Defina corpo rígido. Exemplifique.
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o conceito de corpo rígido na Mecânica e dar um exemplo concreto. Para isso vamos explicar a definição formal baseada na invariança das distâncias entre partículas e, em seguida, mostrar um caso prático.
Passo 2
Um corpo rígido é um sistema de partículas em que, para quaisquer duas partículas
e
, a distância entre elas permanece constante ao longo do tempo. Em notação, se
e
são os vetores posição dessas partículas no instante
, então
Passo 3
Essa condição implica que o corpo não sofre deformações: mesmo que ele se desloque ou gire no espaço, sua forma e tamanho permanecem inalterados. Na prática, dizemos que um corpo rígido tem exatamente seis graus de liberdade — três de translação e três de rotação — em relação a um referencial inercial.
Passo 4
Exemplo prático: uma barra de ferro idealizada é tratada como corpo rígido, pois em escalas usuais sua deformação é desprezível. Quando aplicamos uma força na extremidade, a barra pode deslocar-se ou girar, mas a distância entre quaisquer dois pontos da barra permanece (aproximadamente) fixa.
Resposta
Um corpo rígido é um conjunto de partículas tal que as distâncias entre quaisquer pares de partículas se mantêm constantes ao longo do movimento. Exemplo: uma barra de ferro idealizada como não deformável.