Introdução à física/Estática

A estática é a parte da física que estuda sistemas sob ação de forças que se equilibram.

De acordo com a segunda lei de Newton, a aceleração destes sistemas é nula.

De acordo com a primeira lei de Newton, todas as partes de um sistema em equilíbrio também estão em equilíbrio. Este fato permite determinar as forças internas de um corpo a partir do valor das forças externas.

De acordo com a terceira lei de Newton, as forças entre dois corpos tem mesmo módulo e direções contrárias. Este fato permite isolar partes do sistema, e verificar as forças internas do sistema, tratando-as como forças entre dois corpos.

EstáticaEditar

  • Equilíbrio:  
  •   no mesmo sentido e direção:  
  •   mesmo sentido e direção opostas:  
  • Forças perpendiculares:  
  • Decomposição de forças:  

Exemplo: the book is on the tableEditar

 

Na figura acima, temos um livro de massa m colocado sobre uma mesa.

Como estamos na Terra, a gravidade está atraindo este livro, então sobre ele existe uma força de módulo mg apontando para baixo.

Para este corpo estar em equilíbrio, precisamos que a soma (vetorial) de todas as forças sobre ele sejam zero. Assim, é necessário que a mesa exerça sobre ele outra força, igual em módulo mas de sentido contrário, ou seja, a força Fn.

Finalmente, pela terceira Lei de Newton, o livro exerce sobre a mesa a força F'n, igual (vetorialmente) ao seu peso mg. A análise terminou aqui, mas, se fôssemos analisar o equilíbrio da mesa, seria necessário entrar com seu peso, e com a força que o solo exerce sobre ela.

Exemplo: corpo em um plano inclinadoEditar

 

Na figura acima, temos um corpo colocado em um plano inclinado. Naturalmente, temos duas forças sendo exercidas sobre ele:

  • Seu peso W = m g, representado vetorialmente como uma seta para baixo
  • A normal da força exercida pelo plano, N, representada vetorialmente como uma seta inclinada para cima e para a esquerda (do observador).

Pela primeira Lei de Newton, para este corpo estar em repouso é necessário que a soma (vetorial) das forças seja zero. Assim, é necessário invocar uma terceira força, F, representada como uma seta para cima e para a direita (do observador).

Esta força não surge do nada: ela é chamada de força de atrito, e também é uma força exercida pelo plano inclinado sobre o corpo.

Ver tambémEditar

A Wikipédia tem mais sobre este assunto:
Estática