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Equilíbrio de corpos extensos

Giovanni Ávila

Corpo extenso

• Corpo extenso: qualquer objeto que pode girar em torno de seu eixo. (portas, volantes, régua, etc)

Momento de uma força (torque)

• Unidade SI: N.m• Pode-se usar também: N.cm ou Kgf.m• Lembrando: 1kgf = 9,8 N

Exemplo

• Suponha F1=100N, F2=20N e F3=50N. Em que sentido vai girar a barra?

O somatório dos momentos de uma força

Condições de equilíbrio de um corpo extenso

• Para condições em que o corpo pode girar, as condições de equilíbrio são: – equilíbrio de translação:

– equilíbrio de rotação:

• Para um ponto material tínhamos apenas:

0

F

0M

0

F

Exemplo da apostila

Teorema das Três Forças

• Quando um corpo extenso está em equilíbrio estático sujeito a três forças não paralelas, as linhas de ação dessas forças devem passar por um ponto comum.

• As direções de P e N são

facilmente identificadas,

enquanto F é determinada

pelo teorema.

Centro de gravidade

• Ponto onde podemos considerar aplicado o peso total do corpo ou sistema.

Centro de gravidade

Centro de gravidade

Centro de massa

• Momento exercido pelo peso: P=Mg

• Equação para calcular o centro de gravidade. • Centro de gravidade e massa coincidem apenas quando

o corpo está imerso em um campo gravitacional uniforme.

Centro de massa e gravitacional

• Centro de gravidade está relacionado ao momento exercido pela força peso e centro de massa está relacionado com a força resultante.

• No nosso caso estamos mais interessados no centro de gravidade.

Estabilidade do equilíbrio estático

• Estável: corpo retorna a posição inicial.(a)• Instável: corpo não retorna a posição inicial.(b)• Indiferente: corpo é deslocado de sua posição inicial e,

mesmo após ser liberado, não se move.(bola sobre uma superfície horizontal)

Alavancas

• Barra rígida que pode girar em torno de um ponto de apoio.

Tipos de alavancas

• Alavanca interfixa: ponto de apoio entre a potência e a resistência.

Tipos de alavancas

• Alavanca interpotente: força potente entre o apoio e a resistência.

Tipos de alavancas

• Alavanca inter-resistente: resistência entre o ponto de apoio e a força potente.

Tipos de alavancas

• O antebraço é uma alavanca interpotente em que o fulcro está na articulação com o úmero (osso do cotovelo) e a força potente é exercida pelo bíceps.

Exercícios:

• Competência de área 5: Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.

H17: Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo,gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem.

Exercícios

Competência de área 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.H20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.