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 \mathbf{F} aplicada em um ponto A pode ser deslocada para qualquer outro ponto B que também pertença à mesma reta de ação, sem alterar o efeito sobre o equilíbrio do corpo rígido. Graficamente e matematicamente, mantemos
\mathbf{F}_A \;\equiv\;\mathbf{F}_B,
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 C que não esteja na reta de ação original, não basta levar somente \mathbf{F}, porque o momento em relação a outros pontos mudaria. Nesse caso, substituímos a força original por uma força paralela \mathbf{F}_C mais um par de forças (um momento livre ou torque) \mathbf{M}. Se \mathbf{r} é o vetor de A (original) até C, então
\mathbf{F}_A \;\equiv\; \bigl(\mathbf{F}_C,\;\mathbf{M}\bigr), \quad \mathbf{M} \;=\;\mathbf{r}\times\mathbf{F}.
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) \mathbf{M}=\mathbf{r}\times\mathbf{F}, onde \mathbf{r} é o deslocamento entre as retas de ação.

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