Equilibrio

En Física, la idea de equilibrio es recurrente, sin embargo, no existe una definición aplicable a todos los contextos de la Física. En Dinámica, la definición amplia de equilibrio sería aquél estado de movimiento (vector velocidad) que perdura en el tiempo, y por tanto es estacionario. La Cinemática nos dice que en este estado estacionario el móvil no está acelerado (MRU). El reposo o estado estático es un caso particular de equilibrio, más restrictivo a priori. En sentido estricto, la Física es incapaz de distinguir entre un estado estático o estacionario (aceleración nula), al depender del estado de movimiento del sistema de referencia empleado. La invarianza del estado de movimiento se puede ampliar a la rotación (MCU), refiriéndose a un equilibrio dinámico donde no existe un origen de tiempos.

Para los movimientos o fenómenos que ocurren alrededor de una posición o configuración de equilibrio, como en los elásticos, el equilibrio es una referencia imprescindible. Así, en el sistema muelle-masa colgante, es posible escribir la energía potencial total tomando como referencia el equilibrio como una energía potencial elástica en términos de elongación, sin aparentemente considerar la gravitatoria.

Existen diferentes tipos de equilibrio, estático en este caso, que la Dinámica de fuerzas y torques no permite distinguir. Pensemos en un tronco de cono y en las diferentes formas que somos capaces de colocarlo sobre una mesa. Veremos que existen hasta cuatro posiciones del tronco de cono con diferente facilidad para volcar (cambiar de estado de equilibrio). Una es indiferente a cualquier perturbación que pretenda volcar el tronco de cono. Otra posición es muy sensible y las otros dos son más resistentes, aunque con diferente grado de resistencia al vuelco. Esto refleja la (meta)estabilidad del sistema: la resistencia a permanecer en equilibrio, que en muchas ocasiones es igual de importante que el propio equilibrio. La Física de fuera del equilibrio, entendida como el estudio de los procesos o fenómenos irreversibles, es muy compleja.