équilibre (physique)

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Présentation

équilibre (physique), en physique, état de repos d’un système subissant des forces dont les actions s’annulent.

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Types d’équilibre

Un système est dans un état d’équilibre stable si, après avoir été soumis à une petite perturbation extérieure, il est ramené à cet état de vertu des forces qui lui sont appliquées. Par exemple, un pendule pesant est dans un état d’équilibre stable lorsque son centre de gravité se trouve à la verticale et en dessous de son axe de rotation.

L’état d’équilibre d’un système est dit instable si, au contraire, les forces qu’il subit l’éloignent de cet état à la moindre perturbation. Un pendule pesant dont le centre de gravité se trouve à la verticale et au-dessus de son axe de rotation est en état d’équilibre instable.

Un système est dans un état d’équilibre indifférent quand, écarté de cet état, il se stabilise dans sa nouvelle position. Une sphère placée sur un plan horizontal est dans un tel état d’équilibre.

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Équilibre statique

En mécanique, un solide est en équilibre statique si, d’une part, la résultante des forces auxquelles il est soumis est nulle et si, d’autre part, la somme des moments de ces forces est également nulle. La résultante des forces correspond à la somme vectorielle des vecteurs forces. Ce solide n’est dans ce cas soumis à aucune accélération linéaire ou radiale, et demeure dans cet état en l’absence d’une intervention extérieure. Voir Mécanique.

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Équilibre thermodynamique

En thermodynamique, l’équilibre d’un système signifie que ses propriétés macroscopiques (température, pression, etc.) demeurent constantes dans le temps. Cet équilibre correspond à un maximum d’entropie pour une énergie donnée du système : l’entropie du système est inférieure dans tout autre état de même énergie. Voir Thermodynamique.