Equilibri estàtic

Què és l'equilibri?

Quan totes les forces que actuen sobre un objecte estan equilibrades (o sigui, la força neta* és igual a 0) diem que aquest cos està en equilibri.

* : La força neta és la suma vectorial de totes les forces, tenint en compte que les de costats oposats es contraresten.

Quan un objecte està en equilibri, les forces estaran balancejades i per tant, l'acceleració d'aquests haurà de ser de 0 m/s², i la força neta serà de 0. Això ve de la primera llei de Newton de la qual podreu trobar informació a la següent pàgina:

És necessari remarcar que per molt que l'acceleració sigui de 0 m/s², el cos no té per què estar en repòs. Es poden donar dos casos en un cos en equilibri:

  • O bé està en repòs (sense moviment, en equilibri estàtic).
  • En moviment uniforme i constant, amb les forces equilibrades.

L’equilibri estàtic

Els cossos en moviment estàtic (que estan en equilibri o en repòs) han de complir les següents condicions:

  • La suma dels vectors de les forces externes ha de ser igual a zero:

  • Quan aquesta condició es compleix diem que l’objecte està en equilibri translacional. (Sol ens mostra que l’aCM és zero, però, per descomptat, això inclou el cas on l’objecte està sense moviment)
  • La suma del parell de forces extern que exerceixen sobre l’objecte rígid ha de ser igual a zero:

  • Quan aquesta condició es compleix diem que l’objecte està en equilibri rotacional [Sol ens mostra que l’angle (α) del eix és zero, però, un altre cop, això també inclou el cas on l’objecte està sense moviment].
  • Quan les dues condicions es compleixen diem que l’objecte està en equilibri estàtic.

Exemple

Un experiment de física molt comú d'equilibri estàtic, que ens permet mesurar la força neta, consisteix a penjar un objecte amb dues o més cordes i mesurar les forces que s’exerceixen en els angles sobre l’objecte per suportar el seu pes. L'estat de l'objecte s'analitza en funció de les forces que actuen sobre ell. Si l'objecte es troba en equilibri, la força neta que actua sobre el cos hauria de ser de 0 N (Newtons).

Podeu trobar més exemples a:

Ajuda per la resolució de problemes

Per resoldre els problemes d’equilibri estàtic, podem utilitzar aquest procediment:

  1. Primerament determina les forces que actuen sobre el cos, tenint també en compte els altres cossos amb els quals aquest està en contacte, com per exemple suports, parets, pesos, etc.
  2. Dibuixa’t un esquema, amb tota la informació que tinguis, assenyalant les forces amb fletxes el sentit i direcció que tenen (si les sabem), etc.
  3. Apunta’t les equacions per resoldre el problema, així les tindràs presents tota l’estona.
  4. Finalment, resol les equacions.