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Equilíbrio e Repouso Quando se fala em equilíbrio, algumas falácias podem estar “presas” na mente da alguns, como pensar que equilíbrio e repouso são termos que dizem a mesma coisa. Apesar de parecer coerente, para poder afirmar que um corpo está em equilíbrio, é necessário que a força resultante que atua no objeto seja igual a zero. Equilíbrio → 𝐹𝑟 = 0 Em contrapartida, para afirmarmos que um corpo está em repouso, a velocidade deste deverá, necessariamente, ser nula. Repouso → 𝑣 = 0 OBS: Repouso é semelhante ao termo parado. o Ora, se a força resultante for igual a zero, isso não é igual a afirmar que o corpo está em repouso? A resposta é: Não necessariamente. Nos primeiros conceitos de física, ao se estudar a parte de Cinemática, dois assuntos que se estuda e essenciais ao entendimento da física são o Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) e o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado. Assim, as características de cada um desses movimentos são: 𝑀𝑅𝑈 { |�⃗�| ≠ 0 𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑜 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 |�⃗�| = 0 𝑀𝑅𝑈𝑉 { |�⃗�| ≠ 0 𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑑𝑎 𝑎𝑜 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 |�⃗�| ≠ 0 𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑜 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 Além disso, é válido relembrar a 2ª Lei de Newton: 𝐹𝑟⃗⃗⃗⃗⃗ = 𝑚 ∙ �⃗� Pela fórmula acima, considerando a massa constante, pode-se afirmar que a força resultante que atua em um objeto depende do valor da aceleração, ou seja, se a aceleração for nula, a força resultante também será. Olhando o esquema desenvolvido sobre MRU e MRUV, é possível afirmar que o Movimento Retilíneo Uniformemente variado não se encontra em equilíbrio, uma vez que sua aceleração e diferente de zero e, portanto, sua força resultante também será. Entretanto, considerando o Movimento Retilíneo e Uniforme, podemos afirmar que a aceleração é zero e, portanto, a força resultante também é zero. Logo, conclui-se que o MRU está em estado de equilíbrio, mas não se encontra em estado de repouso (|�⃗�| ≠ 0). Feita essa diferenciação, é necessário realizar a classificação de tais conceitos. O equilíbrio pode ser classificado em Estático e Dinâmico. ❖ Estático Condição em que o corpo se encontra em equilíbrio (∑ 𝐹 = 0) e em repouso (|�⃗�| = 0). ❖ Dinâmico Condição em que o corpo se encontra em equilíbrio (∑ 𝐹 = 0) e em movimento retilíneo uniforme (MRU; 𝑣 ≠ 0 → 𝑐𝑡𝑒). Além disso, o repouso pode ser classificado em Permanente e Temporário. ▪ Permanente Condição em que o corpo se encontra em estado de equilíbrio (𝑎 = 0 ; 𝐹𝑟 = 0), além de possuir velocidade igual a zero. ▪ Momentâneo Condição em que o corpo para apenas para inverter o sentido do seu movimento. Nesse caso, a velocidade é igual a zero, mas este não se encontra em equilíbrio (𝑎 ≠ 0; 𝐹𝑟 ≠ 0). Em resumo: Para esclarecer cada situação, vamos aos exemplos: CASO 01: Analisando um corpo que fora lançado verticalmente para cima (conforme mostra a figura acima), é possível perceber que no ponto mais alto da trajetória, sua velocidade se torna nula e em seguida muda o sentido do movimento (para baixo). Contudo, nesse ponto mais alto, o corpo não está em equilíbrio, visto que a força peso e portanto, e portanto há forças externas atuando. Logo, podemos concluir que, no ponto de altura máxima, o corpo se encontra em repouso momentâneo (repouso apenas para mudar o sentido do movimento) e não está em equilíbrio (𝐹𝑟 ≠ 0; 𝑎 ≠ 0). CASO 02: Nessa situação, temos um corpo que se possui velocidade constante (𝑣 ≠ 0) e se encontra em um movimento retilíneo uniforme (MRU). Equilíbrio Estático 𝐹𝑟 = 0 𝑣 = 0 Dinâmico 𝐹𝑟 = 0 𝑣 ≠ 0 (𝑐𝑡𝑒) Repouso Permanente 𝑣 = 0 𝐹𝑟 = 0 Momentâneo 𝑣 = 0 𝐹𝑟 ≠ 0 𝑎 = 0 É óbvio dizer que o corpo possui uma velocidade diferente de zero (𝑣 ≠ 0) e, portanto, tal veículo não se encontra em repouso, visto que a premissa básica para um corpo se encontrar nesse estado, sua velocidade tem que ser igual a zero. Entretanto, conforme fora visto no começo desse resumo, o MRU se caracteriza por possuir velocidade constante e aceleração igual a zero. Assim, pela segunda lei de Newton, temos: 𝐹𝑟 = 𝑚 ∙ 0 𝐹𝑟 = 0 Portanto, como a força resultante do sistema é zero, é possível afirmar que este se encontra em equilíbrio, mais especificamente equilíbrio dinâmico (𝑣 ≠ 0 → 𝑐𝑡𝑒; 𝐹𝑟 = 0). CASO 03: Finalmente, o último caso representa um bloco parado sob uma superfície plana. Assim, como sua velocidade é zero e não possui tendência a mudar o sentido de movimento, este se encontra em repouso permanente. Além disso, pode-se perceber que não há forças externas atuando neste bloco e as forças internas se equilibram. Logo, este corpo se encontra em equilíbrio estático. Visto esses 3 casos, ficou claro que um corpo pode estar em repouso e não necessariamente estar em equilíbrio, bem como o inverso é verdadeiro.
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