Równowaga (mechanika)

Równowaga w mechanice – stan układu mechanicznego, w którym wszystkie punkty układu pozostają w spoczynku względem wybranego układu odniesienia^[1].

Badaniem stanów równowagi zajmuje się dział fizyki zwany statyką.

Dla brył sztywnych znajdujących się w polu grawitacyjnym, wyróżnia się następujące stany równowagi oraz warunki ich występowania^[2]:

równowaga trwała (stabilna) – ma miejsce, kiedy środek ciężkości jest położony w najniższym możliwym punkcie, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości względem punktu podparcia lub zawieszenia powodujący jego powrót do położenia pierwotnego^[3], w którym to położeniu energia potencjalna ma najmniejszą wartość^[4].
równowaga nietrwała (chwiejna) – ma miejsce, kiedy środek ciężkości znajduje się powyżej punktu podparcia^[5], a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości wychylających je w taki sposób, że przemieszcza się ono, zmniejszając swoją energię potencjalną, do momentu osiągnięcia równowagi trwałej (stabilnej), kiedy energia potencjalna osiąga najmniejszą wartość^[4].
równowaga obojętna – ma miejsce wtedy, gdy energia potencjalna ma taką samą wartość we wszystkich położeniach ciała, a przy odchyleniu ciała względem położenia równowagi, energia potencjalna nie zmienia się^[4].
równowaga metastabilna (metatrwała) – ma miejsce wtedy, kiedy ciało zajmuje położenie, w którym energia potencjalna osiąga lokalne minimum (ciało otoczone jest barierą potencjału). Przy wytrąceniu ciała z położenia równowagi niewielką siłą, powraca ono do położenia pierwotnego, natomiast przy wytrąceniu większą siłą ciało znajduje nowe położenie o mniejszej energii potencjalnej.