Antes de iniciarmos nosso estudo sobre o equilíbrio mecânico, precisamos saber de que tipo de corpo trata-se. Existem duas possibilidades: ponto material e corpo extenso. Cada tipo de objeto tem suas condições específicas de equilíbrio. Vejamos quais são:
Equilíbrio do ponto material
Qualquer partícula que tenha dimensões mínimas e que, portanto, podem ser desprezadas é considerada um ponto material. Este apenas pode sofrer o movimento de translação e, para atingir o equilíbrio, precisa satisfazer apenas uma condição: a somatória das forças que atuam sobre ele deve ser igual a zero. Essa condição pode ser escrita matematicamente como:
ΣF = 0
Equilíbrio do corpo extenso
O corpo extenso é constituído por um conjunto de pontos materiais. Para estudar o equilíbrio desses corpos, devemos considerar que ele seja rígido e que, portanto, não sofra deformações. Os corpos rígidos podem ter movimento de translação e de rotação. Para que o seu equilíbrio seja estabelecido, existem duas condições:
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Para que o corpo esteja em equilíbrio de rotação, a soma algébrica dos momentos de todas as forças atuantes no corpo deve ser igual a zero:
ΣM = 0
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O equilíbrio de translação ocorre quando a somatória das forças que atuam sobre o corpo extenso também é igual a zero. A descrição matemática é a mesma utilizada para o equilíbrio do ponto material.
A condição geral para o equilíbrio mecânico é que a força resultante que atua sobre uma partícula ou sobre um sistema seja igual a zero.
Obedecendo a essas condições, o equilíbrio mecânico pode ser classificado de duas formas:
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Equilíbrio estático: quando o corpo em equilíbrio está em repouso;
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Equilíbrio dinâmico: quando o corpo está em movimento uniforme, ou seja, com velocidade constante.
Tipos de equilíbrio
Para definir o tipo de equilíbrio de um corpo, devemos considerar a tendência que esse corpo tem de retornar à sua posição original. Assim, o equilíbrio pode ser classificado em três tipos:
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Equilíbrio estável: ocorre quando um corpo é deslocado da sua posição de equilíbrio e, ao ser abandonado, retorna a sua posição inicial. Observe a figura:
A figura mostra uma esfera em equilíbrio estável. Caso ela seja ligeiramente afastada dessa posição, quando abandonada, ela retornará -
Equilíbrio instável: Se o corpo for afastado da sua posição de equilíbrio, ao ser abandonado, ele tenderá a afastar-se ainda mais da posição inicial:
Se a esfera da figura for deslocada da posição em que se encontra, ela afastar-se-á mais ainda dessa posição
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Equilíbrio indiferente: Se o corpo for afastado da sua posição de equilíbrio, ele permanecerá em equilíbrio em sua nova posição:
Ao afastar a esfera da sua posição inicial, ela continuará em equilíbrio em sua nova posição
