Capítulo 06. Equilíbrio de Corpo Extenso

1. Momento de uma Força

Quando aplicamos uma força a um corpo extenso podemos:

–  deformá-lo;

–  deslocá-lo num movimento de translação;

–  provocar um movimento de rotação;

– ocasionar a ocorrência de mais de um dos fenômenos acima.

Estudemos o caso em que, devido à ação da força, o corpo tende a sofrer rotação.

À capacidade apresentada por uma força de acarretar movimento de rotação em um corpo extenso denominamos torque ou momento da força. Apesar de ser uma grandeza vetorial podemos dar-lhe um tratamento escalar, tendo em vista haver somente duas possibilidades de sentido de rotação no plano (horário ou anti-horário; ou ainda para a direita ou para a esquerda), bastando para tanto que adotemos um dos sentidos convencionalmente como positivo.

Como a capacidade de uma força de fazer um corpo girar independe da existência de outras forças, vejamos o exemplo abaixo, representando uma tábua pregada a uma mesa horizontal, podendo girar livremente em torno do prego, solta e sujeita à ação de uma força também horizontal.

Olhando de cima, podemos caracterizar as grandezas que permitem medir a capacidade que a força tem de fazer a tábua girar, ou seja, o momento dessa força.

O ponto P (centro de rotação) é denominado pólo, a distância d do pólo à linha de ação da força é denominada braço da força.

Definimos o momento escalar ( M ) da força em relação ao pólo P como:



 

O sinal do momento M depende do sentido de rotação convencionado previamente como positivo. No exemplo da figura anterior, se houvéssemos adotado o sentido anti-horário como positivo, o momento da força seria positivo, pois ela tende a girar a tábua no sentido anti-horário.

Quando a linha de ação da força passa pelo pólo, o momento é nulo, pois nesse caso o braço (d) é zero.

A unidade de momento no Sistema Internacional de Unidades é o newton vezes metro (N · m).

Uma situação especial a que um corpo pode estar sujeito é o caso de termos duas forças paralelas (de mesma direção), mesma intensidade, sentidos opostos, mas com linhas de ação não coincidentes. Nesse caso, esse sistema de forças, denominado Binário ou Conjugado, tem a capacidade de fazer o corpo girar.


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Capítulo 06. Equilíbrio de Corpo Extenso

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