Coleção · 4 jogos

Equilíbrio de forças: quando tudo se anula

Um objeto em equilíbrio continua em repouso porque as forças sobre ele, e seus efeitos de giro, se anulam. Estes jogos, de dois temas, usam isso: jogue para equilibrar vetores, dimensionar cabos, posicionar pesos numa alavanca e dividir uma carga entre apoios.

As duas condições de equilíbrio

Um objeto em repouso só continua em repouso se a soma vetorial das forças sobre ele for zero, ΣF = 0: por componentes, ΣFₓ = 0 e ΣF_y = 0, e desenhadas uma após a outra as forças fecham um polígono. Ele também não pode começar a girar, então os torques em relação a qualquer ponto se anulam, ΣM = 0, sendo cada torque uma força vezes sua distância perpendicular, M = F·d. Forças que atuam todas num ponto só precisam da primeira condição; uma tábua, uma alavanca ou uma ponte precisam das duas.

Equilíbrio de forças
ΣF = 0
Equilíbrio de torques
ΣM = 0

Jogos desta coleção

4 jogos

JOGUE AGORA · 19

Mesa de forças: equilibre o anel

Equilibre um anel puxado por fios em ângulos diferentes. Descubra por que 3 N e 4 N precisam de exatamente 5 N para se anularem e por que só a soma vetorial importa.

Soma vetorialEquilíbrio
Jogar Mesa de forças
Equilíbrio
ΣF = 0
Módulos
|F₁ + F₂| ≤ |F₁| + |F₂|

JOGUE AGORA · 32

Placa pendurada: equilibre os cabos

Pendure uma placa de 20 kg em um ou dois cabos. Encontre cada tração com ΣF = 0, descubra por que cabos quase horizontais puxam com muito mais força e encontre o ângulo mais raso que um cabo pode ter.

Equilíbrio de forçasTração
Jogar Placa pendurada
Vertical
Σ T·sen θ = W
Horizontal
T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂

JOGUE AGORA · 33

Gangorra: equilibre os torques

Equilibre uma gangorra com crianças de massas diferentes. Use o torque, peso × distância, para posicioná-las, inclua o peso da própria tábua e encontre a força que levanta um carrinho de mão.

TorqueEquilíbrio de rotação
Jogar Gangorra
Equilíbrio
ΣM = 0
Torque
M = m·g·d

JOGUE AGORA · 34

Ponte de tábua: divida a carga

Carregue uma tábua apoiada em dois suportes. Use ΣF = 0 e ΣM = 0 para encontrar a reação de cada apoio, inclua o peso da tábua e descubra onde um apoio quebra ou a tábua tomba.

Equilíbrio estáticoReações de apoio
Jogar Ponte de tábua
Forças
R_A + R_B = W + w
Momentos em relação a A
R_B·L = W·x + w·x_c

Como cada jogo usa isso

  1. Mesa de forças Três fios puxam um anel em ângulos diferentes. Encontre a força que zera a soma vetorial para o anel ficar no centro.
  2. Placa pendurada Uma placa pende de um ou dois cabos. Decomponha cada tração com ΣF = 0 para saber que resistência cada cabo precisa ter.
  3. Gangorra Crianças sentam a distâncias diferentes do apoio. Equilibre os torques com ΣM = 0, incluindo o peso da própria tábua.
  4. Ponte de tábua Uma tábua está sobre dois apoios. Use ΣF = 0 e ΣM = 0 juntos para encontrar cada reação e onde um apoio quebra ou a tábua tomba.

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