Condições de equilíbrio

A Estática é o ramo da Mecânica que se dedica ao estudo das condições de equilíbrio, indicando os fatores necessários para que uma estrutura ou corpo qualquer esteja equilibrado.

1ª condição de equilíbrio: a soma das forças

A primeira condição necessária para que um determinado corpo esteja em equilíbrio é que a soma de todas as forças que atuam sobre ele deve ser nula. Dessa definição surgem as ideias de equilíbrio estático e dinâmico.

O equilíbrio é estático quando a força resultante sobre o corpo é nula e este está em repouso, ou seja, não possui velocidade. Quando um objeto executa movimento retilíneo uniforme, não há aceleração, portanto, de acordo com a segunda lei de Newton, não existe força resultante. Como a força é nula e o objeto possui velocidade constante, diz-se que o corpo está em equilíbrio dinâmico.

2ª condição de equilíbrio: a soma dos torques

O torque, também chamado de momento de uma força, é a grandeza vetorial relacionada com a rotação de um sistema. Essa grandeza é definida pelo produto da força aplicada perpendicularmente em determinado ponto do sistema pelo braço de alavanca, que corresponde à distância entre o ponto de aplicação da força e o eixo de rotação.

Na imagem acima, o eixo de rotação está no parafuso que será girado pela chave. O produto do braço de alavanca (x) pela força (F) determina o torque (T).

T = F.x

Para que um sistema esteja em equilíbrio, é necessário que não haja rotação, portanto, a soma dos torques que atuam sobre o sistema deve ser nula.

No simulador acima, é possível organizar o sistema de acordo com as massas dos objetos e as distâncias até os eixos de rotação de modo que haja equilíbrio.

Aplicação

O melhor exemplo de aplicação desses conceitos é a construção civil, em que infinitas possibilidades de montagem de estruturas devem obedecer às condições de equilíbrio. Outro exemplo de aplicação são as gruas utilizadas para filmagens. Esses equipamentos devem conter no extremo oposto ao cinegrafista um contrapeso para garantir o equilíbrio e a movimentação do profissional.