Defina equilíbrio de uma partícula.
Passo 1
O enunciado pede que definamos o conceito de equilíbrio de uma partícula no contexto da mecânica newtoniana. Para isso, vamos usar a Segunda Lei de Newton, que relaciona a resultante das forças atuantes com a aceleração da partícula.
Passo 2
Segundo a Segunda Lei de Newton, a soma vetorial de todas as forças aplicadas a uma partícula de massa
gera uma aceleração
dada por
Se a partícula está em equilíbrio, ela não sofre aceleração, ou seja,
.
Passo 3
Da condição
segue-se que
isto é, a resultante de todas as forças que atuam na partícula é nula.
Passo 4
Em consequência, a velocidade da partícula permanece constante. Se essa velocidade for zero, falamos em equilíbrio estático; se for não nula (movimento retilíneo uniforme), chamamos de equilíbrio dinâmico.
Resposta
Uma partícula está em equilíbrio quando a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre ela é nula,
de modo que sua aceleração é zero e sua velocidade permanece constante.