Equilíbrio de corpos extensos

1. Equilíbrio de corpos extensos Giovanni Ávila

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

3. Momento de uma força (torque) • Unidade SI: N.m • Pode-se usar também: N.cm ou Kgf.m • Lembrando: 1kgf = 9,8 N

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

5. O somatório dos momentos de uma força

6. 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:

7. Exemplo da apostila

8. 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.

9. Centro de gravidade • Ponto onde podemos considerar aplicado o peso total do corpo ou sistema.

10. Centro de gravidade

11. Centro de gravidade

12. 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 imersoem um campo gravitacional uniforme.

13. 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.

14. 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)

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

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

17. Tipos de alavancas • Alavanca interpotente: força potente entre o apoio e a resistência.

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

19. 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.

20. 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.

21. 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.