Qué es el equilibrio estático en química
La estática es la rama de la mecánica que estudia las fuerzas que actúan sobre los cuerpos en equilibrio estático o dinámico. El equilibrio estático es un estado en el que los cuerpos están en reposo; el equilibrio dinámico es un estado en el que los cuerpos se mueven a velocidad constante (movimiento rectilíneo). En ambos casos, la suma de las fuerzas que actúan sobre ellos es nula.
Imaginemos una situación sencilla de un atleta de pie en el suelo (Fig. 5). Hay dos fuerzas que actúan sobre el atleta. La primera es la fuerza gravitatoria sin contacto. Si sólo actuara esta fuerza sobre el atleta, éste se movería hacia abajo con una aceleración de 9,81 ms-2. Como evidentemente no es así, debe existir otra fuerza que provoque el estado de equilibrio estático, para que el atleta esté en reposo. Se trata de la fuerza de reacción del suelo que actúa hacia arriba sobre los pies del atleta.
En el caso de una persona de pie, la fuerza de reacción del suelo actúa hacia arriba sobre el cuerpo humano y, de acuerdo con nuestra convención, tiene dirección positiva. Sin embargo, su magnitud nos es desconocida. La fuerza gravitatoria actúa hacia abajo y, por tanto, tiene dirección negativa.
Ejemplos de equilibrio estático
Decimos que un cuerpo rígido está en equilibrio cuando tanto su aceleración lineal como angular son nulas respecto a un marco de referencia inercial. Esto significa que un cuerpo en equilibrio puede estar en movimiento, pero si es así, sus velocidades lineal y angular deben ser constantes. Decimos que un cuerpo rígido está en equilibrio estático cuando está en reposo en nuestro marco de referencia seleccionado. Obsérvese que la distinción entre el estado de reposo y el estado de movimiento uniforme es artificial, es decir, un objeto puede estar en reposo en nuestro marco de referencia seleccionado, pero para un observador que se mueve a velocidad constante respecto a nuestro marco, el mismo objeto parece estar en movimiento uniforme con velocidad constante. Como el movimiento es relativo, lo que está en equilibrio estático para nosotros está en equilibrio dinámico para el observador en movimiento, y viceversa. Como las leyes de la física son idénticas para todos los marcos de referencia inerciales, en un marco de referencia inercial no hay distinción entre equilibrio estático y equilibrio.
Aquí, la suma es de todas las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo, donde m es su masa y \ (\vec{a}_{CM}\) es la aceleración lineal de su centro de masa (un concepto que discutimos en Momento Lineal y Colisiones sobre el momento lineal y las colisiones). En equilibrio, la aceleración lineal es cero. Si ponemos la aceleración a cero en la ecuación \ref{12.1}, obtenemos la siguiente ecuación:
Qué es el equilibrio estático en anatomía
Los objetos en equilibrio estático son objetos que no se aceleran (ni la aceleración lineal ni la angular). Estos objetos pueden estar inmóviles, como un edificio o un puente, o pueden tener una velocidad constante, como un coche o un camión que se desplaza a una velocidad constante por una carretera recta.
Figura \N(\NIndiceDePágina{1}): (izquierda) Debido a que este edificio de gran altura está inmóvil sin aceleración, los miembros y la estructura general están en equilibrio. Imagen de Jakembradford CC-BY-SA 4.0. (derecha): Suponiendo que este camión mantiene una velocidad y dirección constantes, este camión está en equilibrio porque su velocidad no cambia con el tiempo. Imagen de dominio público de Klever.
La Segunda Ley de Newton establece que la fuerza ejercida sobre un objeto es igual a la masa del objeto por la aceleración que experimenta. Por tanto, si sabemos que la aceleración de un objeto es igual a cero, podemos suponer que la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto es cero. Las fuerzas individuales que actúan sobre el objeto, representadas por los vectores de fuerza, pueden no tener una magnitud cero, pero la suma de todos los vectores de fuerza siempre será igual a cero para los objetos en equilibrio. La estática en ingeniería es el estudio de los objetos en equilibrio estático, y la simple suposición de que todas las fuerzas suman cero es la base del área de la estática en ingeniería.
¿Qué es el equilibrio estático en economía?
Técnicamente, un cuerpo (o estructura) está en equilibrio estático si no se acelera. Esto significa que se mueve a una velocidad constante. ¿Por qué es así? Según la relatividad (Einstein), no es posible saber si un objeto se mueve o no desde el punto de vista de un observador en el objeto si éste se mueve a velocidad constante. Si estás sentado en un tren, moviéndote a velocidad constante, te parece que estás sentado sin moverte (excepto por cualquier bache en la carretera que cambie momentáneamente tu velocidad). Puedes disfrutar cómodamente de una buena taza de café caliente sin derramarlo sobre ti (de nuevo, a menos que te encuentres con un bache). Tú y el café estáis en equilibrio estático.
Si te encuentras con un bache, tu velocidad cambia. Puede que empieces a moverte verticalmente un poco hacia arriba después de golpear el bache y luego hacia abajo de nuevo debido a la gravedad. Un cambio de velocidad siempre está causado por una aceleración. Dentro del tren, puedes saber que tu velocidad ha cambiado porque puedes sentir la aceleración manifestada como una fuerza desequilibrada en tu cuerpo. Esto se debe a que la aceleración, a su vez, siempre está asociada a alguna fuerza desequilibrada (neta) sobre un cuerpo. Otro ejemplo de esto es la experiencia de un pasajero en un coche que acelera. A medida que el coche acelera hacia delante, el pasajero siente una fuerza que le empuja hacia su asiento. Una vez que el coche deja de acelerar y mantiene una velocidad constante, esa fuerza desaparece.
