Defina:
d. Equilíbrio translacional (utilize a primeira lei de Newton)
d. Equilíbrio translacional (utilize a primeira lei de Newton)
Passo 1
O que o enunciado pede: definir o que é “equilíbrio translacional” usando a primeira lei de Newton.
Informações relevantes dadas: precisa-se usar a primeira lei de Newton (ou seja, a lei da inércia) como base da definição.
Informações relevantes dadas: precisa-se usar a primeira lei de Newton (ou seja, a lei da inércia) como base da definição.
Passo 2
Lembre da primeira lei de Newton (lei da inércia): ela diz que um corpo livre de forças resultantes ou submetido a forças que se cancelam tende a manter seu estado de movimento. Em linguagem matemática essa ideia se escreve como:
Expliquei cada símbolo:
é a aceleração do centro de massa do corpo;
é a soma vetorial de todas as forças externas aplicadas ao corpo; e
é o vetor nulo (ou seja, componente
em todas as direções).
Passo 3
Transformando a primeira lei numa condição prática: o corpo está em equilíbrio translacional quando a soma vetorial das forças externas é nula. Em componentes isso vira duas (ou três) equações escalares úteis numa prova:
(em 2D; em 3D adiciona-se
). Aqui cada soma significa “some todas as projeções das forças na direção indicada”.
Passo 4
Interpretação física e consequente: se
então a aceleração do corpo é nula,
. Isso implica que a velocidade do centro de massa é constante: o corpo pode estar em repouso (velocidade nula) ou em movimento retilíneo uniforme (velocidade constante diferente de zero). Ambos são casos de equilíbrio translacional — o importante é que não haja aceleração.
Passo 5
Como usar isso na prova (passo a passo prático, tipo receita):
- desenhe o diagrama de corpo livre (represente todas as forças externas aplicadas);
- escolha um sistema de eixos conveniente (por exemplo,
-horizontal e -vertical); - projete cada força nas componentes
e ; - escreva as equações
e ; - resolva o sistema para as incógnitas (forças, reações, tensões, etc.).
Isso evita esquecer forças e facilita álgebra na hora da prova.
Passo 6
Exemplos curtos para fixar (bem mastigados):
- Bloco apoiado sobre uma mesa sem aceleração vertical: forças externas na vertical são o peso
para baixo e a normal para cima. A condição de equilíbrio vertical é
Expliquei: some vetorialmente as forças; como são opostas, somam zero.
- Dois jogadores em cabo-de-guerra puxando com forças horizontais iguais e opostas:
. O resultado é aceleração nula, o time não se move.
Passo 7
Erros comuns (para você não cair neles):
- Confundir forças internas com externas: apenas forças externas entram em
. - Esquecer de projetar corretamente sinais (positivo/negativo) nas componentes.
- Confundir equilíbrio translacional com equilíbrio rotacional: aqui tratamos só da condição de não aceleração linear; torque e somatório de momentos são outra história.
Passo 8
Resumo final e incentivo: na prática, “equilíbrio translacional” é a situação em que não há aceleração linear, e isso se testa checando se a soma vetorial das forças externas é zero. Você consegue montar as equações
,
e resolver — é padrão em praticamente todo exercício de estática/translacional. Força aí, que com treino esses diagramas ficam automáticos!
Resposta
Equilíbrio translacional: situação em que a soma vetorial das forças externas sobre um corpo é nula, isto é,
, o que implica
(velocidade constante, repouso ou movimento retilíneo uniforme).