Centro de gravedad y equilibrio de los cuerpos: conceptos fundamentales

Resumen

El documento explica qué es el centro de gravedad de un cuerpo, definido como el punto donde se aplica la fuerza peso. A continuación describe las condiciones de equilibrio de cuerpos suspendidos, distinguiendo equilibrio estable, inestable e indiferente, y las de cuerpos apoyados sobre un plano mediante la base de sustentación.

Puntos clave

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de las fuerzas de gravedad sobre las partes materiales de un cuerpo.
Para que un cuerpo suspendido móvil alrededor de un punto fijo esté en equilibrio, la vertical que pasa por el centro de gravedad debe pasar por el punto de suspensión.
En el equilibrio estable el centro de gravedad está debajo del punto de suspensión (por ejemplo, el péndulo).
En el equilibrio inestable el centro de gravedad está por encima del punto o eje de suspensión (por ejemplo, un bastón sobre su punta).
En el equilibrio indiferente el centro de gravedad coincide con el punto de suspensión.
Un cuerpo apoyado sobre un plano está en equilibrio cuando el peso cae dentro de la base de sustentación.

Ponte a prueba

Centro de gravedad

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.

En otras palabras, el centro de gravedad de un cuerpo es el lugar donde está aplicada la fuerza peso.

Equilibrio de los cuerpos apoyados y suspendidos

Condición de equilibrio de un cuerpo suspendido, móvil alrededor de un punto fijo

Para que un cuerpo móvil alrededor de un punto fijo esté en equilibrio, la vertical que pasa por el centro de gravedad debe pasar también por el punto de suspensión. Con esta condición, el equilibrio puede ser:

Equilibrio estable: El cuerpo vuelve a la posición que tenía originalmente por efecto de la gravedad. En este caso, el centro de gravedad está debajo del punto de suspensión. Ejemplos: el péndulo, la plomada, una campana colgada.
Equilibrio inestable: El cuerpo se aleja de su posición original por efecto de la gravedad. En este caso, el centro de gravedad está por encima del punto o eje de suspensión. Ejemplo: un bastón sobre su punta.
Equilibrio indiferente: Si el cuerpo es movido, queda en equilibrio en cualquier posición. En este caso, el centro de gravedad coincide con el punto de suspensión.

Condición de equilibrio de un cuerpo que descansa sobre un plano

Se alcanza el equilibrio cuando el peso cae dentro de la base de sustentación. Se define como base de sustentación la superficie de apoyo del cuerpo o el polígono que se forma al unir los diversos puntos de apoyo cuando son varios (como en el caso de una silla).

Preguntas frecuentes

¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo?

Es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales del cuerpo. En otras palabras, es el lugar donde está aplicada la fuerza peso.

¿Qué es la base de sustentación?

Es la superficie de apoyo del cuerpo o, cuando hay varios puntos de apoyo, el polígono que se forma al unir esos puntos, como ocurre en una silla.

¿Cuándo está en equilibrio estable un cuerpo suspendido?

Cuando el centro de gravedad está debajo del punto de suspensión, de modo que el cuerpo vuelve a su posición original por efecto de la gravedad. Ejemplos son el péndulo y la plomada.