Equilíbrio de um corpo rígido

O equilíbrio está presente em muitas ações do nosso dia a dia como, por exemplo, quando andamos de bicicleta ou patins, ficamos em pé em cima de uma prancha de surf, quando tentamos andas em uma corda esticada ou quando fazemos algum tipo de construção como paredes, prédios ou pontes.

Na Física são considerados dois tipos de equilíbrio, o equilíbrio estático que determinado pelo corpo em repouso, ou seja, com velocidade nula e o equilíbrio dinâmico em que corpo possui velocidade constante.

Nos dois tipos de equilíbrio temos que a força resultante que atua sobre ele é nula.

Os corpos sobre os quais as forças atuam são considerados como ponto material, o qual suas dimensões são desprezíveis (comprimento, largura e altura) ou corpo extenso, o qual suas dimensões são relevantes e interferem no movimento.

No movimento de rotação o corpo será considerado como corpo extenso e rígido.

Um corpo extenso é chamado de rígido se a distância entre dois quaisquer pontos de seu corpo permaneça fixa, conservando sua forma e tamanho sob aplicação de forças.

Centro de gravidade

Para um corpo extenso rígido estar em equilíbrio, além das forças que atuam sobre ele gerarem uma força resultante nula, é necessário que essas forças estejam todas na mesma direção e no mesmo ponto.

Temos como exemplo um lustre pendurado em um teto, no qual a força de tração aplicada pelo fio equilibra a força peso.

O mesmo acontece quando, por exemplo, temos um surfista e equilíbrio sobre uma prancha. Para que ele fique em equilíbrio, a força que age sobre ele e a força peso devem ser aplicadas na mesma direção e no mesmo ponto, fornecendo assim um força resultante nula.

Você deve estar se perguntando, o que é esse ponto?. Esse ponto é chamado de centro de gravidade que coincide com o centro de massa do corpo, quando o corpo está submetido a ação do campo gravitacional.

Para responder essa pergunta imagine o corpo e que esse corpo é formado por inúmeras partículas  de mesma massa sujeitas a força gravitacional. Temos então que a força peso total do corpo é a soma dos pesos de cada partícula. O ponto de aplicação da força resultante gravitacional é chamado de centro de gravidade, isto é, o ponto de aplicação da força peso total de um objeto.