O que é necessário para obter o equilíbrio num sistema de forças coplanares - duas dimensões. Apresente as devidas equações.
Passo 1
O enunciado pede as condições necessárias para que um corpo sujeito a várias forças que atuam num mesmo plano (sistema coplanar em duas dimensões) esteja em equilíbrio estático. O conteúdo abordado é a estática de corpos rígidos em 2D e vamos precisar isolar o corpo, desenhar o diagrama de corpo livre, escolher eixos ortogonais
e
, decompor cada força em componentes e usar as equações de equilíbrio de translação e rotação.
Passo 2
Primeiro, faça o diagrama de corpo livre: represente todas as forças
atuando no corpo e escolha um ponto de referência
para calcular momentos. Em seguida decomponha cada força em componentes horizontais
e verticais
, usando trigonometria se necessário.
Passo 3
Aplique a condição de equilíbrio de translação na direção
: a soma de todas as componentes das forças ao longo de
deve ser zero.
Passo 4
Aplique a condição de equilíbrio de translação na direção
: a soma de todas as componentes das forças ao longo de
deve ser zero.
Passo 5
Aplique a condição de equilíbrio de rotação (momento) em relação a um ponto arbitrário
: a soma de todos os momentos das forças em torno de
deve ser zero, adotando convenção de sinais (por exemplo, momentos no sentido anti-horário positivos).