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EQUILÍBRIO ESTÁTICO E MOMENTO
AULA Nº 5 (2º/2016) EQUILÍBRIO ESTÁTICO E MOMENTO CURSO: Engenharia Civil DISCIPLINA: Mecânica da Partícula PROFº: MSc. Demetrius Leão
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Página com as aulas e listas de exercícios: “A Física tá complicada?”
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OBJETIVOS DESSA AULA: Conhecer as condições de equilíbrio de um corpo.
Identificar o momento de momento.
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O que é Estática? É a parte da MECÂNICA que estuda o EQUILÍBRIO das partículas e dos sólidos. O estudo da ESTÁTICA inicia-se pelo conceito de FORÇA.
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Relembrando sobre uma Força
FORÇA é todo agente capaz de provocar uma variação de velocidade ou uma deformação de em um corpo, sendo uma grandeza vetorial (módulo, direção e sentido).
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Condições de Equilíbrio de um corpo
Equilíbrio estático – O ponto material está em repouso ( v = 0 ). Equilíbrio dinâmico – O ponto material está em MRU ( v = constante 0 ). Para que um ponto material esteja em equilíbrio, é necessário e suficiente que a RESULTANTE de todas suas forças que agem seja NULA.
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Ex1: Um ponto material P está em equilíbrio (veja fig
Ex1: Um ponto material P está em equilíbrio (veja fig.) sob a ação de três forças coplanares F1, F2 e F3. Sendo F1 = 3,0N, sen = 0,60 e cos = 0,80, determinar a intensidade das forças F2 e F3. F3 F2 F1
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Gráfico da solução: Decompomos as três forças sobre os eixos x e y:
F3y F2 x F3x F1
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Calculando as projeções:
No eixo x: F1x = 0 ; F2x = -F2 ; F3x = F3 . cos = F3.0,80 (Equilíbrio) R x = F1x + F2x + F3x = 0 0 – F2 + F3.0,80 = 0 F2 =4,0 N No eixo y: F1y = - F1= -3,0N F2y = 0; F3y = F3 . Sen = F3.0,60 (Equilíbrio) R y = F1y + F2y + F3y = 0 -3, F3.0,60 = 0 F3 = 5,0 N
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EXEMPLO 2 Um mesmo pacote pode ser carregado com cordas amarradas de várias maneiras. A situação, dentre as apresentadas, em que as cordas estão sujeitas à maior tensão é:
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EX. 3) Um bloco de 5 kg está suspenso por dois fios ideais e inextensíveis como mostra a figura.
Calcule: a) a tração no fio paralelo b) a tração no fio que faz 60º com a horizontal c) a tração no fio que prende o bloco
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EX. 3) Um bloco de 5 kg está suspenso por dois fios ideais e inextensíveis como mostra a figura.
Calcule: a) a tração no fio paralelo (resp: 28,86 N); b) a tração no fio que faz 60º com a horizontal (resp: 57,73 N); c) a tração no fio que prende o bloco (resp: 50 N)
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MOMENTO DE UMA FORÇA (TORQUE)
É uma grandeza vetorial cuja intensidade é igual ao produto entre o módulo da força F e a menor distância d do suporte da força ao ponto de rotação (O). F y F d d F x O O MF,O = + F y . d = F.d.sen F MF,O = + F . d (sentido anti - hor.) MF,O = - F . d (sentido horário). (No S.I. a unidade é N.m.)
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Determinar o momento de cada força em relação ao ponto B.
Ex:4) Uma barra de peso desprezível está sob a ação das forças F1 = 4 N; F2 = 6N; F3 = 8 N e F4 = 10 N (veja figura). F4 F2 D A C B Dados: AB= 1m; BC = CD = 2m. F1 F3 Determinar o momento de cada força em relação ao ponto B. Calcule o momento resultante em relação ao ponto B e indique o sentido em que a barra gira.
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Solução: MF1,B = + F1 . BA = = 4 Nm MF2,B = 0 MF3,B = - F3 . CB = = - 16 Nm MF4,B = + F4 . DB = = 40 Nm b) M = MF1,B + MF2,B + MF3,B + MF4,B = = 28 Nm Como M > 0 , a barra gira no sentido anti horário
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EQUILÍBRIO DE UM CORPO EXTENSO
1ª - A resultante de todas as forças que agem sobre o corpo é nula. R = R x = 0 e R y = 0 .Esta condição faz com que o corpo não possua movimento de translação. 2ª - A soma algébrica dos momentos de todas as forças que atuam no corpo em relação a um ponto é nulo ( M = 0 ). Esta situação faz com que o corpo não tenha movimento de rotação.
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Ex:5
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Sol
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BONS ESTUDOS!
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