Equilíbrio de Corpo Rígido ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Apresentação em tema: "Equilíbrio de Corpo Rígido ENGENHARIA DE PRODUÇÃO"— Transcrição da apresentação:

1 Equilíbrio de Corpo Rígido ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
FÍSICA I Aula 4 Equilíbrio de Corpo Rígido Prof. Cláudio Soares ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

2 ASSUNTOS ABORDADOS Corpo Rígido Movimento de Translação e Rotação
Condições de Equilíbrio Momento (ou torque) Centro de gravidade Equilíbrio Estável e Instável Tombamento / Deslizamento Exercícios

3 Parte da MECÂNICA que estuda as condições de equilíbrio de um corpo.
ESTÁTICA Parte da MECÂNICA que estuda as condições de equilíbrio de um corpo.

4 CORPO RÍGIDO Corpo rígido é aquele cujas dimensões não são desprezíveis e que suas deformações são desprezíveis quando sujeitos a forças. Na verdade isso é uma idealização, pois todo objeto material sofre alguma deformação como resposta às forças aplicadas externamente.

5 TIPOS DE MOVIMENTO 1 - Translação 2 - Rotação

6 Movimento de Translação
É aquele onde todos os pontos do corpo possuem a mesma trajetória. Movimento de Rotação É aquele onde todos os pontos do corpo giram em torno de um mesmo eixo.

7 B A

8

9 B A

10 B A

11 TRAJETÓRIAS IDÊNTICAS !!! Movimento de Translação
B A Movimento de Translação

12

13 Movimento Misto É aquele onde todos os pontos do corpo giram em torno de um eixo que se encontra transladando.

14 Condições de Equilíbrio
Uma vez que um corpo pode apresentar os movimentos de translação e rotação, é necessário que duas condições sejam satisfeitas: Para impedir a translação Para impedir a rotação

15 Definição de um Sistema de Referência

16 Momento (Torque) de uma Força
É uma grandeza física relacionada com a tendência de giro de um corpo. Unidade no S.I.: N.m F = força (N); d = distância entre o ponto de aplicação da força e o eixo de rotação (m); a = ângulo formado entre os vetores F e d.

17 Momento (Torque) de uma Força

18 O módulo do torque em relação a um eixo é o produto do módulo da força pelo braço de alavanca, que é a distância perpendicular do eixo à linha de ação da força.

19 Momento como Produto Vetorial
O momento exercido pela força F em relação a um ponto de referência O se define como o produto vetorial de d e F:

20 F = 100 N M = F . d . sena 3 m a = 90 ° EXEMPLO M = 100.3.sen90°
M = 300 N.m

21 OBSERVAÇÃO: Para que o MR seja nulo é necessário que o Momento no sentido horário seja igual ao Momento no sentido anti-horário. M = M

22 A barra está em equilíbrio?
F1 = 30kgf = 30.80 2400 = OK!

23 Centro de Gravidade É o ponto de aplicação da força peso de um corpo.
Qual a diferença entre Centro de Gravidade, Centro de Massa e Centro Geométrico?

24 OBSERVAÇÕES A posição do Centro de Gravidade interfere na condição de equilíbrio de um corpo. Quando um corpo está apoiado ou suspenso pelo seu CG ele se encontra em equilíbrio. O CG não precisa estar dentro do corpo.

25 Equilíbrio Estável É aquele onde nem mesmo um pequeno deslocamento provoca o desequilíbrio do corpo.

26 Equilíbrio Estável

27 Equilíbrio Estável

28 O CG está abaixo do ponto de apoio.
EQUILÍBRIO ESTÁVEL CG Apoio O CG está abaixo do ponto de apoio.

29 EQUILÍBRIO ESTÁVEL CG

30 Equilíbrio Instável F P P
É aquele onde um pequeno deslocamento provoca o desequilíbrio do corpo. P P F

31 Corpo apoiado em uma superfície com atrito

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33 Equilíbrio Instável

34 Corpo Desequilibrado

35 TOMBAMENTO

36 R.: Situação B, pois possui o maior momento.
EXERCÍCIO 1 Qual situação é mais favorável para retirar o prego? M = 7.30 = 210 M = = 250 M = = 240 R.: Situação B, pois possui o maior momento.

37 EXERCÍCIO 2 Calcule o valor de x para que o homem consiga equilibrar a barra com o urso do outro lado. Despreze o peso da barra. x 2 m 80 kg 640 kg

38 PURSO . 2 = PHOMEM . x = x x = 16 m

39 EXERCÍCIO 3 Calcule a força exercida pelo bíceps para segurar a bola de 5kgf. = F1 . 4 F1 = 40 kgf

40 EXERCÍCIO 4 Porque se você encostar na parede e levantar o seu pé direito o seu corpo se desequilibra? Porque o seu corpo passa a estar sujeito a um MR, aplicado pelo seu peso em torno do seu pé esquerdo. CG

41 EXERCÍCIO 5 Porque uma grávida anda inclinada para trás? Para que a direção do seu peso passe pelo seu ponto de apoio (os pés). Caso contrário ela cairia para frente. CG

42 EXERCÍCIO 6 Uma escada uniforme está apoiada em uma parede. Qual o valor mínimo do coeficiente de atrito estático na interface escada-chão que impedirá a escada de deslizar?

43 EXERCÍCIO 7 Em estudos sobre a fisiologia dos exercícios é importante determinar o local do centro de massa de uma pessoa, como mostrado na figura. A que distância dos pés da mulher está localizado o seu centro de massa?

44 EXERCÍCIO 8 Uma tábua uniforme de 48N e 3,6m repousa horizontalmente sobre dois cavaletes, conforme a figura. Quais as reações normais exercidas pelos cavaletes sobre a tábua?

45 DESAFIO 1 Uma porteira de 480N está fixada em um mourão por duas dobradiças, conforme a figura. O arame de sustentação está colocado de modo que a componente horizontal da força exercida pela dobradiça superior seja zero. Calcule a componente horizontal da força exercida pela dobradiça inferior e a tração no arame.

46 DESAFIO 2 Uma haste rígida está em equilíbrio estático com uma força horizontal aplicada no seu ponto médio. Despreze o peso da haste. a) determine a tração no cabo, admitindo que a haste não escorregue. b) determine o mínimo e para que a haste não escorregue.