Nem todos os objetos que encontramos no dia a dia estão sempre em repouso. Um objeto pode estar inicialmente em repouso, mas se for movido, ele pode se deslocar. A questão é se ele retorna ou não à sua posição original após o movimento. Isso depende do movimento. tipos de equilíbrio de objetos naquela.
Se um objeto em repouso sofre uma perturbação (uma força resultante ou um momento de força resultante atua sobre ele), então o objeto se moverá. Após o movimento, haverá três possibilidades: (1) o objeto retorna à sua posição original, (2) o objeto se afasta da sua posição original, (3) o objeto permanece na sua nova posição. Se, após o movimento, o objeto retornar à sua posição original, então o objeto está em repouso. equilíbrio estávelSe, após se mover, o objeto se deslocar ainda mais de sua posição original, então o objeto está em equilíbrio instávelPor outro lado, se após ser movido o objeto permanecer em sua nova posição, então o objeto está em equilíbrio neutro.
Equilíbrio estável
Um objeto inicialmente em repouso, se submetido a uma força ou torque que produza uma força ou momento de força resultante que o desloque, irá se mover. Um objeto está em equilíbrio estável se, após se deslocar, retornar à sua posição original. O objeto retorna à sua posição original devido à presença de uma força ou momento de força resultante.
Exemplo 1 :
Um objeto está suspenso por um fio preso a um suporte. Inicialmente, o objeto está em repouso. Após ser empurrado, o objeto se move e retorna à sua posição original. O centro de gravidade do objeto está no meio do seu corpo, enquanto o fulcro está entre o fio e o suporte.
O objeto retorna à sua posição original devido à força resultante da gravidade na direção horizontal (w).sA tensão na corda (T) e a componente da força gravitacional na direção vertical (w)y) se cancelam mutuamente porque essas duas forças têm a mesma magnitude e direção oposta.
Exemplo 2 :
O objeto está em um vale. Inicialmente, o objeto está parado. Após ser movido, o objeto se desloca para a direita e para a esquerda e, em seguida, retorna à sua posição original. O objeto retorna à sua posição original devido à força gravitacional resultante na direção horizontal (w).x). A componente da gravidade na direção vertical (wyA força (f) e a força normal (N) se cancelam mutuamente porque essas duas forças são iguais em magnitude e opostas em direção.
Exemplo 3 :
Inicialmente, o objeto está em repouso. O centro de gravidade está no centro do objeto e o fulcro está na base do objeto, que está em contato com a superfície plana. Após ser movido para a direita, o objeto é levantado para a direita. Se o centro de gravidade ainda estiver à esquerda do fulcro, o objeto ainda pode retornar à sua posição original devido ao momento resultante da força gravitacional. Nesse caso, o fulcro atua como eixo de rotação.
Por outro lado, se o objeto for movido para a esquerda, ele será levantado para a esquerda. Se a posição Centro de gravidade Se o objeto ainda estiver à direita do ponto de pivô, ele ainda poderá retornar à sua posição original. Em problemas como o exemplo 3, o objeto permanece em equilíbrio estável se, após ser levantado para a direita, seu centro de gravidade não ultrapassar o ponto de pivô. Se, após ser levantado para a direita, o centro de gravidade ultrapassar o ponto de pivô, o objeto continuará se afastando de sua posição original. Nesses casos, o objeto está em equilíbrio instável.
equilíbrio instável
Um objeto está em equilíbrio instável se, inicialmente em repouso, se move devido à força resultante ou ao momento resultante da força que atua sobre ele. Após o movimento, o objeto não retorna à sua posição original, mas se afasta dela.
Exemplo 1.
Um objeto está inicialmente em repouso e então se move devido a uma perturbação (uma força resultante ou torque resultante atuando sobre o objeto). Após o movimento, o objeto continua se afastando de sua posição original. O objeto se afasta de sua posição original porque, após o movimento, o centro de gravidade está à direita do fulcro. Quando o centro de gravidade está à direita do fulcro, há um torque resultante que gira o objeto, afastando-o de sua posição original.
Exemplo 2.
O objeto está inicialmente em repouso no pico. Após ser movido, o objeto continua a se afastar de sua posição original. O objeto se afasta de sua posição original porque há uma componente da gravidade na direção horizontal (w).x).
Equilíbrio neutro
Um objeto está em equilíbrio neutro se, após ser movido por uma perturbação, ele permanece em sua nova posição. O objeto não retorna à sua posição original, nem se afasta dela.
Exemplo 1.
Uma bola inicialmente em repouso sobre uma superfície plana se move devido a uma perturbação. Após parar, a bola permanece em sua nova posição. Ela não retorna à sua posição original nem se afasta dela.
Conclusão
Com base na explicação acima, podemos concluir os seguintes pontos.
PrimeiroSe o centro de gravidade de um objeto estiver abaixo do fulcro, o objeto estará sempre em equilíbrio estável. Por exemplo, um objeto pendurado por uma corda em um suporte.
SegundoSe o centro de gravidade de um objeto estiver acima do fulcro, o equilíbrio do objeto é relativo. Um objeto pode estar em equilíbrio estável ou pode estar instável.
TerceiroO equilíbrio de um objeto também depende de sua forma e tamanho. Objetos mais largos e menos altos são mais estáveis do que objetos mais estreitos e menos largos.
QuartoO equilíbrio de um objeto depende da distância do centro de gravidade ao fulcro. Se o centro de gravidade estiver longe do fulcro, o objeto tende a estar em equilíbrio instável. Por outro lado, se o centro de gravidade estiver próximo ao fulcro, o objeto tende a estar em equilíbrio estável.
