forças tridimencionais

Equilíbrio de uma partícula
Objetivos da aula

Introduzir o conceito do diagrama de corpo livre (DCL) para uma partícula. Mostrar como resolver problemas de equilíbrio de uma partícula usando as equações de equilíbrio.

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Condição de equilíbrio de uma partícula

Para manter o equilíbrio, é necessário satisfazer a primeira lei do movimento de Newton:

onde ΣF é a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre a partícula.

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Procedimento para traçar um diagrama de corpo livre
Desenhe o contorno da partícula a ser estudada.
Identifique cada força

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Sistemas de forças coplanares

Para que essa equação vetorial seja satisfeita, as componentes x e y da força devem ser iguais a zero.
Portanto,

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Sistemas de forças coplanares

É importante notar que se a força tiver intensidade desconhecida, o sentido da seta da força no diagrama de corpo livre poderá ser assumido. Nesse caso, é assumido que a força incógnita F atua para a direita a fim de manter o equilíbrio. O verdadeiro sentido da foça F será obtido na resolução. slide 5

Procedimento para análise

Diagrama de corpo livre
Estabeleça os eixos x, y com qualquer orientação adequada.
Identifique todas as intensidades e direções das forças conhecidas e desconhecidas no diagrama.
O sentido de uma força que tenha intensidade desconhecida é assumido. slide 6

Procedimento para análise
Equações de equilíbrio
Aplique as equações de equilíbrio
Como a intensidade de uma força é sempre uma quantidade positiva, então, se a solução produzir um resultado negativo, isso indica que o sentido da força é oposto ao mostrado no diagrama de corpo livre (que foi assumido).

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Sistemas de forças tridimensionais
No caso de um sistema de forças tridimensional, como na figura a seguir, podemos decompor as forças em suas respectivas componentes i, j, k, de modo que ΣFx i + ΣFy j + ΣFz k = 0.

Para satisfazer essa equação é