Exercícios Resolvidos de Estabilidade

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Enunciado

Descreva os 3 diferentes tipos de equilíbrio de um corpo parcialmente submerso em um fluido. Quais as condições para que eles aconteçam?

Passo 1

Esse exercício é de teoria e essa parte é importante para resolver as questões de estabilidade. Agora é A hora de fixar isso. Opa! 😉

Vimos na teoria que temos 3 tipos de equilíbrio: o estável, o instável e o indiferente.

O que significa um equilíbrio estável? Significa que se por algum motivo, o equilíbrio do corpo for perturbado por uma pequena variação de força, então o corpo irá voltar para sua posição original, assim que essa perturbação for retirada.

O equilíbrio estável é o que geralmente queremos, pois ele garante que mesmo que venha algo ali incomodar um pouquinho o equilíbrio, as coisas vão voltar ao que eram antes quando essa perturbação sair (exemplo da figura: a bolinha volta pra onde era estável!)

Ok! E o equilíbrio indiferente? Esse tipo de equilíbrio é interessante porque se tiver essa pequena perturbação, então o corpo ainda ficará em equilíbrio. PORÉM, chamamos de equilíbrio indiferente pois após essa perturbação, o corpo vai para outra posição de equilíbrio.

Perturbou? Mudou. Equilíbrio continua, mas de outra forma. Indefere a perturbação, o corpo fica em equilíbrio. Não podemos chamar de estável, pois não volta pra mesma situação de equilíbrio. :I

Finalmente, o equilíbrio instável! Geralmente, nós fugimos desse tipo de equilíbrio. Como o nome já diz, ao invés de estabilidade, temos instabilidade. E por que nesse caso isso não é bom? Pois uma pequena perturbação causa a retirada desse corpo da condição de equilíbrio. Por exemplo, um navio poderia afundar.

Se uma perturbaçãozinha já pode afundar o navio, porque chamamos isso de equilíbrio instável?? Bem, para estar em equilíbrio, basta que a resultante das forças no corpo seja zero. No equilíbrio instável, o equilíbrio em si fica sujeito a não existir mais se uma pequena perturbação for aplicada. Por isso, não é almejado. ☹

Passo 2

Quais as condições para que elas aconteçam?

Vimos na teoria que:

No equilíbrio estável, a altura metacêntrica (GM) é maior que zero, ou seja, o metacentro está acima do centro de gravidade do corpo.

No equilíbrio instável, a altura metacêntrica (GM) é menor que zero, isto é, o metacentro está abaixo do centro de gravidade do corpo.

No equilíbrio indiferente, a altura metacêntrica (GM) é igual a zero, ou seja, o metacentro coincide com o centro de gravidade do corpo.

Resposta

O equilíbrio estável é aquele que apesar de uma pequena variação de força o equilíbrio irá se recuperar quando a força for retirada. Condição: G M   >   0

O equilíbrio indiferente é aquele que se uma pequena perturbação for aplicada, então outra posição de equilíbrio será atingida. Condição: G M =   0

O equilíbrio instável é aquele equilíbrio em que uma pequena perturbação retira o corpo da condição de equilíbrio. Condição: G M <   0

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