Pergunta 3: - No estudo do equilíbrio dos corpos rígidos: é possível transferir uma força sobre sua reta deação? ; é possível transferi-la fora de sua reta de ação? ; como se faz em cada caso? ; justifique.
Passo 1
O enunciado pergunta sobre a transferência de uma força em corpos rígidos, ou seja, se podemos deslocar a força ao longo de sua reta de ação e se podemos deslocá-la para fora dessa reta, e como proceder em cada caso. O conteúdo envolve o princípio da transmissibilidade de forças e a relação entre força, ponto de aplicação e momento.
Passo 2
Para transferir a força ao longo de sua reta de ação, aplicamos exatamente o princípio da transmissibilidade, que diz que uma força
aplicada em um ponto
pode ser deslocada para qualquer outro ponto
que também pertença à mesma reta de ação, sem alterar o efeito sobre o equilíbrio do corpo rígido. Graficamente e matematicamente, mantemos
pois nem o resultado da soma das forças nem os momentos em relação a qualquer ponto se alteram quando a aplicação fica na mesma linha.
Passo 3
Para transferir a força para um ponto
que não esteja na reta de ação original, não basta levar somente
, porque o momento em relação a outros pontos mudaria. Nesse caso, substituímos a força original por uma força paralela
mais um par de forças (um momento livre ou torque)
. Se
é o vetor de
(original) até
, então
Isso garante que tanto a força resultante quanto o momento resultante sejam idênticos ao caso original.
Resposta
– Sim, é possível transferir uma força ao longo de sua reta de ação, aplicando-a em qualquer ponto sobre essa mesma reta sem alterar o equilíbrio (princípio da transmissibilidade).
– Não é possível transferi-la fora da reta de ação sem introduzir uma diferença de momento; para isso, adiciona-se um par de forças (momento) , onde
é o deslocamento entre as retas de ação.
– Não é possível transferi-la fora da reta de ação sem introduzir uma diferença de momento; para isso, adiciona-se um par de forças (momento)