ESTÁTICA DO PONTO MATERIAL DIVISÕES PEDAGÓGICAS DA FÍSICA: - MECÂNICA (movimentos) - TERMOLOGIA (calor) FÍSICA - ÓPTICA (luz) - ONDULATÓRIA (ondas) - ELETRICIDADE (energia elétrica) - CINEMÁTICA (efeitos) - DINÂMICA (causas) - ESTÁTICA (equilíbrio) ESTÁTICA: É a parte da Física, dentro da Mecânica, que estuda os corpos em equilíbrio. EQUILÍBRIO Um corpo encontra-se em equilíbrio sempre que a aceleração sobre ele for nula. Nessas condições, a resultante das forças aplicadas nesse corpo é nula. ESTÁTICO EQUILÍBRIO FR = 0 a=0 DINÂMICO REPOUSO (V = 0) MRU (V 0) ESTÁTICA DO PONTO MATERIAL FR = 0 DO CORPO EXTENSO FR = 0 MR = 0 PONTO MATERIAL: Um corpo é considerado como um ponto material quando as suas dimensões forem desprezíveis em relação à sua trajetória ou ao local onde ele se encontra. CORPO EXTENSO: Um corpo é considerado como um corpo extenso quando as suas dimensões não forem desprezíveis em relação à sua trajetória ou ao local onde ele se encontra. ESTÁTICA DO PONTO MATERIAL: Para que um ponto material esteja em equilíbrio basta uma única condição: é necessário que a força resultante que atua sobre o ponto seja nula FR = 0 Para resolvermos exercícios relacionados ao equilíbrio de um ponto material podemos utilizar dois conceitos ou duas possibilidades de resolução: Regra do Polígono ou Regra da Poligonal Regra da Decomposição Vamos fazer um exemplo de cálculo, resolvendo-o duas vezes, utilizando um método de cada vez. Teorema de Lamy “Cada força está para o seno do ângulo oposto” F3 F1 F2 F1 Sen = F2 Sen F3 = Sen Exemplo de cálculo: Um objeto de 600 N de peso está pendurado por três cordas, conforme mostra a figura abaixo. Determine o módulo da força que age em cada uma das cordas para que o objeto permaneça em equilíbrio. (Dados: sen = 0,6 e cos = 0,8). . Fio 3 Fio 2 Fio 1 Resolução pela regra do Polígono: 1º passo: Colocar os vetores de modo a formar um polígono. Pode ser em qualquer ordem, desde que não se altere nem o módulo, nem a direção e nem o sentido dos vetores que representam as forças. Fio 3 . Fio 2 Fio 1 T3 T1 = P = 600 N T2 2º passo: Utilizando as relações trigonométricas (seno, cosseno e tangente) ou mesmo o Teorema de Pitágoras, determinamos os valores de T2 e T3. T3 T1 = P = 600 N T2 Utilizando, por exemplo, o conceito de seno de um ângulo, podemos calcular o valor de T3: T sen = 1 T3 0,6 = 600 T3 0,6.T3 = 600 T3 = 1000 N Utilizando, por exemplo, o conceito de cosseno de um ângulo, podemos calcular o valor de T2: cossen T2 = T3 T2 0,8 = 1000 T2 = 1000 . 0,8 T2 = 800 N Resolução pela regra da Decomposição: 1º passo: Criar um plano cartesiano tendo como origem o ponto material. Indicar as forças que agem nos fios e fazer a decomposição daquelas que estão fora dos eixos. y Fio 3 . Fio 2 Fio 1 T3 T3y x T3x T2 T1 Lembrando que: Então podemos escrever que: Fx = F . cos T3x = T3 . cos Fy = F . sen T3y = T3 . sen 2º passo: A força resultante em cada um dos eixos deve ser nula. Portanto, basta igualar a resultante em cada eixo a zero. FRy = 0 FRx = 0 T3y = T1 T3x = T2 T3 . sen = T1 T3 . cos = T2 T3 . 0,6 = 600 1000 . 0,8 = T2 T3 = 1000 N T2 = 800 N Exercícios 1) Um corpo de peso 80 N é mantido em equilíbrio por fios ideais, conforme indica a figura. Determine as intensidades das trações suportadas pelos fios AB E AC. A 60° 30° B C 2) O Sistema da figura encontra-se em equilíbrio. Determine as trações T1 e T2 nos fios AB E AC, respectivamente. O peso do corpo é 20N. 45° 90° C A B 3) A mola representada na figura está em equilíbrio, na posição horizontal, tem constante elástica k = 2000 N/m e peso desprezível. O corpo suspenso pesa 500 N. Calcule: a) A deformação da mola. b) A intensidade da força tensora no fio.