Równowaga (mechanika)

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

Badaniem stanów równowagi zajmuje się dział fizyki zwany statyką.

Dla bryły sztywnej znajdującej się w polu grawitacyjnym, wyróżnia się następujące stany równowagi oraz warunki ich występowania^[2]:

równowaga trwała (stabilna) – ma miejsce wtedy, kiedy środek ciężkości bryły jest położony w najniższym możliwym punkcie, a przy jej wychyleniu z tego położenia powstaje składowa siły ciężkości powodująca powrót bryły do jej położenia pierwotnego^[3]. W tym położeniu energia potencjalna układu ma najmniejszą wartość^[4].
równowaga nietrwała (chwiejna) – ma miejsce wtedy^[5], kiedy przy wychyleniu bryły powstaje składowa siły ciężkości wypychająca ją ze stanu równowagi^[4];
równowaga obojętna – ma miejsce wtedy, gdy energia potencjalna ma taką samą wartość we wszystkich położeniach bryły, a przy jej wychyleniu z położenia równowagi, jej energia potencjalna nie zmienia się^[4];
równowaga metastabilna (metatrwała) – ma miejsce wtedy, kiedy bryła zajmuje położenie, w którym energia potencjalna osiąga lokalne minimum (bryła otoczone jest barierą potencjału). Przy wytrąceniu bryły z położenia równowagi niewielką siłą, powraca ona do położenia pierwotnego, natomiast przy wytrąceniu większą, siłą bryła znajduje nowe położenie równowagi o mniejszej energii potencjalnej lub zachowuje się tak, jak w przypadku równowagi chwiejnej.