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Equilíbrio de corpos extensos
Giovanni Ávila
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Corpo extenso
• Corpo extenso: qualquer objeto que pode girar em torno de seu eixo. (portas, volantes, régua, etc)
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Momento de uma força (torque)
• Unidade SI: N.m• Pode-se usar também: N.cm ou Kgf.m• Lembrando: 1kgf = 9,8 N
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Exemplo
• Suponha F1=100N, F2=20N e F3=50N. Em que sentido vai girar a barra?
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O somatório dos momentos de uma força
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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
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Exemplo da apostila
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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.
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Centro de gravidade
• Ponto onde podemos considerar aplicado o peso total do corpo ou sistema.
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Centro de gravidade
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Centro de gravidade
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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.
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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.
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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)
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Alavancas
• Barra rígida que pode girar em torno de um ponto de apoio.
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Tipos de alavancas
• Alavanca interfixa: ponto de apoio entre a potência e a resistência.
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Tipos de alavancas
• Alavanca interpotente: força potente entre o apoio e a resistência.
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Tipos de alavancas
• Alavanca inter-resistente: resistência entre o ponto de apoio e a força potente.
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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.
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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.
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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.