O documento discute os conceitos de equilíbrio estático em corpos rígidos, mencionando exemplos como pêndulos e a experiência de Foucault. Explica que o equilíbrio depende da resultante das forças aplicadas e da localização onde elas atuam, medida pelo momento linear. Realiza atividades práticas com portas e gangorras para ilustrar como o momento afeta o esforço necessário para movimentar objetos.

1. FÍSICA
1ª SÉRIE
CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO – ESTÁTICA DOS CORPOS RÍGIDOS I

3. OBJETIVO
- Compreender o conceito de equilíbrio.
- O equilíbrio pode estar acontecendo tanto em corpos
em movimento assim como corpos em repouso.

4. - Conhecemos anteriormente o conceito de Pêndulo
Simples e Pêndulo de Foucault.
- O período pendular é dado por:
RETOMANDO...
- Foucault idealizou um pêndulo que mostra ser
possível calcular o movimento de rotação da Terra

5. MANTER O EQUILÍBRIO!
Mesmo em um objeto que se
considera estar totalmente imóvel
pode estar acontecendo de
existirem diversas forças agindo em
cima dele!

6. ATIVIDADE PARA QUESTIONAR
Um motorista de ônibus se encontra em equilíbrio?
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/2013_in_Bonn._BYD_ebus_%28electrical_bus%29._Bus_interior._Driver_vie
w_._Spielvogel.JPG/640px-2013_in_Bonn._BYD_ebus_%28electrical_bus%29._Bus_interior._Driver_view_._Spielvogel.JPG

7. RESPOSTA
Um motorista de ônibus se encontra em equilíbrio?
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/2013_in_Bonn._BYD_ebus_%28electrical_bus%29._Bus_interior._Driver_vie
w_._Spielvogel.JPG/640px-2013_in_Bonn._BYD_ebus_%28electrical_bus%29._Bus_interior._Driver_view_._Spielvogel.JPG
Depende do referencial
adotado. Em relação ao
ônibus podemos
considerar que o
motorista está em
equilíbrio pois sua
posição não se altera,
mas em relação às ruas,
a história é outra!

8. Como saber se há equilíbrio?
- Verificar se a Primeira Lei de Newton se aplica ao corpo
em questão, isto é, se a resultante das forças atuantes é
igual a zero, FR = 0;
- Equilíbrio Estático: v = 0 em relação a um referencial;
- Equilíbrio Dinâmico: v = constante e v ≠ 0;
- Obrigatoriamente a aceleração deve ser nula!
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/
thumb/7/78/Ein_Newton_als_Schokoladentafel.jpg
/467px-Ein_Newton_als_Schokoladentafel.jpg

9. ATIVIDADE
Já brincou de gangorra? Se o apoio estiver bem no centro
de gravidade é possível deixá-la se equilibrando apenas
pelo apoio central. Acesse o endereço abaixo e responda as
perguntas do slide seguinte:
https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-
act/latest/balancing-act_pt_BR.html

10. ATIVIDADE (continuação)
Embaixo selecione a opção Laboratório de equilíbrio e
responda:
a) Se colocarmos dois homens de 80 kg sobre a gangorra,
ela ficará sempre em equilíbrio sobre o apoio central?
b) É possível fazer com que esses dois homens de 80 kg
geram forças diferentes caso estejam imóveis sobre a
gangorra?
c) Se colocarmos o homem da direita mais perto do ponto
de apoio central, o que acontece?

11. RESPOSTA
a) Se colocarmos dois homens de 80 kg sobre a gangorra,
ela ficará sempre em equilíbrio sobre o apoio central?
Somente ficará em equilíbrio se a distância de ambos os
homens em cada ponta da gangorra for a mesma até o
apoio central.
https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_pt_BR.html

12. RESPOSTA
b) É possível fazer com que esses dois homens de 80 kg
geram forças diferentes caso estejam imóveis sobre a
gangorra?
Não, pois se eles estiverem imóveis, a força que farão
sobre a gangorra é somente a força peso, que nesse caso,
é igual para os dois por terem a mesma massa.
O que pode mudar é o Momento Linear (ou torque)
dependendo da distância em que eles se encontrem sobre
a gangorra em relação ao apoio central.

13. RESPOSTA
c) Se colocarmos o homem da direita mais perto do ponto
de apoio central, o que acontece?
A balança tende a cair para o lado esquerdo, pois o torque
de quem está mais perto do ponto de apoio é menor,
mesmo que a força exercida sobre a gangorra seja a
mesma.

14. MOMENTO DE UMA FORÇA
Como vimos na gangorra, para corpos em que o tamanho
não pode ser desprezado permanecerem em equilíbrio só o
fato da soma das forças ser nula não é suficiente, deve-se
também saber onde a força é aplicada.
Em alguns casos, como na gangorra, é importante utilizar
uma grandeza física que quantifica o efeito de rotação que
uma força é capaz de fazer. O nome dessa força é
momento de uma força ou torque.

15. ATIVIDADE
Para essa atividade você pode utilizar a porta de algum
cômodo da sua casa, do carro ou algum portão, desde que
a abertura deles seja de forma transversal (aquelas portas
de correr não irão funcionar corretamente).
Tente empurrar a mesma porta para abrir ou fechar
pegando em três posições diferentes, como indicadas na
figura do próximo slide e responda as questões à seguir.

16. Tente empurrar uma região similar às marcas vermelhas
nas três portas abaixo.(maçaneta à esquerda e dobradiça à
direita)
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fpxhere.com%2Fpt%2Fphoto%2F128427&psig=A
OvVaw2iw6eWcC1TqjWc2wa1Sn0P&ust=1619715366792000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwj_l-
-JtKHwAhVOuZUCHdheDBAQjRx6BAgAEAc

17. ATIVIDADE (continuação)
a) Qual das três situações é mais fácil de abrir: longe das
dobradiças, no meio da porta ou perto das dobradiças?
b) Existem outras situações em que essa mesma lógica do
nível de dificuldade de movimento pode ser empregada?

18. RESPOSTA
a) Qual das três situações é mais fácil de abrir: longe das
dobradiças, no meio da porta ou perto das dobradiças?
Quanto mais longe da dobradiça menos força é necessária
para abrir a porta.

19. b)Existem outras situações em que essa mesma lógica do
nível de dificuldade de movimento pode ser empregada?
Essa mesma lógica pode ser utilizada para o manuseio de
ferramentas, pois chaves mais compridas tendem a soltar
porcas ou parafusos com mais facilidade.
RESPOSTA

20. MOMENTO LINEAR
O valor mínimo do momento para abrir a porta nas três
situações é o mesmo, só que a força é inversamente
proporcional à distância. Quanto mais perto do ponto de
apoio, maior tem que ser a força para manter o torque
mínimo.
M = F . d
M = momento linear ou torque (N.m)
F = Força (N, newton)
d = distância da linha de ação ou braço (m, metro)

21. RETOMANDO
Aprendemos o conceito de equilíbrio que pode ser tanto
em movimento (MRU), quanto em repouso desde que a
força resultante valha zero.
Torque é a força vezes a distância.

23. PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 1. São Paulo: Ed do
Brasil, 2016.
BONJORNO e vários autores. Física: Mecânica 1º ano. Vol 1. 3ª ed. São Paulo: FTD, 2016.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: mecânica, 1º ano. 3ª Ed. São Paulo: FTD,
2016.
SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 1. 3ª Edição. São Paulo:
Moderna, 2016.
REFERÊNCIAS