1 – Introdução
A Estática é a parte da Física que estuda corpos em
equilíbrio, como por exemplo: pontes, edifícios, torres, etc. Para tal estudo
teremos que nos preocupar com as condições que garantem, por exemplo, que uma
ponte não se mantenha estática mesmo que tenha que suportar inúmeros carros que
a atravessam. Qual é a “mágica” dessas estruturas que se mantém num equilíbrio fantástico. Por isso mesmo que começamos a desvendar o mundo maravilhoso da
Estática. Dividiremos esse assunto em três seções: (a) Para um corpo permanecer
em equilíbrio estático ele não pode transladar – Resultante das Forças nula;
(b) o corpo também não pode rotacionar – Soma dos momentos deve ser nula; (c)
como essas condições são aplicadas na prática.
2 – Forças sobre um corpo em equilíbrio
Se
observarmos o prédio da CTI em Taubaté, notamos que ele está em equilíbrio
estático, ou seja, está parado em relação ao solo. Do ponto de vista Físico o
que garante isto? Quais são as Forças que agem sobre o prédio?
Ao
fazermos uma análise superficial existem as seguintes forças: Peso (a massa da
estrutura sofrendo ação da gravidade); Normal (reação que o chão realiza sobre
a estrutura do prédio).
Para esse corpo estar em equilíbrio, com
certeza, as duas forças devem ser iguais. Já que se uma fosse maior que a outra
o prédio estaria subindo ou afundando. Evidentemente que esta é uma análise
superficial.
Vamos analisar uma segunda situação e então tira uma
conclusão substancial dos dois casos.
Supondo
agora um homem empurrando uma caixa que não sai do lugar. Por que a caixa não
sai do lugar? Quais as Forças que agem neste momento contribuindo para que a
caixa não sai do lugar? A solução deve ser que a Força que o homem faz deve ser
igual à Força de Atrito entre a caixa e o chão.
Após
observarmos as duas situações notamos que existem algo em comum entre elas. Na
primeira a força para cima (Normal) deve ser igual a força para baixo (Peso) e
na segunda a força para esquerda (Atrito) deve ser igual a força para a direita
(Empurrão do homem). Lembrando o fato de Força ser grandeza vetorial, podemos
dizer que para garantir que um corpo não translade a soma vetorial das forças
deve ser nula.
Exemplos:
(1) No caso abaixo temos apenas forças horizontais para serem analisadas.
Aplicando que a soma das Forças na horizontal e na
vertical devem ser nulas temos que:
F1 = F2
(2) Trações posicionadas de formas diferentes.
No primeiro caso resolvemos como no exemplo anterior. No segundo caso o equilíbrio se faz, pois a tração é igual ao Peso. No terceiro e último caso temos que decompor as forças.
Simulação:
Vídeo:
Lembrando o Conceito de Força
Referências:
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