Written by Tabla de contenidos
El equilibrio de un cuerpo se observa cuando la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él tiene una fuerza neta cero.
Para estar en equilibrio, el objeto debe estar en reposo o moviéndose en la misma dirección con una velocidad constante.
¿Qué es el equilibrio?
En física, el equilibrio ocurre cuando el movimiento de un cuerpo y su energía interna no cambian durante un período de tiempo.
Eche un vistazo al siguiente ejemplo.
El cuerpo que se muestra en la imagen está en equilibrio, ya que las fuerzas que actúan sobre él se anulan entre sí, es decir, hay un equilibrio entre las fuerzas de derecha e izquierda, de la misma forma que las fuerzas de arriba y abajo están equilibradas.
De esta manera, los vectores de fuerza que actúan sobre el objeto, cuando se suman, dan como resultado una fuerza neta igual a cero.
Las condiciones para que ocurra un equilibrio son: velocidad constante y sin aceleración.
clasificación de equilibrio
El equilibrio corporal se puede clasificar en estático y dinámico.
equilibrio estático
El equilibrio estático es un estado estable, cuando el objeto está en reposo sobre una superficie en una posición de equilibrio. Por tanto, la velocidad del objeto es cero.
Ejemplo: una manzana en la mesa.
Las fuerzas verticales que actúan sobre la manzana sobre una superficie plana cuando se suman dan como resultado cero.
La fuerza del peso, P, es la fuerza que ejerce la manzana sobre la mesa. La fuerza normal es la fuerza que la mesa ejerce sobre la manzana, en la misma dirección que la fuerza del peso, pero en la dirección opuesta.
Aprenda sobre el equilibrio estático y dinámico.
balance dinámico
El equilibrio dinámico ocurre cuando la velocidad del objeto es constante. Así, el cuerpo realiza un movimiento rectilíneo uniforme. Al viajar la misma distancia en intervalos de tiempo iguales, la aceleración es cero.
Ejemplo: un coche en la carretera.
Cuando viaja a una velocidad constante en una trayectoria recta, un automóvil está en equilibrio dinámico. Además del peso y las fuerzas normales, también están presentes la fuerza de fricción del aire y la fuerza ejercida por los neumáticos.
Por lo tanto, las fuerzas verticales y horizontales que actúan sobre él, cuando se suman a la fuerza cero resultante.
Aprenda sobre el movimiento rectilíneo uniforme.
Tipos de saldo
El tipo de equilibrio en un cuerpo se puede ver cuando lo movemos y luego lo soltamos para notar la reacción que tiene lugar.
equilibrio estable
El cuerpo desarrolla una fuerza que se opone al desplazamiento aplicado para volver a la posición inicial. Como resultado, el cuerpo se resiste a que lo saquen de su estado actual.
Ejemplo: Esfera suspendida de una cuerda sujeta a un soporte, como un péndulo.
En su posición más baja, el punto A, la esfera está en reposo y, al mover la esfera de la posición A a la posición B, por encima de su posición de equilibrio, la gravedad actuará sobre ella haciendo que vuelva a su posición inicial, debido a que su centro de la gravedad está en su posición más baja.
Equilibrio inestable
Un movimiento externo inicia la producción de fuerzas en el cuerpo que aumentan el desplazamiento, provocando que se alcance un nuevo estado de equilibrio.
Ejemplo: quitando la cuerda y el soporte que sujetaba la esfera y colocándola en un pico, al moverla de esta posición no puede regresar por sí sola, sino que se mueve hasta encontrar otra posición de equilibrio.
equilibrio indiferente
Cuando no hay tendencia a volver al estado inicial o alejarse y desarrollar un nuevo estado de equilibrio, ya que su centro de gravedad no cambia sobre la superficie de apoyo.
Ejemplo: colocando la esfera sobre una superficie plana, independientemente del movimiento realizado, el objeto permanecerá en equilibrio, ya que su centro de gravedad no cambia.
Ejemplos de equilibrio
Observe a continuación las condiciones de equilibrio en diferentes situaciones.
cuerpo mecanico: permanece en la condición de equilibrio, es decir, sin sufrir aceleración, mientras no actúe sobre él ninguna fuerza externa.
Partícula: observamos el equilibrio cuando la suma de los vectores de fuerzas que actúan sobre él es igual a cero.
cuerpo rígido: el equilibrio ocurre cuando el movimiento de rotación es constante, ya que los movimientos de rotación y traslación se consideran en este conjunto de puntos materiales. Por lo tanto, la suma de los vectores de fuerza y par que actúan sobre el cuerpo es nula.
Barra con bisagras: Una barra articulada homogénea permanece en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre ella (peso, tracción y fuerza) son concurrentes.
Vea otros enfoques para el equilibrio leyendo los siguientes textos:
Referencias bibliográficas
FERRARO, NG y SOARES, PAT Física básica – Volumen único. São Paulo: Editorial actual, 1998.
BONJORNO, JR; BONJORNO, RA; BONJORNO, V. y RAMOS, CM Física Fundamental – Volumen único. São Paulo: Editorial FTD, 1999.
