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F18 - Estática dos Sólidos (Estática do Corpo Extenso (Torque ou momento…
F18 - Estática dos Sólidos
Conceito
Estuda o equilíbrio de um corpo sólido, o equilíbrio aqui será apenas o equilíbrio estático
Corpo Sólido
Pode ser de 2 tipos
Ponto Material
As dimensões não influenciam no problema
Corpo Extenso
As dimensões são relevantes para o equilíbrio
Estática do Ponto Material
Você vai decompor as forças que agem na horizontal e igualar a soma das que "puxam o corpo" para a direita à soma das forças que "puxam o corpo" para a direita. Após, irá fazer a mesma coisa para as forças verticais
Quando um ponto material está em equilíbrio, os vetores que representam as forças que agem sobre ele devem formar um polígono fechado
Associação de Roldanas ou Polias
Basta lembrar que a força de tração no fio, representada pela força F, manter-se-á constante ao longo do mesmo fio ideal, lembre-se ainda de que a polia está em equilíbrio
Regra das Polias móveis
F = P / 2n
Estática do Corpo Extenso
A estática de um corpo desses será avaliada de acordo com as mesmas condições de equilíbrio de um ponto material acrescida e uma outra condição, aqui teremos três condições de equilíbrio
Torque ou momento de uma força
Torque
É uma grandeza vetorial que é fruto de um produto vetorial entre os vetores força e posição em relação à um ponto fixo
Fórmula do Módulo
M fo = F . d . sen0
Onde
d
Distância do ponto de aplicação ao eixo de rotação
sen0
Seno do ângulo entre a força e o vetor posição (distância)
F
Módulo da força
Quando a força for perpendicular à distância, a fórmula se reduz a
M fo = F . d
Ângulo igual a zero
Do ponto de vista puramente matemático, podemos dizer que o seno do ângulo será igual a zero e o momento será nulo
Unidade de Torque
É o N . m
Pois o torque é fruto de uma multiplicação (vetorial) entre força e distância
Condições de Equilíbrio de um Corpo Extenso
Para que um corpo extenso esteja em equilíbrio, são necessárias duas condições
A força resultante sobre o corpo deverá ser nula
Condição de equilíbrio rotacional
Afinal de contas um corpo extenso pode girar em torno de um eixo, e ele não estará em equilíbrio caso gire
"a soma de todos os momentos das forças que fazem o corpo girar no sentido horário deve ser igual à soma de todos os momentos das forças que fazem o corpo girar no sentido anti-horário"
Binário
Ocorre quando duas forças de mesmo módulo e sentidos opostos, porém no mesmo sentido de giro, são aplicadas em pontos distintos de um corpo extenso, provocando um momento resultante no corpo que é dado pela soma dos momentos
M fo = 2 . F . d
É muito comum em equipamentos de veículos o uso do binário
Para soltar o parafuso da roda é mais fácil usar o binário com as duas mãos que usar apenas uma mão, o que lhe solicitará o dobro da força para atingir o mesmo torque resultante do binário
Teorema das Três Forças
"sempre que três forças forem aplicadas em um corpo, e este mantiver-se em equilíbrio, as três forças serão concorrentes em um ponto, seja dentro ou fora do corpo"