¿Qué es el equilibrio estático?

El equilibrio estático es un término utilizado en física para describir una situación en la que las fuerzas totales que actúan sobre un objeto en reposo suman cero. En otras palabras, las fuerzas que tiran del objeto en diferentes direcciones se equilibran, haciendo que el objeto permanezca inmóvil. Para que un objeto esté en equilibrio estático, también debe estar en equilibrio traslacional y en equilibrio rotacional, lo que significa que las fuerzas externas y los pares externos que actúan sobre el objeto deben sumar exactamente cero.

En física, las fuerzas de movimiento a menudo se describen en términos de vectores. Un vector es un concepto matemático abstracto utilizado para representar tanto la dirección como la magnitud de una fuerza. Si se tirara una caja a cierta distancia hacia la izquierda, por ejemplo, el vector indicaría tanto la dirección de la fuerza como la distancia a la que se tiraba la caja.

La primera ley de movimiento de Newton establece que un objeto permanecerá a una velocidad constante si la suma de las fuerzas del vector sobre ese objeto es cero. Los objetos en reposo permanecerán en reposo a menos que una fuerza actúe sobre ellos, y los objetos en movimiento también permanecerán a la misma velocidad a menos que actúen. La suma vectorial también se llama fuerza resultante, o fuerza neta.

En un caso de equilibrio estático, las fuerzas actúan sobre un objeto, pero la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre ese objeto es cero. Esto significa que los vectores opuestos se cancelan entre sí exactamente, lo que resulta en una fuerza neta cero sobre el objeto. Aunque las fuerzas están presentes, el objeto permanece inmóvil. Para continuar con el ejemplo dado anteriormente, si la caja se tirara hacia la izquierda y hacia la derecha simultáneamente con exactamente la misma cantidad de fuerza y ​​un par exactamente opuesto, todos los vectores se opondrían exactamente entre sí y la caja no se movería. Estaría en equilibrio estático.

Cuando las fuerzas externas que actúan sobre un objeto se cancelan entre sí, se dice que el objeto está en equilibrio traslacional, la primera condición necesaria para el equilibrio estático. La segunda condición es el equilibrio rotacional. En equilibrio rotacional, el par neto, o fuerza rotacional, que actúa sobre el objeto debe ser cero. Si, por ejemplo, la caja se tira hacia la izquierda y hacia la derecha pero también se gira alrededor de un eje, no estaría en equilibrio estático, ya que el torque podría hacer que se mueva. Se requeriría una fuerza de par igual y opuesta para establecer la caja en equilibrio rotacional.