Estática

Prévia do material em texto

Universidade Do Estado Do Pará 
Centro De Ciências Naturais e Tecnologia 
Bacharelado Em Engenharia Ambiental e 
Sanitária 
 
Alfredo Ricardo 
Adenilson Cruz 
Anderson Júnior 
Daniel Monteiro 
Felipe Silva 
Mayara Conde 
Kaio Dantas 
Ronildo lira 
 
 
Estática 
 
CASTANHAL- PA 
2023 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E TECNOLOGIA 
Engenharia Ambiental e Sanitária 
Rua Pedro Porpino 
68745- 000 Castanhal - PA 
 
 
Alfredo Ricardo 
Adenilson Cruz 
Anderson Júnior 
Daniel Monteiro 
Felipe Silva 
Mayara Conde 
Kaio Dantas 
Ronildo Lira 
 
 
 
 
 
ESTÁTICA 
 
 
 
Trabalho apresentado a disciplina 
Mecânica aplicada, do curso de 
Engenharia Ambiental E Sanitária da 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ 
– como requisito parcial para aprovação 
na disciplina, sob a orientação do prof.º 
Elzelis Muller da Silva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CASTANHAL 
2023 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho a todo o curso de Engenharia 
ambiental e sanitária da Universidade do Estado 
do Pará, corpo docente e discente, a quem fico 
lisonjeado por dele fazer parte. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus pelo dom da vida, pela ajuda e proteção, pela sua força e presença 
constante, e por me guiar à conclusão de mais uma preciosa etapa de minha vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A unidade é a variedade, e a variedade na unidade é 
a lei suprema do universo. 
 (Isaac Newton)
Resumo 
 A estática é um ramo da mecânica que estuda o comportamento de corpos 
em equilíbrio, ou seja, corpos que não estão se movendo ou girando. Esse estudo 
envolve a análise das forças que atuam sobre esses corpos, incluindo a força peso, 
a força normal, a força de atrito e as forças de tração e compressão. A estática é 
fundamental para a análise de estruturas, como edifícios e pontes, para determinar 
se elas são capazes de suportar as cargas a que estão sujeitas. As leis de Newton 
são a base da estática e são usadas para calcular a força resultante em um objeto. 
O momento de uma força também é importante na estática, pois permite que sejam 
analisados os efeitos de forças que não estão diretamente aplicadas ao objeto, mas 
que atuam sobre ele indiretamente. Em resumo, a estática é um campo essencial 
para a engenharia e outras áreas que lidam com a análise de corpos em equilíbrio. 
 
Palavras chaves: Corpos em equilíbrio, Análise de forças, Análise de estruturas e As 
leis de Newton 
 
Abstract 
 Statics is a branch of mechanics that studies the behavior of bodies in 
equilibrium, that is, bodies that are not moving or rotating. This study involves the 
analysis of the forces that act on these bodies, including the weight force, the normal 
force, the friction force, and the tensile and compressive forces. Statics is 
fundamental to the analysis of structures, such as buildings and bridges, to 
determine if they are capable of withstanding the loads to which they are subjected. 
Newton's laws are the basis of statics and are used to calculate the net force on an 
object. The moment of a force is also important in statics, as it allows the analysis of 
the effects of forces that are not directly applied to the object, but that act on it 
indirectly. In summary, statics is an essential field for engineering and other areas 
that deal with the analysis of bodies in equilibrium. 
 
Keywords: Bodies in equilibrium, Analysis of forces, Analysis of structures and 
Newton's laws 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 10 
2 LEIS DE NEWTON ............................................................................................... 10 
2.1 As 3 leis de Newton ........................................................................................ 10 
3 FORÇAS ............................................................................................................... 11 
3.1 Tipos de força ................................................................................................. 11 
4 MOMENTO DE UMA FORÇA ............................................................................... 11 
4.1 tipos de Momento de força .............................................................................. 12 
5 EQUILÍBRIO DE CORPOS RÍGIDOS ................................................................... 12 
5.1 Tipos de Equilíbrio de corpos rígidos .............................................................. 12 
6. ANÁLISE DE ESTRUTURAS .............................................................................. 13 
CONCLUSÃO .......................................................................................................... 13 
 
1 Introdução 
 
 A estática é um ramo da mecânica que se dedica ao estudo do equilíbrio dos 
corpos, ou seja, como as forças atuam sobre um objeto e como ele se comporta 
quando está em repouso. O objetivo deste trabalho é apresentar uma visão geral da 
estática, abordando as principais leis e conceitos que regem essa disciplina. 
2 Leis de Newton 
 
 As leis de Newton são a base da física e, consequentemente, da estática. A 
primeira lei de Newton afirma que um objeto em repouso permanece em repouso e 
um objeto em movimento permanece em movimento, a menos que uma força 
externa atue sobre ele. A segunda lei de Newton afirma que a força resultante em 
um objeto é igual à sua massa vezes a sua aceleração. E a terceira lei de Newton 
afirma que para toda ação há uma reação igual e oposta. 
 
2.1 As 3 leis de Newton 
 
 Primeira Lei de Newton: Também conhecida como a Lei da Inércia, ela afirma 
que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento 
permanecerá em movimento com velocidade constante, a menos que uma força 
externa atue sobre ele. 
 Segunda Lei de Newton: A lei da força, afirma que a força resultante (F) que 
atua em um objeto é igual à sua massa (m) multiplicada pela sua aceleração (a): F = 
m * a. 
 Terceira Lei de Newton: A lei da ação e reação, afirma que para cada ação há 
sempre uma reação igual e oposta. Isso significa que, quando um objeto exerce uma 
força em outro, o segundo objeto exerce uma força igual e oposta no primeiro objeto. 
3 Forças 
 
 As forças são fundamentais na estática, e existem vários tipos de forças que 
atuam sobre um objeto em equilíbrio. A força peso é a força que um objeto exerce 
sobre a superfície em que está apoiado, devido à atração gravitacional. A força 
normal é a força que a superfície exerce sobre o objeto, perpendicularmente à 
superfície. A força de atrito é a força que se opõe ao movimento do objeto, quando 
ele está em contato com outra superfície. E as forças de tração e compressão são 
forças que atuam em um objeto quando ele é submetido a uma carga. 
 
3.1 Tipos de força 
 
1- Forças de contato: São forças que ocorrem quando dois objetos estão em contato 
direto, como a força que uma pessoa aplica em uma parede ao empurrá-la. 
2- Forças de campo: São forças que ocorrem sem que haja contato físico entre os 
objetos, como a força gravitacional que a Terra exerce sobre um objeto. 
3- Forças internas: São forças que ocorrem dentro de um objeto, como a tensão em 
um cabo ou a compressão em uma mola. 
4- Forças externas: São forças que atuam em um objeto devido a influências 
externas, como a força do vento em um edifício ou a força de tração em um cabo 
puxado por um guincho. 
4 Momento de uma força 
 
 O momento de uma força é uma grandeza que mede a tendência de uma 
força em girar um objeto em torno de um ponto. O momento é dado pelo produto da 
força pela distância perpendicularentre o ponto de aplicação da força e o ponto de 
rotação. O momento de uma força é importante na estática porque ele permite que 
sejam analisados os efeitos de forças que não estão diretamente aplicadas ao 
objeto, mas que atuam sobre ele indiretamente. 
 
4.1 tipos de Momento de força 
 
1- Momento de força positivo: Um momento de força é positivo quando ele tende a 
girar um objeto no sentido horário em torno do ponto de rotação. 
2- Momento de força negativo: Um momento de força é negativo quando ele tende a 
girar um objeto no sentido anti-horário em torno do ponto de rotação. 
 O momento de força é dado pelo produto vetorial entre a força aplicada e o 
vetor posição do ponto de rotação em relação ao ponto onde a força é aplicada. Em 
outras palavras, o momento de força é a força multiplicada pela distância 
perpendicular entre a linha de ação da força e o ponto de rotação. O momento de 
força é expresso em unidades de newton metro (Nm) no sistema internacional de 
unidades (SI). 
5 Equilíbrio de corpos rígidos 
 
 O equilíbrio de corpos rígidos é um conceito fundamental na estática. Um 
corpo rígido está em equilíbrio quando a resultante das forças que atuam sobre ele é 
nula e quando a resultante dos momentos das forças em relação a qualquer ponto é 
nula. Isso significa que o objeto não se move nem gira em relação a um ponto de 
referência. 
 
5.1 Tipos de Equilíbrio de corpos rígidos 
 
Na estática, os corpos rígidos podem estar em diferentes tipos de equilíbrio. São 
eles: 
1- Equilíbrio estático: Um corpo rígido está em equilíbrio estático quando ele está em 
repouso e a resultante das forças e dos momentos de força que atuam sobre ele são 
igual zero. 
2- Equilíbrio translacional: Um corpo rígido está em equilíbrio translacional quando a 
resultante das forças que atuam sobre ele é igual a zero. 
3- Equilíbrio rotacional: Um corpo rígido está em equilíbrio rotacional quando a 
resultante dos momentos de força que atuam sobre ele é igual a zero. 
6. Análise de estruturas 
 
 A análise de estruturas é uma das aplicações mais importantes da estática. A 
estática é usada para analisar a estabilidade de estruturas e prever o 
comportamento de edifícios, pontes e outras estruturas. A análise de estruturas é 
feita usando os princípios da estática para calcular as forças que atuam sobre cada 
parte da estrutura e determinar se ela é capaz de suportar a carga a que está 
sujeita. 
CONCLUSÃO 
 
 Em resumo, a estática é uma área da física que estuda os corpos rígidos em 
equilíbrio, analisando as forças que atuam sobre eles e como elas se equilibram. As 
leis de Newton são essenciais para a análise da estática, bem como a compreensão 
dos diferentes tipos de forças e momentos de força. Através da estática, é possível 
determinar a estabilidade e segurança de estruturas e equipamentos, permitindo que 
sejam projetados de forma a suportar as forças que atuam sobre eles. Além disso, a 
estática é fundamental para diversas áreas, como engenharia civil, mecânica, 
aeroespacial e muitas outras. Em suma, a estática é uma ferramenta importante 
para entender como as forças agem em um corpo rígido e, assim, permitir projetos 
seguros e eficientes de equipamentos e estruturas.