Equilibrio hidrostático – definición, conceptos, ejemplos – Física

1 – CONCEPTOS INICIALES: En física, la palabra equilibrio puede tener dos significados. Decir que un cuerpo está en equilibrio es lo mismo que:

• Está libre de fuerzas que actúan, por lo que el equilibrio se llama estático. Estar libre de fuerzas que actúan significa que el cuerpo está en reposo.
• Es bajo la acción de una o más fuerzas, de modo que la fuerza resultante es nula y, por lo tanto, el equilibrio se llama dinámico. Si la fuerza neta es nula, entonces el cuerpo está en movimiento recto uniforme (MRU).

2 – EQUILIBRIO HIDROSTÁTICO: Dado que la Hidrostática es el área de la física dedicada al estudio de los fluidos que se encuentran en equilibrio, por lo tanto, el equilibrio hidrostático se obtiene cuando un sistema físico que contiene uno o más fluidos está libre de fuerzas actuantes (en este caso, el sistema físico está en reposo) o cuando la fuerza neta que actúa sobre el sistema es nula (en este caso el sistema físico está en MRU).

Un ejemplo muy interesante se encuentra dentro de los cuerpos celestes como las estrellas. Las estrellas están compuestas por gases y, a grandes rasgos, su fuente de energía se obtiene mediante la fusión nuclear de compuestos químicos presentes en los gases. Entonces, dentro de las estrellas hay una fuerza que tiene sentido hacia afuera, mientras que afuera de la estrella hay una fuerza gravitacional que intenta comprimirla (esta situación está representada en la Figura 1). Por tanto, dentro de las estrellas, durante la mayor parte de sus vidas, existe un equilibrio hidrostático entre estas fuerzas, es decir, la fuerza resultante es nula. Con el tiempo, el combustible de las estrellas se agota, por lo que la fuerza gravitacional vence a la fuerza nuclear y la estrella comienza a comprimir su tamaño hasta colapsar. En esta situación se viola el equilibrio hidrostático.

Figura 1: Equilibrio hidrostático entre las fuerzas presentes en las estrellas.

Referencias:

BONJORNO, José Roberto; BONJORNO, Regina Azenha; BONJORNO, Valter; CLINTON, Márcio Ramos. Historia de la física y todos los días. São Paulo: Editora FTD, 2004, volumen único.

HEWITT, Paul G. Física conceptual. Porto Alegre: Editorial: Bookman, 2011, 11º. ed. v. único.