La posición del centro de gravedad de un objeto afecta a su estabilidad. Cuanto más bajo sea el centro de gravedad (G), más estable será el objeto. Cuanto más alto sea, más probable será que el objeto se vuelque si es empujado. Los coches de carreras tienen centros de gravedad muy bajos para poder tomar las curvas rápidamente sin volcar.
Aumentar el área de la base también aumentará la estabilidad de un objeto, cuanto más grande sea el área más estable será el objeto. Los jugadores de rugby se colocarán con los pies bien separados si están de pie y esperan ser placados.
Los siguientes diagramas muestran que la posición del centro de gravedad es importante en el volcado. Cuanto más alto sea el centro de gravedad, más probable será que un objeto vuelque si se inclina.
Los autobuses deben probarse para comprobar que no vuelcan aunque el piso inferior esté vacío y el superior esté lleno de gente.
Estabilidad escolar de vehículos con centro de gravedad bajo y alto
Para ver una animación de la estabilidad de los coches, haz clic en el enlace de la animación.El siguiente conjunto de diagramas (Figura 4) muestra un coche que se inclina en ángulos cada vez mayores hasta que finalmente se volcará.
En la Figura 4(a) el coche está plano sobre la carretera. En la figura 4(b) el coche está inclinado pero porque la línea vertical que pasa por el centro de gravedad está dentro de la caja del coche y así el coche vuelve a caer a nivel. Pero en la figura 4(c) la línea vertical del centro de gravedad cae fuera de la base y por eso el coche vuelca.
Animación de la estabilidad de los coches
Para ver una animación de la estabilidad de los coches haz clic en el enlace de la animación.
El efecto del tamaño de la base se muestra en los tres taburetes de la figura 5. Los centros de gravedad de todos los taburetes están a la misma altura sobre el suelo, pero como el taburete (c) tiene una base mucho más pequeña, se vuelca si todos se inclinan con el mismo ángulo, mientras que los otros dos taburetes vuelven a una posición nivelada. Observa que el centro de gravedad no está dentro del material del taburete.
¿Cuál crees que es el taburete más seguro para utilizar en un laboratorio?
Balanceo y equilibrio
Si un objeto está en equilibrio, es decir, si está equilibrado, entonces si se aplica una fuerza al objeto, éste se inclinará, se volcará o rodará.
Estas tres condiciones se conocen como:
(a)equilibrio estable (se inclina y luego vuelve a la posición original)
(b)equilibrio inestable (se inclina y luego se cae)
equilibrio neutro (rueda)
Estable – el centro de gravedad se eleva al inclinarse
Inestable – el centro de gravedad baja al inclinarse
Neutral – el centro de gravedad se mantiene al mismo nivel si se empuja
Las imágenes de la figura 7 muestran por qué no es buena idea ponerse de pie y luego inclinarse en una embarcación pequeña. El alto centro de gravedad de las personas de pie hace que sea demasiado fácil volcar la embarcación.
Para ayudarnos a mantener el equilibrio podemos variar la posición de nuestro propio centro de gravedad moviendo los brazos y el cuerpo para evitar que nos caigamos.
Encontrarás que la estabilidad es importante en los siguientes ejemplos:
Diseño de coches y autobuses
Ruedas de coches – se colocan pequeños pesos de plomo en la llanta para que la rueda se equilibre en cualquier posición
Animales recién nacidos
Diseño de muebles
Raíces de tablones en árboles de la selva
El objetivo es dar una base amplia y/o un centro de gravedad bajo y, por tanto, estabilidad.
La posición del centro de gravedad también es importante en el equilibrio en los siguientes ejemplos:Pesos de contrapeso para equilibrar la carga en una grúa
Caminar con cuerda floja
Gimnasia y otros deportes, etc.