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Tecnologia de Projeto I – 1 o Ciclo de Mecânica MECÂNICA TÉCNICA – parte - 1 ESTÁTICA Estática é uma das partes da mecânica que estuda as forças e as condições necessárias para o seu equilíbrio. FORÇA É qualquer causa capaz de produzir ou modificar o estado de repouso ou de movimento de um corpo. As características de uma força são: a) ponto de aplicação b) direção ou reta de ação c) sentido d) intensidade A unidade de medida de força é: *No Sistema Técnico é o kilograma-força [ kgf ] *No Sistema Internacional é Newtons [ N ] *Veremos com maior detalhes em Dinâmica na pagina 48 Trabalharemos com força no Sistema Técnico [ kgf ] Graficamente é representada por um segmento de reta orientado chamo por vetor. reta de ação Temos: ponto de aplicação intensidade 0 1 2 3 4 kgf escala das forças sentido Módulo (Intensidade): 8 kgf (a cada um Centímetro corresponde a 1 kgf em escala) Direção: Horizontal Sentido: da esquerda para a direita Duas ou mais forças constituem um sistema de forças, sendo que cada uma delas é chamada COMPONETES. No caso em que as forças tem um mesmo ponto de aplicação ou se encontram num mesmo ponto depois de prolongadas, recebem o nome de forças CONCORRENTES. Se agem numa mesma reta de ação são chamadas forças COINCIDENTES. 2 COMPOSIÇÃO DE FORÇAS COINCIDENTES Todo sistema de forças coincidentes pode ser substituído por uma única força, chamada resultante, que produz o mesmo efeito das componentes. A resultante terá a mesma reta de ação das componentes, com intensidade e sentido igual à soma algébrica das componentes. F2 PROBLEMAS Caso 1 Caso 2 F1 R F1 F2 1-) Calcular a resultante das forças F1 = 15Kgf e F2 = 10Kgf de mesmo sentido. 2-) Calcular a resultante das forças F1 = 15Kgf e F2 = 10Kgf de sentidos contrários. 3-) Calcular a resultante das forças F1 = 5Kgf, F2 = 8Kgf e F3 = 7Kgf aplicadas no bloco em figura. F2 F1 F3 4-) Dizer para que lado a corda irá se deslocar ao ser aplicado os pesos P1 = 8Kgf, P2 = 4Kgf e P3 = 6Kgf no sistema abaixo. argola P1 2 P P3 F2 R F1 F2 F1
Tecnologia de Projeto I – 1 o Ciclo de Mecânica PROBLEMAS PROPOSTOS 1-) Dizer para que lado o bloco irá se deslocar e calcular a resultante: 1 kgf 2-) Calcular a resultante do sistema cujas forças têm todas a direção norte-sul com as seguintes intensidades e sentidos: (Resp.: 700Kgf para o norte) P1 = 500Kgf (sentido norte) P2 = 400Kgf (sentido sul) P3 = 200Kgf (sentido sul) P4 = 800Kgf (sentido norte) 3-) Num bloco agem as seguintes forças: F1 = +6Kgf, F2 = -4Kgf, F3 = - 5Kgf, F4 = +1Kgf. Calcular a resultante e dizer o sentido do movimento do bloco. Adotar o sinal positivo como sendo o sentido da direita para a esquerda. (Resp.: R = -2Kgf para a direita) 4-) Um balão a gás, que consegue exercer uma força para cima de 100Kgf, está suspendendo uma carga de 40Kgf. Se for acrescentada uma sobre-carga de 75Kgf, qual será o sentido do movimento do balão e com que força se fará este movimento? (Resp.: para baixo, com uma força de 15Kgf) 5-) Calcular a força F para equilibrar as forças aplicadas no bloco da figura abaixo. (Resp. F = 30 kgf) F1 = 10kgf F F2 = 15kgf F3 = 40kgf F4 = 5kgf COMPOSIÇÃO DE FORÇAS CONCORRENTES Todo sistema de forças concorrentes pode ser substituído por uma única resultante que produz o mesmo efeito, se esta substituir aquelas. A resultante pode ser determinada gráfica ou analiticamente. I - RESULTANTE DE DUAS FORÇAS CONCORRENTES Graficamente: é determinada pela diagonal do paralelogramo construído sobre as retas que representam as forças componentes. Esta é a chamada regra do paralelogramo. REGRA DO PARALELOGRAMO α ϕ F1 F2 R12 3 Analiticamente: a intensidade e a direção da resultante podem ser calculadas pelas seguintes fórmulas: 2 2 R12 = F1 + F2 + 2.F1.F2 .cosα PROBLEMAS F2 .senα tgϕ = F + F .cosα 1 1-) Determinar gráfica e analiticamente a intensidade e a direção da resultante das forças concorrentes F1 = 40Kgf e F2 = 60Kgf que formam um ângulo α igual a 45º. 2-) Calcular gráfica e analiticamente a intensidade e a direção da resultante das forças F1 = 60Kgf e F2 = 80Kgf, perpendiculares. 3-) Calcular a resultante das forças F1 = 70Kgf e F2 = 40Kgf que formam um ângulo α igual a 130º. 2
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