Diagramas de Equilíbrio e de Corpo Livre

Fonte: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA

O equilíbrio é um caso especial na mecânica que é muito importante no cotidiano. Ocorre quando a força líquida e o torque líquido em um objeto ou sistema são ambos zero. Isso significa que as acelerações lineares e angulares são zero. Assim, o objeto está em repouso, ou seu centro de massa está se movendo a uma velocidade constante. No entanto, isso não significa que nenhuma força esteja agindo sobre os objetos dentro do sistema. Na verdade, há muito poucos cenários na Terra em que nenhuma força está agindo sobre qualquer objeto. Se uma pessoa atravessa uma ponte, ela exerce uma força descendente na ponte proporcional à sua massa, e a ponte exerce uma força ascendente igual e oposta sobre a pessoa. Em alguns casos, a ponte pode flexionar em resposta à força descendente da pessoa, e em casos extremos, quando as forças são grandes o suficiente, a ponte pode ficar seriamente deformada ou pode até mesmo fraturar. O estudo dessa flexibilização de objetos em equilíbrio é chamado de elasticidade e se torna extremamente importante quando os engenheiros estão projetando edifícios e estruturas que usamos todos os dias.

1. Observe o equilíbrio em um sistema estático e verifique se a soma das forças e torques é zero. Confirme as constantes de mola k usadas no sistema.

1. Obtenha uma vara de medidor, duas escamas de mola com constantes de mola conhecidas, dois estandes para suspender as nascentes, dois pesos de massas diferentes, e um mecanismo para suspender os pesos da vara do medidor.
2. Segure as duas arquibancadas na mesa, com 1 m de diferença.
3. Coloque as molas nas arquibancadas.
4. Coloque a m

Os resultados representativos para o experimento podem ser encontrados na Tabela 1. A força exercida sobre as duas molas pela massa pendurada são denotadas por suas localizações: esquerda e direita, denotadas pelos subscritores L e R. Uma vez que há duas incógnitas neste experimento, F_Le F_R, duas equações são necessárias para resolver para ...

Todas as pontes estão sob algum estresse, tanto do seu próprio peso quanto do peso das cargas que se movem. Pontes suspensas, como a Golden Gate, são um complexo sistema de objetos sob forças muito pesadas e em equilíbrio. Os cabos que seguram a ponte são elásticos, e sua elasticidade foi considerada quando os engenheiros estruturais projetaram a ponte. Da mesma forma, os arranha-céus têm um complexo sistema de vigas de aço sob tremendas forças, que compõem completamente um sistema rígido em equilíbrio est?...