Equilíbrio estático

 O equilíbrio estático ocorre quando um corpo se encontra em repouso e o somatório das forças e do torque envolvido resultam em zero. Ele pode ser classificado de formas diferentes:

• estável, quando o corpo mesmo deslocado retorna à sua posição inicial;

• instável, quando após o deslocamento o corpo não tende a voltar à sua posição inicial;

• indiferente, quando o corpo se movimenta e permanece em equilíbrio independentemente da sua posição.

A maior diferença entre o equilíbrio estático e o equilíbrio dinâmico se dá em relação ao movimento. Enquanto o primeiro está em repouso, o segundo se movimenta uniformemente.

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Resumo sobre equilíbrio estático

• No equilíbrio estático, o resultado da soma do torque e das forças atuantes no corpo é zero.

• O equilíbrio estático pode ser estável, instável ou indiferente.

• No equilíbrio estático, os corpos estão em repouso. Já no equilíbrio dinâmico, eles estão em movimento retilíneo uniforme.

• O equilíbrio estático é regido pela primeira lei de Newton, a lei da inércia.

O que é equilíbrio estático?

O equilíbrio estático acontece quando o corpo está parado, pois as forças sobre ele são de valores iguais, e, portanto, seu somatório é nulo.

Além disso, é necessário que o torque resultante sobre ele também seja nulo, já que o torque determina a tendência da força de provocar uma rotação em torno de um eixo. Caso houvesse uma aceleração ou rotação sobre ele, haveria um desequilíbrio.

Tipos de equilíbrio estático

O equilíbrio estático pode ser de três tipos: estável, instável ou indiferente.

• Equilíbrio estável

Acontece quando o corpo se movimenta, mas retorna à sua posição inicial, também conhecida como posição de equilíbrio. Podemos ver um exemplo na imagem:

• Equilíbrio instável

Acontece quando o corpo se movimenta e tende a se distanciar de sua posição inicial. Podemos ver um exemplo na imagem:

• Equilíbrio indiferente

Acontece quando o corpo se movimenta e continua em equílibrio.  Podemos ver um exemplo na imagem:

Diferença entre equilíbrio estático e equilíbrio dinâmico

O equilíbrio ocorre quando o somatório das forças atuantes sobre o objeto resulta em zero, ou seja, não há nada o empurrando ou o puxando. Assim, de acordo com a primeira lei de Newton, a lei da inércia, se a soma de todas as forças for zero, o corpo continua no estado de repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Em razão disso, o equilíbrio pode ser dinâmico ou estático.

A principal diferença entre o equilíbrio estático e o equilíbrio dinâmico está no movimento do corpo. Se o corpo estiver em repouso, ou seja, parado, ele apresenta equilíbrio estático. Entretanto, se o objeto estiver em movimento retilíneo uniforme, ele possui equilíbrio dinâmico.

Leia também: Conceitos básicos de movimento

Exercícios resolvidos sobre equilíbrio estático

Questão 1

Sabendo que as forças atuantes sobre o bloco em repouso são a normal \(\vec{N}\) e a peso \(\vec{P}\), encontre o valor da força normal, sabendo que a força peso possui \(100\ N\).

Resolução

Como o sistema está em equilíbrio, já que o bloco está em repouso, a força normal tem o mesmo valor que a força peso:

\(\vec{N}=\vec{P}\)

\(\vec{N}=100\ N\)

Questão 2

Um bloco estava sobre uma colina, mas com o tempo e a instabilidade, ele se locomoveu até um novo equilíbrio. Como são chamados os tipos de equilíbrio antes e depois do movimento?

a) Equilíbrio estável, equilíbrio indiferente.

b) Equilíbrio instável, equilíbrio indiferente.

c) Equilíbrio indiferente, equilíbrio estável.

d) Equilíbrio indiferente, equilíbrio instável.

e) Equilíbrio instável, equilíbrio estável.

Resolução

Alternativa B

O bloco se movimentou do equilíbrio instável para o equilíbrio indiferente, ou seja, mesmo que ele continue em movimento, seu equilíbrio é independente da posição.