CURSO: Engenharia Civil DISCIPLINA: Mecânica da Partícula PROFº: MSc. Demetrius Leão 1 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. • FORÇA é todo agente capaz de provocar uma variação de velocidade ou uma deformação de em um corpo, sendo uma grandeza vetorial(Caracteres: Módulo; Direção e Sentido). Condição 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. 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. F2 F1 F3 Gráfico da solução: Decompomos as três forças sobre os eixos x e y: y F3 F3y F2 F3x F1 x Calculando as projeções: No eixo x: F1x = 0 ; (Equilíbrio) F2x = -F2 ; F3x = F3 . cos = F3.0,80 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 -3,0 + 0 + F3.0,60 = 0 F3 = 5,0 N Calculando as projeções: No eixo x: F1x = 0 ; (Equilíbrio) F2x = -F2 ; F3x = F3 . cos = F3.0,80 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 -3,0 + 0 + F3.0,60 = 0 F3 = 5,0 N 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 8 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) 9 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). Fy F d d O O F Fx MF,O = + F y . d = F.d.sen MF,O = + F . d (sentido anti - hor.) MF,O = - F . d (sentido horário). (No S.I. a unidade é N.m.) 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 B F1 C Dados: AB= 1m; F3 BC = CD = 2m. a) Determinar o momento de cada força em relação ao ponto B. b) Calcule o momento resultante em relação ao ponto B e indique o sentido em que a barra gira. Solução: a) MF1,B = + F1 . BA = 4 . 1 = 4 Nm MF2,B = 0 MF3,B = - F3 . CB = - 8 . 2 = - 16 Nm MF4,B = + F4 . DB = 10 . 4 = 40 Nm b) M = MF1,B + MF2,B + MF3,B + MF4,B = 4 + 0 - 16 + 40 = 28 Nm Como M > 0 , a barra gira no sentido anti horário EQUILÍBRIO DE UM CORPO EXTENSO • Condições • 1ª - A resultante de todas as forças que agem sobre o corpo é nula. • R=0 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. Ex:5 Sol 16