicht wieder dahin zurück, strebt aber auch nirgendwoanders hin, sondern bleibt in der neuen Lage, in die er gebracht wurde. Die potenzielle Energie im Schwerefeld ändert sich nicht, der Schwerpunkt wird weder gehoben noch gesenkt. Es ist keine Energie nötig, um das Gleichgewicht zu stören.

    Gleichgewicht - Abbildung 1

Im übertragenen Sinne wird der Begriff Gleichgewicht auch in anderen Gebieten verwendet:

Man spricht vom dynamischen Gleichgewicht, wenn zwei Prozesse sich in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben.

Im chemischen Gleichgewicht kommt es zu keiner Konzentrationsänderung mehr.

Im statistischen Gleichgewicht kommen bei einer großen Zahl von Teilchen ebenso viele hinzu wie verloren gehen.

Im energetischen Gleichgewicht wird ebenso viel Energie aufgenommen wie abgegeben.

Im thermodynamischen Gleichgewicht bleibt die Entropie eines abgeschlossenen thermodynamischen Systems konstant.

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