Mecânica geral

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2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

De acordo com a primeira lei de Newton, sabemos que um corpo está em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme se a resultante das forças que atuam sobre ele é nula. Nesse caso dizemos que o corpo está em equilíbrio, que por sua vez pode ser estático, quando o corpo está em repouso; ou dinâmico, quando o corpo está em movimento. O ponto P, da figura abaixo, está sujeito a ação de três forças.

Esse ponto encontra-se em repouso.

Podemos dizer que esse ponto encontra-se em equilíbrio estático, pois satisfaz a equação:

É importante dizer que deve ser feita a soma vetorial de cada uma das forças, e transformar essa equação vetorial em equação escalar.

Se as forças atuantes no ponto material forem coplanares, transforma-se a equação vetorial da soma das forças em duas equações escalares, projetando-se as forças sobre os eixos cartesianos ortogonais X e Y. Sendo assim, as condições de equilíbrio do ponto material são estabelecidas de forma que a adição algébrica das projeções de todas as forças na direção do eixo X for igual a zero: F1X + F2X + F3X = 0 e o mesmo é válido para o eixo Y: F1y + F2y + F3y = 0

A projeção será positiva se o seu sentido coincidir com o sentido do eixo, e será negativa se seu sentido for contrário ao sentido do eixo. A projeção será igual a zero quando a força tiver direção perpendicular ao do eixo.

Na figura podemos observar que as forças F2 e F3 estão na direção dos eixos Y e X, respectivamente, e a força F1 forma um ângulo Ө com o eixo X. Como vemos na figura:

3. OBJETIVOS

• Representar vetorialmente a força;

• Determinar a força equilibrante de um sistema de forças colineares;

• Calcular a força resultante de duas ou mais forças utilizando o método analítico e o geométrico;

• Verificar as situações de equilíbrio vetorial dos experimentos executados.

4. MATERIAL UTILIZADO

01 Painel metálico multifuncional;

01 escala angular pendular acrílica 0 a 360 graus;

02 fios de poliamida de 0,22m com anéis;

03 dinamômetros de fixação magnética;

02 fios de poliamida de 0,13m com anéis;

5. PARTE EXPERIMENTAL

5.1. De inicio observamos se o dinamômetro estava zerado;

5.2. Em seguida, calibramos os três dinamômetros magnéticos no ponto zero e o fixamos no painel;

5.3. Posicionamos os dois dinamômetros superiores de modo a formarem um ângulo de 120° entre si. O mesmo processo foi feito com os ângulos de 90° e 60°;

5.4. Movimentamos o dinamômetro inferior até conseguir o seu alinhamento