Equilíbrio

O equilíbrio é uma situação em que obrigatoriamente o somatório das forças resultantes e o momento resultante em uma partícula são iguais a zero. Ele pode ser estável quando o corpo deslocado tem a tendência de retornar à posição inicial, instável quando o corpo deslocado tem a tendência de se afastar da posição inicial e indiferente quando o corpo deslocado permanece na nova posição.

Leia também: Estática — área da Mecânica Clássica responsável por estudar os sistemas de partículas ou de corpos rígidos em estado de equilíbrio

Resumo sobre equilíbrio

• O equilíbrio é uma situação que ocorre quando o somatório das forças resultantes e o momento resultante em um corpo são nulos.
• Ele é um assunto estudado na Estática e pode ocorrer em situações de repouso ou de movimento retilíneo uniforme (MRU ou MU).
• O equilíbrio é aplicado no designer dos sapatos, móveis, automóveis, capacetes.
• O equilíbrio pode ser estático ou dinâmico.
• O equilíbrio é tipificado como estável, instável e indiferente.

O que é equilíbrio?

Estudado na Estática, o equilíbrio de um corpo ou partícula é uma situação que ocorre quando o somatório das forças resultantes e o momento resultante em um corpo são nulos, mesmo que ele esteja em repouso ou descrevendo um movimento retilíneo uniforme (MRU ou MU).

Exemplos de equilíbrio

O equilíbrio é amplamente empregado em nosso cotidiano, em diversas situações, tais como:

• construção de pontes e de viadutos;
• construção de edifícios e de residências;
• construção de automóveis e de aeronaves;
• construção de portas e de janelas;
• anatomia do corpo dos seres vivos;
• designer de sapatos e de móveis.

Classificação do equilíbrio

O equilíbrio é classificado como estático e dinâmico.

→ Equilíbrio estático

Para que um corpo (ou partícula) esteja em equilíbrio estático, é necessário que o corpo esteja em repouso, de modo que a sua velocidade vetorial será constantemente nula, e o somatório das forças que atuam sobre ele também seja nulo.

Um exemplo de equilíbrio estático é um candelabro preso ao teto. Sua posição não varia, e sua velocidade vetorial e a resultante das forças que atuam sobre ele são iguais a zero.

Veja também: Equilíbrio estático — mais detalhes sobre essa situação

→ Equilíbrio dinâmico

Para que um corpo (ou partícula) esteja em equilíbrio dinâmico, é necessário que o corpo descreva um movimento retilíneo uniforme (MRU ou MU), de modo que a sua velocidade será constantemente não nula, e o somatório das forças que atuam sobre ele também seja nulo.

Um exemplo de equilíbrio dinâmico é um foguete movendo-se no espaço com velocidade constante. Sua posição varia, sua velocidade vetorial é diferente de zero e a resultante das forças que atuam sobre ele é zero.

Tipos de equilíbrio

Os tipos de equilíbrio são estável, instável e indiferente de acordo com relação entre o centro de massa e o ponto de equilíbrio.

→ Equilíbrio estável

O equilíbrio estável é aquele em que, se eu deslocar o corpo para uma posição A ou C ou aplicar uma força sobre ele, o centro de massa desse corpo tende a voltar para o ponto de equilíbrio (ponto B), conforme a representação abaixo.

Um exemplo de equilíbrio estável é o brinquedo João bobo, pois, sempre que o mexemos, ele retorna para a posição de equilíbrio.

→ Equilíbrio instável

O equilíbrio instável é aquele em que, se eu deslocar o corpo para uma posição A ou C ou aplicar uma força sobre ele, o centro de massa desse corpo não tende a voltar para o ponto de equilíbrio (ponto B), de modo que, na verdade, ele tende a se afastar ainda mais dessa posição, conforme a representação abaixo.

Um exemplo de equilíbrio instável é quando colocamos uma garrafa equilibrada de ponta-cabeça, pois qualquer mexida na garrafa afastará a garrafa da posição de equilíbrio.

→ Equilíbrio indiferente

O equilíbrio indiferente é aquele em que, se eu deslocar o corpo para uma posição A ou C ou aplicar uma força sobre ele, o centro de massa desse corpo não tende a voltar para o ponto de equilíbrio (ponto B), de modo que, na verdade, ficará parado na posição que o colocar, conforme a representação abaixo.

Um exemplo de equilíbrio indiferente é quando apoiamos uma caixa sobre uma superfície, pois, se mexermos nela, ela não retornará à posição anterior e ficará de repouso na posição colocada.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.