Conceitue:
Força de ligação
Força de ligação
Passo 1
O enunciado pede que a gente conceitue a força de ligação, que é um conceito de Mecânica (Estática e Dinâmica). Para resolver, vamos lembrar que, em sistemas sujeitos a restrições de movimento, surgem forças que garantem o cumprimento dessas restrições.
Passo 2
Uma restrição pode ser descrita por uma equação geométrica
onde
representa as coordenadas gerais do corpo. A força de ligação é justamente a força que atua sobre o corpo para que essa condição
seja mantida em todo instante.
Passo 3
Em um diagrama de corpo livre, a força de ligação aparece sempre que o corpo está em contato com algo que impede parte de seu movimento livre (por exemplo, uma superfície, um apoio ou um articulador). Ela é também chamada de força de restrição ou força de reação, e se ajusta em intensidade e direção para anular a componente do movimento proibido pela restrição.
Passo 4
Características importantes da força de ligação:
- A direção costuma ser perpendicular à superfície de contato se não há atrito (no caso ideal).
- Em formulações de Mecânica Analítica (p. ex. Lagrange com multiplicadores de Lagrange), ela não faz trabalho virtual sobre movimentos admissíveis (é uma força ideal).
- Exemplos: a força normal de uma base sobre um bloco, a tensão em um fio inextensível, a reação de um apoio engastado.
Resposta
A força de ligação é a força que o elemento de restrição (superfície, fio, apoio etc.) exerce sobre um corpo para garantir que ele obedeça a uma restrição geométrica de movimento; em geral atua na direção que bloqueia o deslocamento proibido e, no caso ideal, não realiza trabalho virtual nas variações compatíveis com a restrição.