Cuando un equilibrio es un equilibrio estático: 9 hechos

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Este artículo se basa en hechos sobre cuándo un equilibrio es un equilibrio estático, por qué un sistema en equilibrio es equilibrio estático y cómo.

Cuando todos los componentes de un sistema permanecen en reposo y la fuerza neta que actúa sobre cada partícula de ese sistema es cero, se puede decir que el sistema está en equilibrio estático. Un sistema alcanza el equilibrio estático cuando está en reposo o moviéndose en una dirección uniforme. movimiento.

En caso de equilibrio estático, todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo en particular se utilizan para equilibrarse entre sí. Esta es la razón por la cual el cuerpo no se mueve y se mantiene rígido.

Si tomamos un ejemplo de un puente suspendido, podremos ver que todas las fuerzas que actúan sobre el puente en la dirección hacia arriba se equilibran con las fuerzas que actúan en la dirección hacia abajo.

¿Cuándo está un sistema en equilibrio estático?

Esto es para describir cuando un equilibrio es un equilibrio estático. Se puede decir que un cuerpo está en equilibrio estático si continúa su movimiento uniforme de traslación o rotación uniforme o si está en reposo. Si consideramos el marco de referencia de un cuerpo, entonces se puede decir que si el cuerpo no se mueve ni gira, entonces el cuerpo está en equilibrio estático en ese marco de referencia particular.

Aparte de eso, hay dos condiciones que son necesarias para obtener el equilibrio estático de un cuerpo. Están:

  • Si la suma de todas las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo es cero, entonces ese cuerpo está en equilibrio estático.
  • Si se mantiene la condición de que el momento de torsión externo neto de ese cuerpo es cero, se dice que el cuerpo está en equilibrio estático.
cuando un equilibrio es un equilibrio estático
Equilibrio estático de Wikipedia

¿Por qué un sistema está en equilibrio estático?

Hay una serie de razones por las que un equilibrio es un equilibrio estático. Entonces, la primera razón es si un cuerpo se mantiene en reposo. Significa que si una fuerza actúa sobre ese cuerpo para mantenerlo en movimiento, entonces se aplica otra fuerza para detener su movimiento. Por eso está en reposo.

Si las aceleraciones lineales o angulares son cero en el caso de un cuerpo, entonces está claro que el cuerpo se mueve en movimiento lineal uniforme o movimiento circular uniforme, respectivamente. Aparte de esto, puede estar en reposo. Significa que el cuerpo está en un estado estacionario.

¿Cómo es un sistema en equilibrio estático?

Un ejemplo muy común para describir cómo un sistema está en equilibrio estático es cuando un cuerpo se mantiene en reposo sobre una superficie horizontal. En realidad, aquí se cumple la condición principal del equilibrio estático, que dice que si dos fuerzas iguales actúan sobre el mismo cuerpo y en dirección opuesta, entonces el cuerpo está en equilibrio estático.

Hay dos fuerzas que actúan sobre ese cuerpo. La primera fuerza trata de poner ese cuerpo en movimiento, mientras que la segunda fuerza es la fuerza de fricción que actúa entre la superficie horizontal y ese cuerpo en la dirección opuesta para resistir su movimiento.

Un atleta que está en reposo también puede tomarse como ejemplo de equilibrio estático. Su rigidez es el resultado de dos fuerzas que actúan sobre el atleta. Entonces, hay dos fuerzas que actúan sobre el cuerpo de ese atleta. La primera fuerza es la fuerza gravitatoria sin contacto y la segunda es la fuerza de reacción que actúa en dirección opuesta a la fuerza gravitatoria.

La fuerza gravitacional que es el peso de ese atleta actúa en dirección hacia abajo, mientras que la fuerza de reacción aplicada por el suelo sobre el que está parado el atleta está en dirección hacia arriba. Estas dos fuerzas son iguales y opuestas. Por lo tanto, el atleta está en reposo. ∑F=0 donde ∑F es la suma de estas dos fuerzas.

¿Cómo saber si un equilibrio está en equilibrio estático?

Hay una serie de condiciones que debe cumplir un cuerpo para que pueda denominarse como un cuerpo en equilibrio estático. Si un cuerpo mantiene todas estas condiciones, entonces se puede decir que está en equilibrio estático. Las condiciones son:

  • La suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo debe ser cero. ∑F=0
  • La suma de todos los pares externos que actúan sobre el cuerpo debe ser cero. ∑τ=0 donde ∑τ es la suma de los pares externos que actúan sobre el cuerpo.
  • El momento lineal del cuerpo debe ser cero.
  • La aceleración lineal y la aceleración angular deben ser cero.

Estas condiciones son satisfechas por todas las estructuras más grandes que son edificios, puentes, etc., por lo tanto, son ejemplos de un sistema en equilibrio estático.

¿Cuándo un cuerpo rígido está en equilibrio estático?

Cuando un cuerpo rígido permanece en equilibrio estático, se vuelve indeformable por naturaleza. Las fuerzas que actúan sobre ese cuerpo no son de naturaleza concurrente. La condición más importante que debe cumplirse es que la suma de todas las fuerzas debe ser cero y la suma de los momentos de las fuerzas también debe ser cero.

¿Qué significa que algo esté en equilibrio estático?

Hay una serie de cosas que se pueden concluir de un sistema que está en equilibrio estático. Están:

  • La suma de todas las fuerzas que actúan sobre el sistema es cero en todas las direcciones. ∑Fx=0, ∑Fy=0, ∑Fz=0 (en el caso de un sistema tridimensional)
  • La suma de los pares externos que actúan sobre el cuerpo es cero en todas las direcciones. ∑τx=0 ,∑τy=0 ,∑τz=0
  • El momento lineal del sistema es cero.
  • La aceleración lineal y angular del sistema es cero.

Describir un escenario cuando un sistema está en equilibrio estático

Podemos tomar el ejemplo de un balance de torque. Hay un fulcro que da soporte a la viga horizontal dentro de un balance de torsión. En los dos lados del fulcro se deben unir masas. Si la viga horizontal permanece rígida o no gira, el sistema permanece en equilibrio. Si la viga permanece en el nivel, entonces el sistema está balanceado.

Conclusión

Este artículo se basa completamente en diferentes hechos relacionados con el equilibrio estático, como cuando un sistema está en equilibrio estático, por qué se puede decir que un sistema está en equilibrio estático, cómo un sistema obtiene el equilibrio estático, ejemplos de equilibrio estático, etc.

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